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寒地海绵城市道路雨水面源污染控制集成技术分析探讨

2020-02-22孙宏亮

科技创新导报 2020年30期
关键词:城市道路污染

孙宏亮

摘  要:当前随着社会经济的发展,人们越来越重视城市环境的重要性,而城市道路雨水面源污染现象较为严重,并且我国缺乏相关基础数据支持,相关技术尚未形成标准化和规范化,已经建成的示范工程业尚未开展统一的综合评价,因此针对城市道路雨水面源污染需要进一步科学应用先进技术,保障经济效益和城市生态环境效益。本文通过论述城市道路雨水面源控制集成技术,分析当前我国城市道路雨水面源污染现状,并提出相关应用思路,探讨其具体应用措施,旨在提高城市道路雨水面源污染控制集成技术应用水平,构建生态、和谐的城市道路环境。

关键词:城市道路  雨水面源  污染  控制集成技术

中图分类号:TU992                           文献标识码:A                    文章编号:1674-098X(2020)10(c)-0060-03

Abstract: With the development of society and economy, people are paying more and more attention to the importance of urban environment, and the pollution of urban roads from non-point sources of rainwater is more serious, and China lacks relevant basic data support, related technologies have not yet been standardized and standardized, and the established demonstration engineering industry has not yet carried out a unified comprehensive evaluation. Therefore, it is necessary to further scientifically apply advanced technology to ensure the economic benefits and urban ecological environmental benefits for urban road rainwater non-point source pollution. This paper discusses the integrated technology of urban road rainwater non-point source control, analyzes the current status of China's urban road rainwater non-point source pollution, and proposes relevant application ideas, discusses its specific application measures, and aims to improve the application level of urban road rainwater non-point source pollution control integrated technology and build an ecological and harmonious urban road environment.

Key Words: Urban road; Rainwater non-point source; Pollution; Integrated control technology

城市道路雨水面源污染控制集成技術在吉林省海绵城市建设中作为核心技术被广泛应用。其中“装配式路面基层技术”获得全国市政行业市政工程科学技术奖,技术开发类二等奖;获得吉林省交通运输厅科技成果推广证书;获得吉林省土木建筑学会——科技进步一等奖;完成长春市重大科技技术攻关专项项目验收,累计铺装面积达15万m2并在住房和城乡建设部《2017年2017年科学技术推广计划项目》立项。城市道路雨水面源污染控制集成技术在“2017第二届国际海绵城市建设论坛暨海绵城市建设用新材料、新产品展示会”、“2017年第一届吉林省海绵城市建设培训会”、“2017年长春市海绵城市培训会”作为创新技术进行推广。

1  城市道路雨水面源污染控制集成技术概述

城市道路雨水面源污染控制集成技术是我国打造水专项城市主题的重要成果和产物,是根据城市地表径流以及面源污染控制技术的集成化需求,综合考虑评估、源头遏制以及过程控制和后续治理等层次,基于面源污染物的特征、控制阶段、控制技术、水资源重复利用等方面,建设生态和谐、经济协调发展的城市发展格局,推动城市化进程加快。因此在开展城市道路雨水面源污染控制集成技术应用的过程中,需要遵循以下几个原则。

(1)系统性原则。由于城市道路雨水径流和面源污染之间存在一定的联系,因此在开展相关技术工程时,需要综合考虑各个技术之间的整体性和系统性。

(2)动态性原则。当前城市道路雨水面源污染控制是环境工程领域内的重点项目和课题,在社会发展和时代进步的前提下,其技术集成具有一定的动态性,必须坚持与时俱进,才能够在实践经验中获得更多的数据支持。

(3)增量原则。由于城市道路雨水面源污染控制集成技术是一种创新型技术,其中包含了一些目前较为成熟而且普遍应用的技术,通过集成技术的研究能够更深入地发现这些技术的增量和潜在价值,有利于实现技术分类和技术高效集成。

(4)可行性原则。由于城市道路雨水面源污染控制集成技术是一个具有多重维度的系统性工作,既要对现有水专项关键技术进行筛选和整理,又要为后续技术改进和创新提供经验和方向指导。因此其必须要具有容易理解、容易操作的特点,针对各种复杂的城市道路面源污染情况都具有较好的适应性和可行性。

2  当前城市道路雨水面源污染现状

在现阶段我国城市道路雨水面源污染控制还处于初级发展阶段,在个别一些南方流域城市,气候整体湿润,雨季较长,而且由于人口聚集度相对较高,对土地利用的强度较大,同时存在居民生活污染、工业污染、雨水污染等多种污染源。其中雨水污染组成成分比较复杂、总体污染结构也十分混杂,在雨季阶段,城市道路水污染负荷极度超载,出现了较为严峻的城市道路雨水面源污染现状。而在城市已建城区和未建城区之间的道路,其地面硬化程度较高,不透水地表的入渗量极低,所以就出现了城市道路雨水径流大幅增加,而且呈现出汇流加快的特点。基于此需要采用高效的雨水收集技术,避免发生严重的雨污混接问题。

3  城市道路雨水面源污染控制思路

3.1 源头控制

针对城市道路雨水面源污染的现状和问题,首先要遵循源头控制的思路。由于在下雨期间,降雨量的不断增加,会促使城市道路下埋设的合流制管道负荷超载,而溢出的雨水只能够通过城市排水系统而进入到最近的水体中,这一过程雨水会将污染物带入到水体中。所以指导城市道路雨水面源污染控制集成技术应用方案要注重在源头上减少进入管道的雨水量。可以指导集成技术应用的过程中注重对居住小区的改造,比如在无地下停车场的小区内设置渗井,将垂直方向和散布式的道路雨水进行收集,然后通过设置水平渗管,提高土壤的渗透能力,并可以将后期剩余雨水排入到市政雨水管网中,减少对道路的污染程度。

3.2 合理设置截流系数

在下雨时,城市道路雨水管网的负荷有所增大,则需要考虑排水管道的截流能力,要综合考虑当地的管网情况以及污水处理厂的规模和技术水平,避免截流系数设置过大或过小,如设置过大则会加大污水处理厂的处理负担,并对管道管网产生不利影响。而如果截流系数设置过小,则未被截流的雨水会直接进入到城市水体中,造成非常严重的污染,截流措施失去实际意义。因此在开展城市道路雨水面源污染控制集成技术工程时,需要合理设置截流系数。

3.3 建设调蓄设施

城市道路雨水面源污染控制集成技术的开展思路即是减少径流量,而除了在源头上进行控制、进入管道前减少截流量以外,还需要通过建设调蓄设施来进一步减少径流量。利用调蓄设施可以在面对进水量很难减少的状况下,尽量控制污水的排出量,最大限度的降低溢流污染总量。通常情况下调蓄设施的建设和容积计算要根据当地的实际降水量而定,并根据雨水调蓄时间、暴雨强度、单位面积调蓄水量和排水系统雨量模型等科学保障城市道路调蓄设施的容积合理性,降低路面径流量,减少面源污染。

4  城市道路雨水面源污染控制集成技术具体应用

4.1 老城区城市道路雨水面源污染控制集成技术

由于城市规划的不同,城市道路环境和污染特点也各不相同。因此在老城区道路雨水污染控制集成技术应用中,结合城市道路雨水面源污染控制思路,主要是采取合流制管网雨水调蓄-溢流处理技术,其即是指无需进行原有管网的大规模改造,通过建立和设置道路雨水调蓄池来进一步提高管网的截流能力,重点运用悬浮快滤技术,发挥其占用空间面积小、便于维护等优势,将雨水中的污染物实施滤除,具有相对较高的污染控制有效率;另外还要采取道路初期雨水专管储存和无压旋流技术,具体来说其是管内调蓄的一种技术表现,是指在初期雨水径流进入到市政雨水管道中,先对雨水进行储存,直到雨水量达到一定程度后,再将溢出的雨水排入到污水管道中,可以保障城市道路雨水径流的分散式调蓄。

4.2 已建城市道路雨水面源污染控制集成技术

结合城市道理雨水面源污染控制思路,对已建城市道面源污染控制需要有组织的将径流雨水引入到道路的红线内外的绿色设施中,通過雨水渗透或者是储存、调节等功能进行处理。所以要对城市道路进行一定的改造,保障道路区域内具有足够的雨水滞蓄空间。一般是要结合道路两侧绿化带或者是下沉式绿地、雨水花园以及生物滞留带等,利用植物根系和土壤的消减作用降低初雨污染程度。其次是可以采用透水材料对人行道和调蓄设施进行铺装,加强土壤的渗透能力。因此在已建城区道路雨水面源污染控制工作中主要运用道路雨水高效吸附净化技术以及地下潜流渗滤反应阻隔墙技术等。其中道路雨水高效吸附净化技术则是集成快速截污雨水篦和雨水吸附带而成的,将篦子应用在截流和沉淀区域,对雨水径流进行初步的净化。然后对道路绿化带进行改造,利用方孔砖、河沙、活性炭、沸石混合物、鹅卵石等高性能的组合填料替代原生土壤,可以提高对雨水吸附净化能,避免对地下水造成严重的污染。

地下潜流渗滤反应阻隔墙技术则是用于阻隔绿地地表径流和地下潜流进入到城市水体中的技术。其主要是采用离散式阻隔柱的形式,在交界位置进行错开的平行排列,并且阻隔柱的内部要填充组合填料,外一层设计为镂空,可以有效的保障雨水经过内部而实现污染物的过滤吸附。并且可以基于城市道路雨水面源污染控制思路对雨水管网进行一定的技术改造,将分流式排水体制改造为具有初期雨水截流能力的截流式分流制,比如在雨水口或者雨水井的排水管道中开展截污改造技术,并在在雨水管道内提高装置处理速度,可以将雨水节流池与污水管相连接,促使污染雨水能够进入到城市污水处理厂中进行净化,降低污染程度。

4.3 在建城市道路雨水面源污染控制集成技术

对于在建城区的道路雨水面源污染控制,由于城市建设等影响,道路绿色源头削减设施不完善,对面源污染控制效果不明显,因此主要采用人工措施来实现对面源污染负荷的降低,比如可以采取喷洒水车在旱期对道路进行清洗,尽可能的减少面源污染负荷的积累量等措施。而对于城市道路雨水面源污染控制集成技术的应用,则是通过道路透水铺装以及绿色入渗等方式集成强化雨水渗透及净化的渗透路面构建技术,利用绿色植物以及滤料等进行技术集成,加强雨水污染面源控制。

5  结语

综上所述,城市道路雨水面源污染控制集成技术的研究和应用必须要结合城市实际现状,从经济效益以及生态环境效益的角度出发,根据现有技术增量,实现技术集成,在城市道路雨水面源污染控制中,根据城区类型采取不同的集成技术,在老城区道路区域采取合流制管网雨水调蓄-溢流处理技术和道路初期雨水专管储存和无压旋流技术、在已建城区道路雨水面源污染控制工作中应用道路雨水高效吸附净化技术以及地下潜流渗滤反应阻隔墙技术等,最后在规划在建城区道路中应用强化雨水渗透及净化的渗透路面构建技术集成,从而提高雨水面源污染的治理和防控能力,促进城市道路雨水面源污染控制集成技术的标准化和规范化。

参考文献

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