肖生明
(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,杭州311122)
目前,我國(guó)城市排水管網(wǎng)可分為3 種形式,分別是分流制、截流式合流制、合流制3 種排水體制。當(dāng)前,合流制排水體制是我國(guó)城市老城區(qū)主要排水方式,該方法相對(duì)較為落后,且存在諸多弊端,尤其是在降雨量較多的地區(qū)城市,雨季常出現(xiàn)諸多問(wèn)題,如雨水流量過(guò)大,超過(guò)管道負(fù)荷,導(dǎo)致城市多區(qū)域積水,且溢出大量雨污混合水。截流雨污混合水,對(duì)污水處理廠造成巨大壓力,對(duì)污水廠穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響,同時(shí),雨污混合水的大量溢出,直接對(duì)水體造成污染,嚴(yán)重影響水質(zhì)。因此,盡早實(shí)現(xiàn)城市雨污分流改造,不僅對(duì)提高城市水資源質(zhì)量作用巨大,同時(shí)也可減輕污水處理廠雨季工作負(fù)荷,避免大量污水溢出,污染水資源。此外,完善城市排水管網(wǎng)體系也是城市發(fā)展現(xiàn)狀的重要環(huán)節(jié)【1】。
目前,我國(guó)城市排水管網(wǎng)體系中,由于歷史性因素,大多采用合流管網(wǎng)。而在合流管網(wǎng)雨污分流改造中,無(wú)論是施工方面還是技術(shù)方面都存在許多急需解決的問(wèn)題,如改造期間造成的交通影響、改造資金核算、新增管位的安排、初期雨水截流與處理等。
1)改造施工方面存在的問(wèn)題。由于受雨污分流改造覆蓋范圍廣、工期長(zhǎng)、工程量大等因素影響,雨污分流改造會(huì)對(duì)城市交通、居民生活造成諸多不利。在實(shí)際工程開(kāi)展中,從摸查至雨污分流改造工程的落實(shí)都需要極大的工作量。在改造工程中,需要對(duì)混接現(xiàn)象進(jìn)行糾正處理,仔細(xì)、深入排查每個(gè)小區(qū)、每棟樓的排水系統(tǒng)。然后清梳市政合流管網(wǎng)與每棟建筑物出水口的銜接,系統(tǒng)地清梳城市排水系統(tǒng)、化糞池等,再結(jié)合城市實(shí)際調(diào)查結(jié)果設(shè)計(jì)改造雨污分流排水網(wǎng)。國(guó)內(nèi)外大量研究證實(shí),雨污分流改造工程在城市商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)與人口密集區(qū)域開(kāi)展過(guò)程中,由于施工周期長(zhǎng)、工程量大,不僅會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ňW(wǎng)絡(luò)造成影響,而且還對(duì)居民生活造成不便【2】。此外,雨污分流改造工程中,還需要考慮其改造后的實(shí)際雨污水處理能力。由于合流管網(wǎng)大多處于城市老城區(qū),該區(qū)域排水網(wǎng)復(fù)雜、陳舊,所以,不僅施工難度高,且改造后也未必能滿足實(shí)際需求。
2)新增管道位置安排問(wèn)題。城市地下空間有限,加之城市管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)極其復(fù)雜,各種專業(yè)管線占據(jù)道路以下空間,對(duì)雨污分流管道很難有足夠空間改造。同時(shí),由于施工作業(yè)覆蓋面廣,容易對(duì)其他專業(yè)的線路網(wǎng)絡(luò)造成影響,不利于其他管線的健康運(yùn)行。因此,如何利用城市道路以下有限空間,更好地安排雨污分流新增管道,在不影響其他專業(yè)管線運(yùn)行前提下,滿足城市雨污分流改造需求,是專家組急需解決的問(wèn)題。
3)雨污分流改造中初期雨水的處理問(wèn)題。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),初期雨水即前12.5mm 降雨形成的徑流量。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)顯示,城市水體容易受到初期雨水污染,由于城市環(huán)境逐步惡化,空氣質(zhì)量下降,降雨早期會(huì)將空氣中大量污染物攜帶入初期徑流,某些重金屬嚴(yán)重超標(biāo),極可能成為污染源,對(duì)城市水資源造成污染。因此,在城市雨污分流改造中,不可單純進(jìn)行分流設(shè)計(jì),造成初期雨水成為污染源,對(duì)地下水體造成直接污染,嚴(yán)重影響城市水質(zhì)量與居民生活健康。
雨污分流改造工程中,在城市主干管或河流干管中下游區(qū)域,將雨水調(diào)蓄設(shè)施設(shè)立在適合部位,在雨季利用管道系統(tǒng)的調(diào)蓄容量,對(duì)雨水進(jìn)行調(diào)蓄與收集,降低雨水峰值、延長(zhǎng)雨水峰值,進(jìn)而達(dá)到控制雨水徑流的目的,盡量減少水體受到的雨水污染。再利用污水處理廠,將這部分調(diào)蓄雨水進(jìn)行處理,去除雨水中的污染物。同時(shí),也可根據(jù)城市現(xiàn)狀,將調(diào)蓄雨水作為綠化用水或水體補(bǔ)充源,提高城市水資源的利用率。對(duì)此,國(guó)內(nèi)城市雨污分流改造可借鑒國(guó)外先進(jìn)理念與方法,如德國(guó)采用設(shè)施集成化技術(shù)處理雨水排放問(wèn)題,將排水系統(tǒng)分為污水排水管、馬路雨水排水管、庭院排水管、樓頂排水管等,提倡將雨水用于地下回灌與其他合理利用,控制雨水向建筑外的排放,避免雨水污染城市水體,實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的就近調(diào)控【3】。
1)根據(jù)實(shí)際情況,合理建造低洼綠地,提高初期雨水的調(diào)蓄能力。從提高初期雨水下滲量、滯流初期雨水方面來(lái)看,可采用低洼綠地方式實(shí)現(xiàn)初期雨水調(diào)蓄,如雨污分流改造工程中,摒棄傳統(tǒng)的集流快、路面低的應(yīng)對(duì)措施,可將道路周邊標(biāo)高降低200~300mm,適當(dāng)提高道路路面標(biāo)高,形成洼地,將初期雨水截流在道路周圍低洼處,利用地面綠植對(duì)雨水中的污染物進(jìn)行過(guò)濾與攔截,避免初期雨水對(duì)城市水體造成污染。
2)建立空中花園,利用屋頂綠植、處理能力較強(qiáng)的土壤,對(duì)城市初期雨水進(jìn)行吸收過(guò)濾,不僅有利于減輕城市初期雨水地表徑流污染,達(dá)到控制初期雨水的目的,同時(shí),利用空中花園,可提高城市綠化環(huán)境、綠地面積,改善熱島效應(yīng),吸收城市噪聲。
3)利用現(xiàn)代新型材料替換城市地面,如將傳統(tǒng)硬化地面替換為多孔混凝土砌塊、植草混凝土、入滲系數(shù)為0.2~1mm/s 多孔材料,提高城市地面透水性,使城市初期雨水滲量增加,緩解初期雨水徑流量問(wèn)題。有文獻(xiàn)顯示,利用入滲系數(shù)為0.2~1mm/s多孔材料,可去除初期雨水中80%TN、60%TP、80%SS 與重金屬,減少80%初期雨水徑流,達(dá)到控制初期雨水徑流的目的。
如何有效利用雨水資源,在解決城市水資源問(wèn)題中同樣起到巨大作用。充分利用建筑小區(qū)雨水、屋頂雨水、路面雨水等,將生態(tài)環(huán)境改善、城市防洪、雨水徑流污染控制、雨水利用等相互結(jié)合,減少水污染,提高城市水體質(zhì)量。在雨污分流改造中,需結(jié)合雨水資源利用的可行性進(jìn)行改造。
1)公共場(chǎng)館雨水的利用,可將生態(tài)景觀建設(shè)、綜合利用生態(tài)保護(hù)、雨污水處理進(jìn)行結(jié)合,將社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)等最大化。
2)在雨水合理利用與景觀建設(shè)中,可將山石植被的建設(shè)與城市降雨情況結(jié)合,打造出獨(dú)具特色的水體景觀。
3)提高雨水的工業(yè)利用率,相比于民用水質(zhì)來(lái)說(shuō),工業(yè)用水對(duì)于水質(zhì)的要求相對(duì)較低,因此,可考慮將城市雨水用在工業(yè)用水方面,以節(jié)約城市水資源,提高水資源的利用率,實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益最大化。
綜上,早期城市建設(shè)中,由于歷史性因素遺留下的雨污合流問(wèn)題,是當(dāng)下城市現(xiàn)代化發(fā)展必須解決的問(wèn)題。雨污分流改造工程的實(shí)施,不僅有利于提高水資源的利用率,同時(shí)也是避免城市水體被污染的重要方針。