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[科普中国]-城镇径流污染控制规划

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随着城市化进程,城市中道路、桥梁、建筑物等不可渗透表面不断增长,降雨径流渗透减少,径流量急剧增加。当暴雨产生时,主要是屋面和路面上大量污染物在雨水冲刷下随径流通过城市排水管道或漫流进入河道、湖泊等受纳水体,形成典型的城市降雨径流污染,对城市生态环境构成冲击性影响,严重制约城市水环境质量的改善。因此,控制和管理城市径流污染将是城市雨洪利用中亟待解决的问题。1

简介一般情况下,在降雨形成径流的初期污染物浓度最高,随着降雨时间的持续,雨水径流中的污染物浓度逐渐降低,最终维持在一个较低的浓度范围。1956年Wilkinson研究屋面雨水污染时,就发现雨水径流存在污染物冲刷规律,对于城市道路雨水利用系统和径流污染控制,初期径流的控制十分关键。有效地控制一定量的初期雨水,就可以有效地控制径流带来的面源污染,对北京市2006年6~8月的4场降雨道路雨水径流进行分析,发现道路雨水径流中污染物存在初期冲刷效应,初期冲刷效应程度有所不同,SS初期冲刷效应最为明显,TN初期冲刷效应不显著,污染的冲刷过程与降雨强度和雨型有关。Bertrand等人对分流制和合流制管道的雨水输送规律的研究结果显示,管道中50%的径流污染负荷分别通过38%和47%的径流量输送,而80%的污染负荷是通过74%和79%的径流量输送,这表明径流污染物负荷在管道系统中基本上是均匀输送的。由于径流量随降雨历时而不断变化,所以其中的污染物浓度也是变化的。管道系统中径流污染物浓度曲线类似流量过程线,浓度峰值出现在降雨历时某一时刻而不是初期,与源头小汇水面的污染物冲刷规律不同。1

特点由于城市化的建设,城市降雨的径流量已经由城市开发前的10%增加到开发后的55%,降雨带来的城市径流污染已经越来越严重。城市雨水径流污染控制和削减的难点在于几个方面:一是不透水路面比例高,雨水径流量大;二是污染物由于含有部分城市污水就,其水质组成复杂,污染物负荷随时间和空间的变化大;三是城市雨水径流污染具有排放间接性,发生随机性的特点;四是初期径流污染严重,溢流严重;五是系统下游初期雨水到达时,上游初期雨水还没到达,初期雨水集中收集非常困难。1

BMP模式最佳管理措施(BMP)是典型的雨水径流管理控制模式,是实现城市降水径流面源污染控制的最为重要的技术与管理体系。美国环保局将BMP定义为:利用适当的技术保护自然、提高生活标准和生活质量。BMP是一个或几个措施的组合,目的是减少地表径流量和各种污染物的浓度,防治和削减径流污染物进入受纳水体就,使雨水水质符合所需水质目标的实际措施,并要求在经济和技术上的切实可行。1

BMP的方法分为两大类,即工程措施和非工程措施。工程方法指兴建工程设施来达到控制污染的目的,如修建沉淀池、渗漏坑、多孔路面、储水池等。非工程方法是指用加强管理来达到控制污染的目的,如城市环境管理、清扫路面、政策法规措施等。其实,非工程方法就是对源的控制,而工程措施就是对污染物扩散途径和控制以及实行终端治理。在实际应用中,应结合各地具体的气候状况、自然地理状况等因地制宜,把两者有效地结合起来应用,可以取得很好的去除污染物的效果。由于城市“空间限制”和提倡“与自然景观的融合”,加之很多城市即使采取了BMP管理模式,其城市的扩张和改造对环境造成的强烈影响仍然难以消除。在美国等发达国家开始提出了一些更新的、更合理的城市雨水径流污染控制管理模式不同,低冲击开发模式尽量通过一系列多样化、小型化、本地化、经济合算的景观设施来控制城市雨水径流的源头污染。它的基本特点是从整个城市系统出发,采取接近自然系统的技术措施,以尽量减少城市发展对环境的影响为目的来进行城市径流污染的控制和管理。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学