基于Digital Water的初期雨水径流污染控制措施研究

收稿日期:2017-04-27,修回日期:2017-06-13基金项目:国家自然科学基金项目(51478230)

作者简介:吴艾欢(1992-),男,山东青岛人,硕士研究生,主要从事给排水系统优化研究工作三E-mail:shuigongyexinjishu@https://www.360docs.net/doc/79267673.html,

doi :10.11988/ckyyb.20170475

2018,35(10):43-47,52

基于Digital Water 的初期雨水径流污染控制措施研究

吴艾欢,杨婷婷,吕 谋,孟凡静

(青岛理工大学环境与市政工程学院,山东青岛 266033)

摘 要:初期雨水作为非点源污染已经严重影响城市水环境现状,初期雨水的治理也被国内外专家重视三分析类比了不同类型的初期雨水径流污染控制措施,阐述了初期雨水污染物的积累及冲刷过程的模拟函数三借助Digital Water 对研究区域降水进行模拟,分析未开发二仅增加LID 措施二增加LID 措施与末端调蓄池组合方案3种情况,发现初期雨水的源头控制和末端控制对初期雨水径流总量削减和污染物浓度削减分别在不同的时间和空间上起着显著的作用,LID 措施通过源头截留在降雨初期削减污染物浓度和洪峰流量,而后削减能力减弱,继而雨水进入末端调蓄池,降雨后期洪峰流量和污染物通过调蓄池削减三初期雨水的源头控制和末端控制组合应用效果良好,对流总量削减和污染物浓度削减有不同的贡献率三而初期雨水的过程控制也就是初期雨水截留控制应用及研究还不足,是未来研究和实践的发展方向三

关键词:初期雨水;径流;Digital Water;污染控制;LID;调蓄池

中图分类号:TU992 文献标志码:A 文章编号:1001-5485(2018)10-0043-05

1 研究背景

城市化的发展导致城市的不透水性增加,硬化的下垫面使得降雨径流总量增加,城市密集程度增加的同时,下垫面污染物积累量增加,积累速率加大三污染物通过雨水及人工冲刷后经由城市排水管网进入受纳水体,致使初期雨水面源污染成为城市水环境最大的威胁三初期雨水中包含降雨过程空气中的颗粒物质二重金属和径流过程中散落在下垫面上的污染物,这些污染物来源于大气干湿沉降二机动车排放物和固体碎屑等[1]三美国环保署研究发现以初期雨水为主的城市非点源污染在河湖污染中所占的比例越来越高,已由20世纪90年代的9%提高到了18%[2-3]三城市初期雨水污染来源较为复杂,污染的形成具有潜伏性,污染的程度不确定性大,所以研究和控制难度比相对集中的点源污染要大很多[4],初期雨水污染是目前亟待解决的环境问题三

2 初期雨水径流污染控制措施

初期雨水径流污染控制措施从控制位置上分为源头削减二过程控制和末端控制三分别从地表径流开始前二雨水进入管网中和雨水排放前对初期雨水

污染进行控制和调节,以期达到在雨水进入受纳水

体前削减污染物总量和污染物浓度的目的三2.1 初期雨水的源头控制

初期雨水的源头削减主要以低影响开发(Low Impact Development,LID)为主,目前该方法已在国内外得到应用[5]三LID 采用因地制宜的方法,尽可能地减少开发建设对生态环境的影响,采用生物滞留池二绿色屋顶二渗渠二透水路面二雨水花园和植被草沟等方式[6],改变下垫面条件,使下垫面具有减少径流量削减污染物的功能三LID 相较初期雨水截流设施及调蓄池等有增加下垫面透水性二美观二管理方便和不影响污水系统的优势,但在一些已建成的建筑屋顶和行车道上无法实施应用,而屋面及路面的污染程度相较绿地等下垫面污染程度更高[7-8]三

2.2 初期雨水的过程控制

初期雨水的过程控制主要是指初期雨水的截流控制,即在雨水管网中设置初期雨水截留装置,利用装置将污染较为严重初期雨水分离出来进入城市污水处理厂等处理单位进行处理,后期较洁净的雨水进行收集或排放三初期雨水截流设施主要设置在屋面落水管下方二道路雨水口内或雨水管网排放口处[9],截流设施按照截流方式分为定容式二定速式和定量式,部分设施可完全利用水力控制启闭,不需要电力三截流设施可以设置在已经建好的建筑落水

第35卷第10期长 江 科 学 院 院 报

Vol.35 No.10 2018年10月

Journal of Yangtze River Scientific Research Institute Oct.2018

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