郑 轶 雄

(太原市市政池渠设施管理处，山西 太原　030012)

随着城市和工业的发展，水源危机和雨洪危害日益严重。雨水作为重要的水资源加以收集利用，实行综合治理已成为重要的新兴课题。在城市总体规划上，过去普遍采用的合流制排水系统大多数已被改制，改为分流制或截流制排水系统。但是，对于初期雨水未进行截流处理，多与中后期雨水一样排入水体。初期雨水中含有的污染物浓度较高，直接排入城市排水管网会给污水厂带来较大的负荷。因此，根据太原市城市水环境治理的要求，找出针对不同区域初期雨水的处理利用方式，做到珍惜水资源，充分利用雨水资源。

1　城市初期雨水概念及水质情况

初期雨水，就是降雨初期时的雨水，通常把降雨前10 min,15 min或20 min定义为初期雨水，但没有权威出处。

国内调查资料及相关研究表明，城区初期雨水径流产生的污染物约占本次降雨的60%～80%，主要污染物SS,COD,BOD5,TN,TP,重金属等，部分指标浓度大于生活污水，已经超出直接排放水体的标准。随着降雨历时的延长，雨水径流的表面被不断冲洗，污染物浓度逐渐降低，趋于稳定。初期雨水进入河道是造成河流污染的主要原因之一。因此，对于城市初期雨水进行治理是十分必要的。

2　国内外初期雨水治理基本方案

国内关于初期雨水治理尚处于摸索和尝试阶段，国外欧美发达国家基本形成了适合当地的初期雨水治理措施。归纳初期雨水治理的方法基本上有两类：一是源头减量，就地处理；二是收集调蓄处理。

2.1　源头减量，就地处理

通过改变地面径流条件，设置分散式初期雨水处理设施，增加初期雨水向地下的渗透，减少初期雨水的径流量，从而减少初期雨水进入城市管网系统。该处理方式在国外广为采用。

主要工程措施是，结合城市建设逐步将部分区域的地面进行改变，采用多孔材料替换完全硬化的路面(如停车场、球场、学校、公园、住宅小区及周边区域),同时在不影响城市各项功能的前提下，尽可能增加绿地，增加入渗量，减少径流量(与建设海绵城市的理念基本相同)。

主要缺点是马路上初期雨水形成的径流无法收集处理。

2.2　收集调蓄处理

设计、建设初期雨水调蓄池。

2.2.1分散处理

在有条件的地方，比如雨水泵站、小型河道终端、绿地或公园等，改建或新建初期雨水调蓄池，降雨过后就地处理。主要处理工艺采用一体化设备混凝沉淀、通过人工湿地、生物截流槽等，降低初期雨水的污染负荷，主要污染物去除率可达到60%～80%。处理后的雨水可回用或排入河道、水体。

2.2.2集中处理

改建或新建初期雨水调蓄池，降雨初期排入城市污水管网，或降雨过后，排入城市污水管网，最终进入污水处理厂进行处理。

3　案例分析

3.1　北京市初期雨水治理方案

方案一是改造现有雨水泵站，增加调蓄池。北京排水集团综合分析历年积水严重的桥区，于2013年启动了中心城区75座雨水泵站的升级改造任务，对有建设条件的泵站建设调蓄池。整个改造任务分三个阶段实施，第一、二阶段主要考虑积水削峰功能，即排水管道达到一定负荷后，启用调蓄池，但未考虑初期雨水对环境的影响问题；第三阶段，综合水环境治理要求，将调蓄池分为A池、B池，利用在线监测设备， A池用于收集污染物浓度较高的初期雨水，经简单处理后通过水泵直接排入城市污水管网，B池用于消峰。目前，第三阶段泵站改造正在实施。方案二是为降低降雨时水量对污水厂的负荷，规划在有条件的污水厂或污水厂周边建设大型调蓄池，在降雨过后，输送至污水厂处理。目前规划建设高碑店湖调蓄池、清水河绿地调蓄池等四个大型蓄水池。

3.2　常州排水处初期雨水示范工程

项目利用北塘河晋陵中路雨水泵站收集晋陵中路降雨初期地面5 mm，汇水约12 000 m2的降雨径流。路面雨水通过雨水管道收集进入晋陵雨水泵站，经水泵控制输送到量身定做的旋流分离器进行分离，分离后污水直接输送到城市污水管道进入污水处理厂集中处理。该项目2015年投入运行，运行正常。目前，常州市已建成的初期雨水收集治理项目有四个。

3.3　安徽池州初期雨水治理方案

一是通过海绵城市建设就近源头处理；二是加快雨污水混流管网改造，同时利用截污设施有效截流初期雨水输送至污水厂处理；三是在合流管道末端新建调蓄池。目前在建的初期雨水处理项目有一个，在合流制管道末端建立调蓄池，容量为2.2万m3，初期雨水及污水混流水排入污水管网，中后期雨污混流水排入调蓄池，采用德国处理技术及设备进行处理后绿化回用。目前，项目正在实施中。

3.4　合肥市塘西河上游初期雨水污染治理工程

合肥市塘西河是流入巢湖的重要水源，全长12 km，汇水面积31 km2,项目采用河道调蓄(设置橡胶坝)与新建调蓄池相结合，初期雨水分别汇入塘西河或调蓄池，同时设置箱涵，径流污染物浓度较低时，直接排入橡胶坝下游。末端规划配套湿地14 000 m2，初期雨水经调蓄处理、净化并稳定后排入水体。

4　太原市城市初期雨水治理建议方案

4.1　利用现有的雨水泵站对初期雨水进行收集，再处理

现有的雨水泵站汇水面积比较固定，雨水收集系统比较完善，初期雨水的收集相对比较容易。

1)有调蓄池的或有条件新建调蓄池的，对调蓄池进行改造，综合汇水范围及降雨情况，增设初期雨水蓄水池，同时与城市污水管网进行联通，降雨过后，初期雨水通过水泵排入城市污水管网，汇入污水处理厂处理；

2)没有调蓄池的雨水泵站，在条件允许的情况下，新建调蓄池，初期雨水处理同1)；

3)没条件新建调蓄池的雨水泵站，对雨水泵站进行改造，增设雨污切换装置，通过技术手段，初期雨水通过水泵直接排入城市污水管网，后期雨水直接排入河道。

4.2　通过改造雨水管道收集初期雨水，再处理

在雨水管道(排入河道)的末端，改造、新增雨污分流井，安装雨污切换装置，通过水位控制流入城市管道污水阀门的开启关闭(见图1)。非降雨时，井内水位较低，污水阀门开启，混流污水截流至污水管线；降雨时，初期雨水可截留至污水管线内，随着降雨量增加，井水位升高至一定高度时，阀门关闭，后期雨水直接排入河道。

4.3　通过河道收集初期雨水，再处理

在有条件的小型河道终端(比如黑水河)建设雨污切换装置，通过水位控制流入城市污水管道污水阀门的开启关闭。降雨时，初期雨水可截留至污水管线内，随着降雨量增加，井水位升高至一定高度时，阀门关闭，后期雨水直接排入下游河道。

以上两种方案，一方面可截流旱季雨水管内、小型河道内的混流的污水，另一方面可有效将初期雨水截流至城市污水管网，第三可最大限度的防止后期雨水进入城市污水管网，增加污水厂的运行负荷。

4.4　在污水厂新建调蓄池

上述3条方案中，降雨初期，初期雨水直接排入城市污水管网，污水厂进水量增加，增加了污水处理厂的运行负荷。

可在污水处理厂新建调蓄池，在降雨初期，将一部分污染物浓度较大的雨污混流水进行储存，当调蓄池达到设计上限时关闭闸门，降雨过后排入污水工艺段进行处理。

4.5　就地处理

在有条件的绿地、公园等地方新建雨水调蓄池，通过一体化设施进行就地处理，或在有条件的地方配套建设小型景观式或园林式人工湿地，就地回用。

5　结语

1)初期雨水直接排入城市周边水体或市政排水管网会严重破坏水体生态环境或者给城市污水处理厂带来一定的负荷冲击。因此，从城市水环境治理的整体角度和长远角度来看，城市在道路建设和园林等工程项目中，都应该设计相应的雨水收集设施，同时要把初期雨水收集处理的问题考虑在内，做出在不同情况下针对初期雨水的不同的收集及处理方案。

2)目前初期雨水的危害已受到广泛重视，我国部分大中型城市的建设中也开始考虑初期雨水的收集治理。但由于无经验可循，在设计中也存在一定的问题：初期雨水的计算还没有较为准确统一的设计依据；污染负荷相对较小的屋面初期雨水也没有得到普遍的收集和充分的利用。同时缺少较为系统的污染负荷评价方法来辅助分析初期雨水的处理方案。