“灰绿”协同措施对银川市合流制溢流污染的影响EI北大核心CSCD

针对合流制管网系统在雨天溢流污染严重,造成城市水体黑臭现象的问题,以银川市某高密度城区合流制管网系统为例,基于SWMM模型,在短历时设计降雨和长历时设计降雨两种条件下,模拟分析了合流制溢流(CSO)调蓄池、雨污管道混错接改造、绿化带海绵化改造等“灰绿”协同措施对CSO污染的影响。结果表明:CSO调蓄池、雨污管道混错接改造、绿化带海绵化改造及“灰绿”措施结合4种方案在短历时、长历时设计降雨条件下,随着降水量的增加,溢流水量及溢流污染物负荷均增加,溢流削减率均逐渐减小,其中“灰绿”措施结合方案对溢流污染的削减效果最为显著;重现期小于5 a时,溢流水量削减率与溢流污染物负荷削减率基本达到80%;降雨条件为中雨时,污染物负荷削减率基本达到75%;重现期为20 a时,溢流水量削减率及TSS、COD、TP、NH^(+)_(4)-N负荷削减率分别达到64%、70%、70%、70%、70%;降雨条件为大雨时,溢流水量削减率及TSS、COD、TP、NH^(+)_(4)-N负荷削减率分别达到28%、32%、26%、31%、33%。     

苏南地区合流制管网溢流污水水质特征分析

合流制排水系统对受纳水体的污染已经成为面源污染的重要来源。研究采用PROMETHEE分析等方法对常州市合流制溢流口进行了现场采样监测分析。结果表明,溢流污水的水质受到降雨历时、降雨强度、干旱期等降雨特征的影响,大雨强降雨对颗粒态污染物如COD和SS影响显著且污染物浓度变化幅度最大,小雨强降雨则与溶解性污染物NH3-N相关性较强,中雨强降雨水质介于大雨强和小雨强之间。此外,溢流水质的变化对降雨强度的响应有一定的滞后。     

基于区域降雨特征的合流制管网截流倍数分析

截流式合流制排水系统的溢流污染是影响受纳水体环境质量的重要因素,截流倍数的选择与地区降雨特性、溢流率控制以及污水处理系统规模密切相关。研究以巩义市管网改造为例,通过对巩义市降雨特性的分析合理确定截流倍数。巩义市降雨年内分布不均匀,集中度较高,主要集中在6-9月份,占全年降雨量的60.21%～84.14%,主要为短历时降雨,集中在3 h和6 h内,占降雨次数的61.06%。由于降雨量相对集中且历时较短,较大的截流倍数不一定能够取得好的效果。截流倍数介于2.50～3.50间时,截流雨量占降雨总量的比例为36.20%～46.70%。截流倍数大于3.50时,溢流率几乎保持不变。2004-2012年巩义市共发生127次历时小于等于6 h的降雨,90%以上次数的降雨量小于20 mm,结合污水处理厂规模,截流倍数取n₀=3。     

广州市中心城区典型合流制排水口污染负荷排放规律分析

随着广州市中心城区河道水环境治理力度的加大,合流制溢流污染问题越来越突出,对城市河道水体构成了日益严重的威胁。本文选取广州市中心城区典型合流制排水口进行了18场降雨的径流污染监测,总结了在典型小雨、典型中雨及典型大雨场次下排水口各水质指标随降雨历时的变化规律,同时分析了18场降雨的排水口最高浓度、平均浓度与总降雨量的关系,研究成果可为合流制污染控制工程的设计提供参考。     

中美合流制溢流污染控制概要比较

合流制溢流(CSO)污染长期以来严重制约我国水环境质量改善,已成为现阶段海绵城市建设与黑臭水体整治中不可回避且亟待解决的重大难题。美国在世界范围内较早地开展CSO污染控制,整体上在CSO污染物削减、受损水体恢复等方面取得了良好成效。简要梳理中美两国合流制排水系统及溢流污染控制概况,对两国CSO污染控制的法律法规及政策、管控方法、标准规范、相关规划等方面进行比较分析,以期为我国CSO污染控制有序推进提供参考。     

合流制溢流初期冲刷及其控制策略研究

对影响合流制溢流(CSO)水质水量变化及初期冲刷的主要因素进行了深入、系统的分析。结果表明,由于受降雨条件、管道系统特征、管道沉积物及截流设施等因素的综合影响,CSO水质水量变化随机且复杂,每个管道系统在不同降雨事件中所表现出的冲刷规律都可能不同;合流制系统汇水面积较大、管网拓扑结构复杂、管道沉积物较多、设置截流设施等特点都在一定程度上削弱了CSO的初期冲刷;在不少情况下,甚至不存在初期冲刷现象。因此,CSO污染控制不能简单基于初期冲刷存在的假设,而应基于对本区域CSO的监测与研究,或通过科学地把握CSO冲刷规律的本质及特点有针对性地制定控制策略。     

合流制溢流污水污染控制技术研究进展

合流制溢流污水未经处理进入城市河湖水系,造成水体严重污染, 合流制溢流污染控制是我国许多城市面临的水环境综合整治的重大课题之一.分析了合流制溢流污水水质特征、污染的影响因素,概述了合流制溢流污水污染控制技术进展,以期为我国城市排水系统的改造和水环境治理提供借鉴.     

商丘市黑臭水体综合整治规划探索

对商丘市现状及水污染成因进行深入细致的调查分析,制定了黑臭水体治理的目标与原则,提出了整体的治理策略和规划技术路线。根据治理目标,计算了水环境容量与污染削减要求,明确了污水处理厂尾水水质与径流污染控制的要求。根据商丘市实际情况,重点探讨了控源截污工程中的污水处理厂布局、合流制分流改造、截污干管与排口、合流制溢流污染控制、径流污染控制,以及水系综合整治中的生态岸线、河道清淤、人工湿地、河道补水、闸坝调控等重点和热点问题,并根据商丘市的特点,基于动态模型的精准计算,提出了针对性的解决方案。通过科学的规划及有效的实施,商丘市中心城区的黑臭水体得到了有效治理,水环境明显改善。     

合流制排水区水体污染过程影响因素分析和估算方法

通过建立简化的合流制排水区水体污染物估算方法,从具体数据上分析不同因素对水体污染物浓度的影响。通过依次变化研究区域内合流制排水管网收集处理率、污水处理厂污染物去除率、截流倍数、海绵城市设施关键参数等因素,研究受纳水体污染物浓度的变化。经计算,在90%的管网收集处理率的情况下,雨季时水体污染物浓度(89.19 g/m~3)比旱季时污染物浓度(45.59 g/m~3)高出将近1倍;在增加海绵城市设施后,在给定参数条件下,当径流控制率提高到80%时,受纳水体污染物浓度可以降低到22.22 g/m~3。可以通过该估算方法对某一汇水区受纳水体污染情况进行评估,或是对相似水体污染治理工程具有一定指导作用。     

合流制溢流污染控制系统决策

合流制溢流(CSO)污染控制以削减溢流进入受纳水体的污染物总量为目标。由于合流制排水系统的复杂性以及污染物传输、溢流过程的随机性和多变性,CSO污染控制涉及一系列错综复杂的理论与工程实际问题,因而需要进行科学的系统决策,以降低投资、提高效益。首先分析我国城市CSO污染控制存在的主要问题;再从解析合流制及其溢流污染控制系统的组成关系入手,从宏观、系统的角度分析CSO污染的产生与传输过程,构建CSO污染控制系统,并对几个主要子系统进行分析;最后提出CSO污染的系统控制原理,探讨子系统的合理衔接、匹配和控制方案的优化选择问题,为我国城市CSO污染控制提供一个清晰的思路。     

市政泵站雨天排放对黄浦江、苏州河水质的影响

为研究市政泵站雨天排放对受纳水体水质的影响程度,利用一维河网水量水质模型和管网模型进行耦合计算,分析黄浦江、苏州河沿线73座市政泵站在不同典型降雨时段溢流排放时,对黄浦江和苏州河的水质影响程度进行了定量化研究。结果表明：雨天市政泵站排放对黄浦江和苏州河的水质浓度有不同程度的影响,越靠近中心城区的河道水体污染物浓度升幅越大,降雨量越大对水体的水质影响也越大;要降低市政泵站雨天排放对黄浦江、苏州河水质的影响,需采取工程措施和非工程措施综合措施来进行治理。     

城市屋面降雨冲刷污染物变化模型模拟研究

城市屋面降雨径流污染是受纳水体质量恶化的主要影响因子。以典型屋面作为汇水单元,开展天然降雨情况下雨水径流水文水质过程监测试验,水质指标包括SS、COD、TN。利用雨水径流产流负荷替代降雨强度校正了传统冲刷模型,研究有效降雨深度与径流水质之间的相关函数关系,构建了雨水径流污染物浓度变化模型,对相关参数进行求解。模型模拟的SS、COD、TN的浓度变化过程精度较高,纳什效率系数均在0.87以上。表明模型的实用性较好,可为城市雨水资源高效利用、面源污染控制技术与措施制定、海绵城市建设等提供依据。     

初期径流雨水工程截流措施及效果初探

初期径流雨水是受纳水体的主要污染源,用降雨深度界定初期径流雨水量并将其截流可降低对受纳水体的污染。为便于采取工程措施有效截流初期径流雨水,以《中华人民共和国地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅴ类水体基本项目标准限值为依据,将污染指标值高于该标准限值的径流雨水界定为初期径流雨水,因此后期径流雨水量即为污染指标值等于或小于该标准限值时的产流量,用单位时间内的降雨体积表示。据此按钢筋混凝土圆管(满流)的水力计算图确定截流管道的管径,并采用溢流堰式截流井截流。通过实际工程验证,其截流效果显著,且工程易于实施。     

高速公路雨水径流污染浓度的系统动力学模拟

针对降雨事件中高速公路雨水径流污染浓度变化的随机性复杂特征,建立了雨水径流污染物浓度演化的系统动力学模型,研究交通流特征、高速公路特征、降雨事件特征对雨水径流污染浓度的影响。利用模拟软件Anylogic,基于5条高速公路的21个降雨事件抽样数据,对模型进行了拟合分析。通过对模型中降雨时间、径流深度、降雨量等参数进行敏感性分析,阐明了不同降雨事件情景下雨水径流污染浓度的时变规律。结果表明:提出的系统动力学模型可以很好地模拟降雨事件中雨水径流污染浓度的变化过程;在持续时间短而强度高的降雨事件中,高速公路雨水径流污染浓度较高,对沿线受纳水体的影响较大;雨水径流深度与污染浓度是正相关的,降雨量大的雨水径流中污染物的最大析出浓度反而会比降雨量小的降雨事件提前出现;在降雨事件的前期,如果选择合理的控制措施,可以显著降低雨水径流的平均污染浓度。     

Quantification of pollution loads from CSOs into surface water bodies by means of online techniques.

Based on novel technologies, a modular online monitoring station suitable for continuous application in sewer networks, wastewater treatment plants and receiving water bodies has been designed. The monitoring station serves as the backbone of a water quality pilot network. As one part of this network a sewer monitoring station has been installed at a combined sewer overflow in Graz to quantify pollution concentrations and loads in the combined sewer and into the receiving water and is operated since October 2002. The design and equipment of the measurement station and first operating experiences and results are given in this paper.     

Frequency analysis of river water quality using integrated urban wastewater models

In recent years integrated models have been developed to simulate the entire urban wastewater system, including urban drainage systems, wastewater treatment plants, and receiving waterbodies. This paper uses such an integrated urban wastewater model to analyze the frequency of receiving water quality in an urban wastewater system with the aim of assessing the overall system performance during rainfall events. The receiving water quality is represented by two indicators: event mean dissolved oxygen (DO) concentration and event mean ammonium concentration. The compliance probability of the water quality indicators satisfying a specific threshold is used to represent the system performance, and is derived using the rainfall events from a series of 10 years' rainfall data. A strong correlation between the depth of each rainfall event and the associated volume of combined sewer overflow (CSO) discharges is revealed for the case study catchment, while there is a low correlation between the intensity/duration of the rainfall event and the volume of the CSO discharges. The frequency analysis results obtained suggest that the event mean DO and ammonium concentrations have very different characteristics in terms of compliance probabilities at two discharging points for CSO and wastewater treatment plant effluent, respectively. In general, the simulation results provide an understanding of the performance of the integrated urban wastewater system and can provide useful information to support water quality management.     

东南沿海平原河网区域水质水量模型研究

为探究东南沿海平原河网区域水质改善的可行方案,针对温岭市金清水系污染来源复杂的问题,开展水质水量模型研究。采取"流域分区-用户定位-排污计算"的污染负荷计算思路,建立水质水量耦合模型,以河网主要污染物氨氮为评价指标,提出重点断面的水质改善目标以及对应的污染控制方案与引水方案。结果表明:实施削减氨氮污染物入河量至1 023 t的污染控制方案与向南官河引水10 m3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到V类水标准;实施削减氨氮污染物入河量至728 t的污染控制方案与向南官河引水20 m~3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到Ⅳ类水标准。研究成果为温岭市金清水系面向众多污染源的精细化、精准化污染治理提供参考,为类似区域的水质改善提供借鉴。     

城区雨水管网径流污染特征研究

以新乡市城区屋面作为汇水区域,开展试验对雨水管网中场次降雨径流水文水质过程进行研究,可为有效利用城市雨水、控制非点源污染等提供依据。水质指标包括SS、COD和TN。结果表明:水质指标中SS、COD变化趋势基本一致,随着降雨过程的持续浓度逐渐降低并趋于一个稳定值;TN随着雨量的累积浓度逐渐降低,但在降雨结束前有反弹趋势;指标标准差率呈SS>COD>TN的趋势;径流初期屋面冲刷效应明显,初期径流量可定义为前1³mm的降雨量;径流中SS与COD、TN之间的相关性较好,在控制径流污染时可采取措施同时去除;径流污染物直接通过城区排水管网汇入受纳水体后对其水质影响较大,尤以SS、COD的变化最为明显。