城市雨水径流污染控制技术
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3. 2 径流污染控制技术[5～7] 3. 2. 1 人工湿地净化技术
人工湿地是模仿天然湿地净化雨水 ,通过人工强化改造 而成的一种低能耗雨水处理技术 ,其构造如图 1 所示 。
图 1 水平潜流型生态绿地构造示意
1 进水管 ;2 配水区 ;3 隔板 ;4 水生植物 ; 5 集水区 ;6 出水管 ;7 好氧或厌氧植物种群 ;
8 具有各种水性能的基质 ;9 池体 人工湿地对雨水的处理综合了物理 、化学和生物的 3 种 作用 。系统成熟后 ,填料表面和植物根系将由于大量微生物 的生长而形成生物膜 。污染的雨水流经生物膜时 ,大量的 SS 被填料和植物根系阻挡截留 ,有机污染物则通过生物膜 的吸收 、同化及异化作用而被除去 。湿地系统中因植物根系 对氧的传递释放 ,使其周围的环境中依次出现好氧 、缺氧 、厌 氧状态 ,保证了雨水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为 营养吸收 ,而且还可以通过硝化 、反硝化作用将其除去 ,最后 人工湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去 。 3. 2. 2 湖滨带净化技术 湖滨带是水陆生态交错带的简称 ,是指介于湖泊最高水 位线和最低水位线之间的水 、陆交错带 ,是湖泊水生生态系 统与湖泊流域陆地生态系统间一种非常重要的生态过渡带 。 利用湖滨带 ,在水底铺垫一定数量的填料 ,构建一个由多 种群水生植物 、动物和各种微生物组成并具有景观效果的多 级天然生物 生态雨水净化系统 ,对雨水径流进行生物与植 物净化 ,净化后的水直接进入湖泊主体 ,有效地去除湖体内的 富营养元素 ,并可以防止雨水径流造成的雨水径流污染 。国 内有学者在太湖梅梁湾和五里湖 ,贵阳红枫湖 ,莫愁湖等水域 进行直接治理和控制湖泊富营养化的理论和实验研究 。 3. 2. 3 径流促渗利用技术 充分利用绿地渗水 、过滤污染物的功能 ,并对绿地基层 进行改造 ,加大雨水的下渗量 ,在雨水径流污染控制的同时 , 削减或延缓城市地表径流的产生 ,可以降低城市发生水涝灾 害的风险 。开发原位下渗净化技术 ,对表层土壤中掺加促渗 材料以及土壤基层的改造 ,增加绿化地面与不透水地面的镶 嵌 ,对排水沟渠和路边沟种植植物或底部铺设促渗砾石等材 料 ,实现径流量削减和污染物净化 ,达到从源头上减少雨水 径流污染负荷的目的 。 3. 2. 4 城市道路径流污染的控制技术
(6) 雨水蓄水池和分散的渗透系统可降低城市洪水压力 和排水管网负荷 。 2. 3 有利于控制水体污染 ,预防水体富营养化 ,水华或海域 赤潮的发生
近些年 ,我国城市河流的水体富营养化以及各海域的赤 潮污染越来越严重 ,给当地的渔业 、旅游业等带来了巨大的 影响 ,对水体生态也产生了及其恶劣的影响 。归其原因 ,其 中很大程度上是由于雨水径流携带大量的污染物 (地面垃 圾 、降尘等) 排入水体所致 。 2. 4 有利于水土保持 ,改善生态环境 ,提升城市形象
3. 2. 4. 1 城市道路径流污染组合控制技术
城市道路径流污染的控制是城市地表径流污染控制的 重要部分 。城市道路是城市不透水地表的主要组成 ,而且由 于人类交通活动频繁 ,径流污染严重 ,特别是初期径流污染 严重 。因此充分利用道路红线范围内绿地控制径流污染尤 为重要 。结合城市道路布置的雨水排放系统由车道边的雨 水口收集路面雨水 ,通过设置在道路绿化分隔带 、行道树绿 带和路侧绿化带下设置砾石过滤层 ,降解初期径流污染 ,将 得到过滤净化后的雨水再排到城市雨水管道或明渠 ,在宽度 大于等于 30 m 道路中可结合绿化隔离带 、行道树绿带及路 侧绿化带设置削减初期雨水污染的促渗设施 。 3. 2. 4. 2 建设非封闭路面
2. 1 雨水是城市生态环境用水的理想水源
城市绿地 、园林和花坛等是现代化城市基础设施的重要 组成部分 。随着市民生活水平的提高和环境意识的增强 ,城 市绿化建设不仅可为市民提供娱乐 、休闲 、游览和观赏的场 所 ,而且是改善和美化城市环境的重要措施 。绿地在空间上 是成片分散分布的 ,这一特点为雨水利用创造了条件 。降雨 不仅在空间上分布是分散的 ,而且水质清洁 ,弥补了再生水 的不足 。所以 ,雨水是城市生态环境用水的理想水源 。不足 的部分可由无异味的再生水补充 。
2006 年第 32 卷第 February 2006
2
期
I ndu str ial S工afe业ty安an全d 与Env环iro保nmental
Protection
·41 ·
城市雨水径流污染控制技术
吴荣芳
(河北省定州市建设局 河北定州 073000)
摘 要 城市雨水径流特别是初期雨水污染严重 ,是水体富营养化 、水华以及海域赤潮等环境问题产生的根源之一 。 分析了径流污染产生的特点 ,概括了城市雨水径流污染控制的必要性 ,并着重论述了径流污染控制技术 。 关键词 径流污染 治理技术 雨水
Introductions to the Urban Runoff Pollution Control Technology WU Rong fang
( Construction Bureau of Dingzhou City Dingzhou , Hebei 073000) Abstract Urban runoff pollution is serious especially for earlier runoff and it is one of the reasons that lead to water body eutrophic ,algal bloom and red tide on sea. The characteristics of runoff pollution are analyzed ,the necessity of the runoff pollution control is summarized ,and the control techniques of runoff pollution are mainly discussed in this paper. Keywords runoff pollution control technique rain water
of the Total Environment ,2002 ,293 :163 175 3 尹澄清 ,毛占坡. 用生态工程技术控制农村非点源水污染. 应用生
态学报 ,2002 ,13 (2) :229～232 4 车武 ,刘燕 ,李俊奇. 国内外城市雨水水质及污染控制. 给水排水 ,
2003 ,29 (10) 5 汪慧贞 ,李宪法. 北京城区雨水径流的污染及控制. 城市环境与城
பைடு நூலகம் 城市地表径流污染是指在降雨过程中雨水及其形成的 径流流经城市地面 (如商业区 、居住区 、停车场 、街道等) ,聚 集一系列污染物质 (如原油 、氮 、磷 、重金属 、有机物质等) 并 直接排入水体而造成的水体非点源污染 。雨水径流污染来 源主要为 :汽车产生的污染物 ,屋面建筑材料 ,建筑工地 、路 面垃圾和城区雨水口的垃圾和污水 ,大气的干湿沉降等 。 1 城市雨水径流污染特点[1～4 ]
3. 2. 5. 2 人工渗透床下渗技术
渗透设施的另一应用方式是将屋面雨水经水落管收集 后 ,集中到建筑物附近的人工渗透床 ,以减少径流 ,补充地下 水。
4 结语
城市雨水径流污染控制说到底 ,就是对水体的保护 。结 合城市各区域的实际径流污染情况及地形 、绿化等现状而有 针对性地采用各种相应的径流污染控制技术对其进行有效 的控制和利用 ,达到城市雨水径流污染控制的目标 。
2. 2 城市雨水利用的经济意义和生态意义
(1) 雨水可免费使用 。 (2) 收集的雨水可以直接或适当处理后用于冲厕 、洗车 、 浇庭院 、洗衣 、浇绿地 、消防和回灌地下水 ,从而节约饮用水 。 (3) 雨水渗透可节省封闭路面下的雨水管道投资 。 (4) 保护地下水水质和储备 ,简化饮用水净化工艺 ,投资省。 (5) 雨水渗透利于自然界的水循环 ,补偿地下水 。
利用雨水资源 ,强化建筑屋顶绿化 ,尤其在大城市的建 筑密集区域 ,可大大增加城市绿化面积 ,进而达到美化城市 , 净化城市空气 ,吸纳城市噪音 ,降低城市热岛效应 ,逐步改善 城市生态环境的目的 。 3 径流污染控制技术
3. 1 控制技术所采取的策略与原则
(1) 分区控制 。由于城区功能布局不同 ,土地利用不同 , 人类活动的干扰程度不同 ,所以雨水径流污染的产生具有明 显的区域性 ,对于不同的地区采取不同的措施是有效控制的 前提 。
城市雨水径流污染晴天累积 、雨天排放 ,具有随机性强 , 突发性强 ,污染径流量大的特点 。因此对城市雨水径流污染 控制的难点在于 : ①不透水面比例高 ,人类干扰强度高 ; ②污 染物量大面广 ,组成复杂 ,还有部分城市污水 ; ③城市雨水径 流污染具有晴天累积 、雨天排放 ,突发性 、高流量 、重污染的 特征 ; ④初期径流污染严重 。 2 径流污染控制的必要性
参考文献 1 Deletic A B ,Maksimovic C T. Evaluation of water quality factors in storm
runoff from paved areas. J Envirn Eng ,ASCE ,1998 ,124 (9) :869 879 2 Lee J H ,Bang K W. First flush analysis of urban storm runoff . The Science
3. 2. 5. 1 高花坛 + 低绿地 + 浅沟渗渠渗透技术
这种方法采用了多种渗透设施 ,屋面雨水先流经高位花 坛 (内填渗透性能好 ,净化能力强的人工混合土) 进行渗透净 化 ,而后与道路雨水一起通过低绿地流入渗透浅沟 ;雨量较 大时 ,雨水沿着浅沟进入渗渠继续下渗 ,超过渗透能力的雨 水排入市政管网 。
(收稿日期 :2005 05 11)
(4) 运用生态工程 。城市雨水径流污染的产生是人类活 动对自然水文生态过程作用的结果 ,是水文生态系统的失衡 过程 。通过采取或模拟自然的生态工程使城市水文生态达
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到良性循环 ,是雨水径流污染控制的主要措施 。 (5) 注重管理措施 。城市雨水径流污染物的来源主要是
地表的街土 、垃圾等 ,在卫生管理不善的旧城区这一问题特 别突出 。因此 ,从管理上入手 ,从雨水径流污染物产生的源 头进行控制 ,可以大大地降低暴雨径流的污染负荷 。
最简单的渗透方式是尽可能减少封闭路面 ,建设非封闭 路面 。将雨水从封闭路面或屋顶引向非封闭路面 ,经过土壤 渗透 、过滤 ,既可减缓雨水径流的地表强度 ,使地下水得到补 充 ,又可去除雨水中的污染物 。非封闭路面可采用渗透性强 的混凝土和沥青混合材料经特殊设计的多孔路面 ,雨水可通 过多孔路面渗入到下层的砾石基础 ,然后逐渐渗入到周围的 土壤中 。 3. 2. 5 小区雨水径流污染控制技术
(2) 同城市景观建设结合 。对城市雨水径流污染控制的 一个主要问题是在城市中没有多余的土地利用 ,城市土地资 源紧张 。因此 ,在雨水径流污染控制的过程中应该尽可能地 与城市景观建设结合 。
(3) 控制初期 20 mm 污染径流 。由于城市雨水径流污染 排放的主要特征是初期径流污染严重 ,所以对初期径流污染 的控制是最为有效和经济的 。
市生态 ,2002 ,15 (2) 6 王紫雯 ,张向荣. 新型雨水排放系统 健全城市水文生态系统
的新领域. 给水排水 ,2003 ,29 (5) :17～20 7 车武 ,刘燕 ,李俊奇. 北京城区雨水径流污染特征及其控制对策.
北京建筑工程学院学报 ,2002 ,17 (4) 作者简介 吴荣芳 ,女 ,1973 年生 ,河北省定州市建设局市政处工程 师 。主要从事市政工程的设计 、管理等方面的工作 。
人工湿地是模仿天然湿地净化雨水 ,通过人工强化改造 而成的一种低能耗雨水处理技术 ,其构造如图 1 所示 。
图 1 水平潜流型生态绿地构造示意
1 进水管 ;2 配水区 ;3 隔板 ;4 水生植物 ; 5 集水区 ;6 出水管 ;7 好氧或厌氧植物种群 ;
8 具有各种水性能的基质 ;9 池体 人工湿地对雨水的处理综合了物理 、化学和生物的 3 种 作用 。系统成熟后 ,填料表面和植物根系将由于大量微生物 的生长而形成生物膜 。污染的雨水流经生物膜时 ,大量的 SS 被填料和植物根系阻挡截留 ,有机污染物则通过生物膜 的吸收 、同化及异化作用而被除去 。湿地系统中因植物根系 对氧的传递释放 ,使其周围的环境中依次出现好氧 、缺氧 、厌 氧状态 ,保证了雨水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为 营养吸收 ,而且还可以通过硝化 、反硝化作用将其除去 ,最后 人工湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去 。 3. 2. 2 湖滨带净化技术 湖滨带是水陆生态交错带的简称 ,是指介于湖泊最高水 位线和最低水位线之间的水 、陆交错带 ,是湖泊水生生态系 统与湖泊流域陆地生态系统间一种非常重要的生态过渡带 。 利用湖滨带 ,在水底铺垫一定数量的填料 ,构建一个由多 种群水生植物 、动物和各种微生物组成并具有景观效果的多 级天然生物 生态雨水净化系统 ,对雨水径流进行生物与植 物净化 ,净化后的水直接进入湖泊主体 ,有效地去除湖体内的 富营养元素 ,并可以防止雨水径流造成的雨水径流污染 。国 内有学者在太湖梅梁湾和五里湖 ,贵阳红枫湖 ,莫愁湖等水域 进行直接治理和控制湖泊富营养化的理论和实验研究 。 3. 2. 3 径流促渗利用技术 充分利用绿地渗水 、过滤污染物的功能 ,并对绿地基层 进行改造 ,加大雨水的下渗量 ,在雨水径流污染控制的同时 , 削减或延缓城市地表径流的产生 ,可以降低城市发生水涝灾 害的风险 。开发原位下渗净化技术 ,对表层土壤中掺加促渗 材料以及土壤基层的改造 ,增加绿化地面与不透水地面的镶 嵌 ,对排水沟渠和路边沟种植植物或底部铺设促渗砾石等材 料 ,实现径流量削减和污染物净化 ,达到从源头上减少雨水 径流污染负荷的目的 。 3. 2. 4 城市道路径流污染的控制技术
(6) 雨水蓄水池和分散的渗透系统可降低城市洪水压力 和排水管网负荷 。 2. 3 有利于控制水体污染 ,预防水体富营养化 ,水华或海域 赤潮的发生
近些年 ,我国城市河流的水体富营养化以及各海域的赤 潮污染越来越严重 ,给当地的渔业 、旅游业等带来了巨大的 影响 ,对水体生态也产生了及其恶劣的影响 。归其原因 ,其 中很大程度上是由于雨水径流携带大量的污染物 (地面垃 圾 、降尘等) 排入水体所致 。 2. 4 有利于水土保持 ,改善生态环境 ,提升城市形象
3. 2. 4. 1 城市道路径流污染组合控制技术
城市道路径流污染的控制是城市地表径流污染控制的 重要部分 。城市道路是城市不透水地表的主要组成 ,而且由 于人类交通活动频繁 ,径流污染严重 ,特别是初期径流污染 严重 。因此充分利用道路红线范围内绿地控制径流污染尤 为重要 。结合城市道路布置的雨水排放系统由车道边的雨 水口收集路面雨水 ,通过设置在道路绿化分隔带 、行道树绿 带和路侧绿化带下设置砾石过滤层 ,降解初期径流污染 ,将 得到过滤净化后的雨水再排到城市雨水管道或明渠 ,在宽度 大于等于 30 m 道路中可结合绿化隔离带 、行道树绿带及路 侧绿化带设置削减初期雨水污染的促渗设施 。 3. 2. 4. 2 建设非封闭路面
2. 1 雨水是城市生态环境用水的理想水源
城市绿地 、园林和花坛等是现代化城市基础设施的重要 组成部分 。随着市民生活水平的提高和环境意识的增强 ,城 市绿化建设不仅可为市民提供娱乐 、休闲 、游览和观赏的场 所 ,而且是改善和美化城市环境的重要措施 。绿地在空间上 是成片分散分布的 ,这一特点为雨水利用创造了条件 。降雨 不仅在空间上分布是分散的 ,而且水质清洁 ,弥补了再生水 的不足 。所以 ,雨水是城市生态环境用水的理想水源 。不足 的部分可由无异味的再生水补充 。
2006 年第 32 卷第 February 2006
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期
I ndu str ial S工afe业ty安an全d 与Env环iro保nmental
Protection
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城市雨水径流污染控制技术
吴荣芳
(河北省定州市建设局 河北定州 073000)
摘 要 城市雨水径流特别是初期雨水污染严重 ,是水体富营养化 、水华以及海域赤潮等环境问题产生的根源之一 。 分析了径流污染产生的特点 ,概括了城市雨水径流污染控制的必要性 ,并着重论述了径流污染控制技术 。 关键词 径流污染 治理技术 雨水
Introductions to the Urban Runoff Pollution Control Technology WU Rong fang
( Construction Bureau of Dingzhou City Dingzhou , Hebei 073000) Abstract Urban runoff pollution is serious especially for earlier runoff and it is one of the reasons that lead to water body eutrophic ,algal bloom and red tide on sea. The characteristics of runoff pollution are analyzed ,the necessity of the runoff pollution control is summarized ,and the control techniques of runoff pollution are mainly discussed in this paper. Keywords runoff pollution control technique rain water
of the Total Environment ,2002 ,293 :163 175 3 尹澄清 ,毛占坡. 用生态工程技术控制农村非点源水污染. 应用生
态学报 ,2002 ,13 (2) :229～232 4 车武 ,刘燕 ,李俊奇. 国内外城市雨水水质及污染控制. 给水排水 ,
2003 ,29 (10) 5 汪慧贞 ,李宪法. 北京城区雨水径流的污染及控制. 城市环境与城
பைடு நூலகம் 城市地表径流污染是指在降雨过程中雨水及其形成的 径流流经城市地面 (如商业区 、居住区 、停车场 、街道等) ,聚 集一系列污染物质 (如原油 、氮 、磷 、重金属 、有机物质等) 并 直接排入水体而造成的水体非点源污染 。雨水径流污染来 源主要为 :汽车产生的污染物 ,屋面建筑材料 ,建筑工地 、路 面垃圾和城区雨水口的垃圾和污水 ,大气的干湿沉降等 。 1 城市雨水径流污染特点[1～4 ]
3. 2. 5. 2 人工渗透床下渗技术
渗透设施的另一应用方式是将屋面雨水经水落管收集 后 ,集中到建筑物附近的人工渗透床 ,以减少径流 ,补充地下 水。
4 结语
城市雨水径流污染控制说到底 ,就是对水体的保护 。结 合城市各区域的实际径流污染情况及地形 、绿化等现状而有 针对性地采用各种相应的径流污染控制技术对其进行有效 的控制和利用 ,达到城市雨水径流污染控制的目标 。
2. 2 城市雨水利用的经济意义和生态意义
(1) 雨水可免费使用 。 (2) 收集的雨水可以直接或适当处理后用于冲厕 、洗车 、 浇庭院 、洗衣 、浇绿地 、消防和回灌地下水 ,从而节约饮用水 。 (3) 雨水渗透可节省封闭路面下的雨水管道投资 。 (4) 保护地下水水质和储备 ,简化饮用水净化工艺 ,投资省。 (5) 雨水渗透利于自然界的水循环 ,补偿地下水 。
利用雨水资源 ,强化建筑屋顶绿化 ,尤其在大城市的建 筑密集区域 ,可大大增加城市绿化面积 ,进而达到美化城市 , 净化城市空气 ,吸纳城市噪音 ,降低城市热岛效应 ,逐步改善 城市生态环境的目的 。 3 径流污染控制技术
3. 1 控制技术所采取的策略与原则
(1) 分区控制 。由于城区功能布局不同 ,土地利用不同 , 人类活动的干扰程度不同 ,所以雨水径流污染的产生具有明 显的区域性 ,对于不同的地区采取不同的措施是有效控制的 前提 。
城市雨水径流污染晴天累积 、雨天排放 ,具有随机性强 , 突发性强 ,污染径流量大的特点 。因此对城市雨水径流污染 控制的难点在于 : ①不透水面比例高 ,人类干扰强度高 ; ②污 染物量大面广 ,组成复杂 ,还有部分城市污水 ; ③城市雨水径 流污染具有晴天累积 、雨天排放 ,突发性 、高流量 、重污染的 特征 ; ④初期径流污染严重 。 2 径流污染控制的必要性
参考文献 1 Deletic A B ,Maksimovic C T. Evaluation of water quality factors in storm
runoff from paved areas. J Envirn Eng ,ASCE ,1998 ,124 (9) :869 879 2 Lee J H ,Bang K W. First flush analysis of urban storm runoff . The Science
3. 2. 5. 1 高花坛 + 低绿地 + 浅沟渗渠渗透技术
这种方法采用了多种渗透设施 ,屋面雨水先流经高位花 坛 (内填渗透性能好 ,净化能力强的人工混合土) 进行渗透净 化 ,而后与道路雨水一起通过低绿地流入渗透浅沟 ;雨量较 大时 ,雨水沿着浅沟进入渗渠继续下渗 ,超过渗透能力的雨 水排入市政管网 。
(收稿日期 :2005 05 11)
(4) 运用生态工程 。城市雨水径流污染的产生是人类活 动对自然水文生态过程作用的结果 ,是水文生态系统的失衡 过程 。通过采取或模拟自然的生态工程使城市水文生态达
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到良性循环 ,是雨水径流污染控制的主要措施 。 (5) 注重管理措施 。城市雨水径流污染物的来源主要是
地表的街土 、垃圾等 ,在卫生管理不善的旧城区这一问题特 别突出 。因此 ,从管理上入手 ,从雨水径流污染物产生的源 头进行控制 ,可以大大地降低暴雨径流的污染负荷 。
最简单的渗透方式是尽可能减少封闭路面 ,建设非封闭 路面 。将雨水从封闭路面或屋顶引向非封闭路面 ,经过土壤 渗透 、过滤 ,既可减缓雨水径流的地表强度 ,使地下水得到补 充 ,又可去除雨水中的污染物 。非封闭路面可采用渗透性强 的混凝土和沥青混合材料经特殊设计的多孔路面 ,雨水可通 过多孔路面渗入到下层的砾石基础 ,然后逐渐渗入到周围的 土壤中 。 3. 2. 5 小区雨水径流污染控制技术
(2) 同城市景观建设结合 。对城市雨水径流污染控制的 一个主要问题是在城市中没有多余的土地利用 ,城市土地资 源紧张 。因此 ,在雨水径流污染控制的过程中应该尽可能地 与城市景观建设结合 。
(3) 控制初期 20 mm 污染径流 。由于城市雨水径流污染 排放的主要特征是初期径流污染严重 ,所以对初期径流污染 的控制是最为有效和经济的 。
市生态 ,2002 ,15 (2) 6 王紫雯 ,张向荣. 新型雨水排放系统 健全城市水文生态系统
的新领域. 给水排水 ,2003 ,29 (5) :17～20 7 车武 ,刘燕 ,李俊奇. 北京城区雨水径流污染特征及其控制对策.
北京建筑工程学院学报 ,2002 ,17 (4) 作者简介 吴荣芳 ,女 ,1973 年生 ,河北省定州市建设局市政处工程 师 。主要从事市政工程的设计 、管理等方面的工作 。