經濟的快速發展使城市河道的污染問題日益嚴重,通過截流井將合流制排水系統的污水截流后排至市政污水管道系統,最大程度地消減進入河道的污染物含量是改善河道水質的有效手段,截流井設置的合理與否決定了截污系統運行的成敗。下面對沿河截污系統與市政排水系統中截流井采用不同的設置形式時,被截人主管道及溢流人河道的污染物總量進行計算 比較。

沿河截污系統中截流井的設置

沿河截污系統中截流井的設置形式主要有以下2種:一種是將截流井設在合流管接入截流主管道之前的末端位置上,稱之為【型,如圖1所示:另一種是將截流井設在截流主管道與合流管交叉的位置上,稱之為Ⅱ型,如圖2所示。

對于某一合流制地塊,圖1、2中污水量和雨水量分別為Q和Qz;在進入截流井之前合流管中的污水質量濃度為;兩種形式的截流并均采用相同的截流倍數n;溢入河道的雨污混合水的質量濃度分別為C和C';溢人河道的流量均為x;接人位置上游截流主管道內的污水量和污水質量濃度分別為0和C;在收納了合流地塊的污水后,截流主管道內的污水質量濃度分別為C和C'。這里忽略雨水中的污染物質量濃度,截流井類型為槽式或堰式截流井。在圖1中,截流井將一定倍數的雨污混合水截流后排至截流主管道,溢流進入河道的部分未與截流主管道內的污水混合,因此可以認為C=G。

市政排水系統中截流井的設置

市政截污系著眼于河道范圍外的市政排水系統的污水截流措施。合流制排水系統在向分流制排水系統過渡的過程中,市政排水系統的分流制改造往往與地塊呈現不同步性,后者往往滯后于前者。因此,對于市政排水系統為分流制而其服務的地塊既有合流制又有分流制時,其截流措施可以依截流井設置的位置不同分為2種形式:一種是將截流井設置在市政排水管網系統的末端,如圖3所示,這里稱之為末端截流型;另一種是將截流井設置在合流管道接入分流制排水系統的位置,如圖4所示,這里稱之為源頭截流型。

對于同一合流制地塊,圖3、4中污水量和雨水量分別為Q和Q;在進人截流井之前合流管內污水質量濃度為;地塊合流管接入前雨水管道內的流量為〇:兩種形式的截流倍數都為n:溢人河道的流量均為Cx;溢入河道的雨污混合水的質量濃度分別為Cx和C'。兩種類型的系統被截流井截流的污水量均為(n+1)C,溢人河道的合流污水量則均為x=C+Q.2-(n+1)Q。這里同樣忽略雨水中的污染物質量濃度。

根據物料平衡原理,末端截流與源頭截流兩種連接形式下,被截流進人污水管的雨污混合水質量濃度C和C，存在以下數量關系:

Cx=G=-Qu+Qm G <G=,'。Cu+Ω+Q

所以截人截流主管道的污染物總量存在以下關系:

(n+1)QC<(n+1)Q„C';QxCx<Q.Cx'

由此可見,在雨天條件下,源頭截流措施比末端截流措施更有效。這是因為在到達雨水管渠的末端時管渠內的污水已經被雨水稀釋,此時再按污水量的倍數截流已經沒有太大意義。

結語

對于沿河截污系統,截流井應當設置在合流管接人截污主管道之前,禁止將截流井直接設置在合流管與截污主管道交叉的位置上。對于市政排水管渠為分流制而其服務的地塊既有合流制又有分流制排水系統時,宜采用源頭截流措施,使污水在未與大量雨水混合之前盡早將其截流,被截流的雨污混合水質量濃度越高,對消減進入河道的污染物越有成效;流域內皆為合流制排水系統時,宜采用末端截流措施,因為在該類排水系統內,管渠內的水防澇規劃中應注意以下幾點

設計標準規劃

在城市化過程中地貌發生變化,不透水性下墊面增加,降雨徑流量加大,暴雨內澇發生概率增大。而丘陵地區因其地勢的特殊性,山谷往往是兩側山峰的徑流匯集區,相對于其他地區其徑流速度快、沖擊力大對居民生活安全威脅更大。因此,對于丘陵地區，,應適當提高其排水防澇系統的設計標準,對于區域內較重要的道路及用地,應采取規范所要求的標準上限1563.2 建設用地布局

建設用地在考慮地塊完整性的同時,應避開原山洪行泄通道,保留一定比例的水面作為蓄潛山洪的場所。進行建設用地布局時應充分考慮自然地形地貌的持征,結合峰谷洼地布置河道、水庫、景觀水面等,為利學布局排水防澇系統、實現雨水調蓄利用提供可能性3.3 豎向控制調整

丘陵地區的地面起伏大、地形復雜,為滿足建設需要,地塊內場地往往被改造得較平整,而城市道路則避免大填大挖,與原地形較吻合,坡度較大。這就需要注意:在進行道路豎向設計時,適當控制道路周圍綠化標高,尤其是阻斷水流方向的規劃道路,在保證道路下泄洪通道排水暢通的同時,應適當降低道路兩側綠化標高，避免山洪直接沖向道路及下游區域,造成人員傷亡。

排水防澇通道規劃

合理保留、連通現狀水庫及河溝、注地等,使之形成完整的水系;合理規劃堤防、水庫、涵閘、蓄滯分洪區、水工程等,以提高河道泄洪排水能力,減少內澇災害發生,保障人民生命財產安全。

丘陵地區的河道往往在雨季時水急量大,而在早季時河床露底、景觀較差。因此,可結合河道及滯蓄水面的布置,將澇水的行泄通道預留作為綠化用地,既保證了雨季時降雨的行泄通道,又滿足了早季時景觀的需要。山水的排泄應以分散為原則,因此,不僅需注重縱向泄洪通道,還應預留橫向截留用地,緩沖對下游的沖擊,尤其需注意在道路交叉口附近預留緩沖用地,避免(山)洪水阻斷通行,影響城市交通和生產、生活秩序。

綠色暴雨基礎設施規劃

丘陵地區雨水排放主要以管道與明渠相結合。管道主要偏重小重現期,而超標雨水主要以明渠排放為主,排泄通道晴天可作為綠化用地或景觀水體,這就需要特別注重降低面源污染。因此,在排水防澇規劃中應借鑒國外流域水環境保護的要求的,因地制宜建設基于[ID(Low Impact Development)的徑流控制與利用設施,通過結合景觀的地面措施,從源頭上削減面源污染,提高雨水資源化利用率及整個區域的水系安全性;結合景觀用水目標,規劃徑流量及徑流污染控制，營造良好生態環境。

結語

丘陵地區由于其顯著的地形地貌特點,澇水形成時間短、流量大,相對于其他區域內澇風險更大。因此，丘陵地區在規劃開發之前,應對排水防澇系統進行研究。通過模型模擬可直觀地分析內澇風險,提出應對措施。在規劃中控制豎向標高、合理布局建設用地,并結合景觀預留排水防澇通道實現徑流控制,在營造良好的生態環境的同時保障丘陵地區的公共安全。