城市合流溢流管控存在的主要问题及对策研究

从政策、认识和技术层面对城市合流溢流污水管控情况进行了梳理,针对溢流客观存在的事实和溢流污染性、瞬时性、间歇性、不稳定性及高度关注性等特征,结合当前管控方面存在的实际问题,从排查、挖潜、净化3个方面提出了溢流污染物控制技术措施,确定了SS、COD和TP 3个物化指标作为控制指标,并对指标阈值进行了限定.该研究不仅为城市...     

分流制系统雨水管网混接雨天溢流污染特征研究

分流制雨污混接系统雨天溢流污水是导致城市水体黑臭的重要原因。选择南宁市老城区存在雨污混接的雨水排口的溢流污水进行采样监测，分析溢流污水水质变化和颗粒物粒径分布情况，探讨降雨强度、降雨历时、前期干旱时间等对溢流污水颗粒物粒径分布的影响。结果表明，溢流污水COD、NH₃-N和TN浓度分别超过地表水Ⅴ类水质标准4.7、4.1和6.4倍，浓度在降雨强度最大值后10 min内达到峰值。溢流污水中10～125μm的颗粒物最多，占总颗粒的60%。降雨径流和管道沉积物对溢流污水皆有较大贡献，降雨径流中4～63μm的颗粒物占总颗粒的30%，主要贡献溢流污水中的小颗粒物；管道沉积物中主要是粒径>250μm的颗粒物，是溢流污水中大颗粒物的贡献者。降雨强度会影响溢流污水中颗粒物粒径分布，其中63～125μm颗粒物体积分数与降雨强度呈显著负相关(P<0.05)。     

基于数字排水技术的城市雨洪控制方案设计与评估

雨洪控制是减轻城市防洪压力、缓解水资源短缺、改善水环境质量的重要措施。数字排水(DigitalWaterDS)平台将地理信息系统和专业模型相结合,可综合气象、水文、土地利用等因素进行雨洪控制方案的设计与评估,提高城市雨洪控制的科学化和系统化水平。运用数字排水平台,模拟分析了某试验小区采用透水砖铺装、绿色屋顶和滞留塘等雨洪控制措施对排水系统的影响。结果表明,采用综合控制方案后溢流现象得到明显改善,系统总径流量和总COD负荷分别削减24.27%和16.21%。     

美国合流制溢流控制标准分析及对我国的启示

合流制溢流(CSO)具有污水与降雨径流双重特性,受随机降雨、多污染源、阶段数据等条件影响,CSO控制标准以基于控制效果的年均溢流频次、年溢流体积控制率和年污染物总量削减率为主; CSO控制标准的确定以受纳水体水质为目标导向,以数据为基础,采用"流域治理、污染分担"策略,经技术经济分析确定。简要梳理了美国CSO控制标准确定的政策法规基础和方法,以期为我国CSO控制标准的确定以及"厂网一体、灰绿结合"技术路线、排放许可等配套政策法规的制定提供参考。     

山地城市初期合流溢流污水冲刷效应研究

以涪陵城区典型合流雨污溢流口——城五校溢流口(检查井编号为YW22-3J)为研究对象,对山地城市初期合流溢流污水的冲刷效应进行研究。研究结果表明,涪陵城区初期合流溢流污水中污染物的EMC值如下:TSS=477 mg/L、TCOD=530 mg/L、TP=3.11 mg/L、TN=26.2mg/L,均高于地表水Ⅴ类标准限值;当降雨强度较大时,初期合流溢流污水的TCOD、TSS、TP、含砂量等指标均有明显的初期冲刷效应。总体来说,山地城市初期合流溢流污水冲刷效应一方面受到降雨量、降雨强度、降雨历时、雨前晴天数、地表沉积物和管道沉积物积累等因素影响;另一方面,山地城市地势高差大、管网落差明显的特征,强化了初期合流雨污水的冲刷效应,增加了溢流雨污水中污染物的扩散程度,对周边水体造成的污染更为严重。     

基于雨洪控制评估的自动化水质在线监测系统

运用自动化水质在线分析和远程控制技术,结合环境科学和水文学等学科交叉的研究手段,选取上海市中心城区苏州河沿岸的新昌平合流制和芙蓉江分流制两个排水系统为研究对象,构建了基于雨洪控制的自动化水质在线监测及远程控制系统,其具有自动化在线监测雨洪水质、远程控制晴天/雨天监测模式快速转换以及数据实时传输功能。初步应用效果显示,该系统可较好地应用于:①旱流污水水质特征及其变化过程监测;②雨洪水质特征及其变化过程监测;③雨洪初期效应判断;④雨洪溢流污染负荷评估;⑤雨洪控制设施环境效益评价;⑥雨洪控制设施运行优化;⑦系统自身运行状况判断。     

基于骨料特性和浆体厚度的透水混凝土配合比设计

传统的透水混凝土配合比设计主要以骨料堆积密度和目标孔隙率为主要设计参数,缺乏强度设计依据,且实际孔隙率与目标孔隙率相差较大,透水性能难以保证。提出一种基于骨料特性和浆体均匀包裹模型的透水混凝土配合比设计方法,其主要引入骨料比表面积和浆体厚度2个参数,据此设定合理的浆体厚度和水胶比,再通过计算所得骨料的比表面积确定浆体的体积,最终确定配合比。试验表明:该方法可有效地以浆体数量控制有效孔隙率的大小,透水混凝土的力学性能符合设计要求,透水性能良好,能适应不同骨料特性和强度要求的透水混凝土配合比设计要求。     

基于设计暴雨法的CSO调蓄池池容计算方法探讨

我国当前采用经验参数法计算合流制溢流(CSO)调蓄池池容,该方法存在参数取值合理性不足、CSO控制效果不清等问题。基于暴雨强度公式和合理法,提出与溢流频次控制标准相对应的设计暴雨,并分别根据简化的三角形径流过程线、由设计降雨过程线得到的径流过程线,给出了CSO溢流口溢流量(调蓄池池容)和污水处理厂厂前溢流量计算方法。以北京为例,拟合得到CSO调蓄池池容与径流截流比、历时24 h设计降雨径流量之间的关系曲线,可供北京城区使用。设计暴雨法可在一定程度上弥补我国当前参数法的不足,为CSO调蓄池池容的合理设计提供参考。     

净水功能型粉煤灰透水混凝土性能研究

通过向透水混凝土中引入净化材料(粉煤灰、硫酸改性粉煤灰),制备了具有净水功能的透水混凝土,研究了净化材料掺量对透水混凝土力学性能、孔隙率、透水性能及吸附水中Zn²⁺性能的影响.结果表明：硫酸改性粉煤灰能够促进水化硅酸钙凝胶的生成,改善透水混凝土的孔隙结构,提高其力学性能和对Zn²⁺的吸附效果;当硫酸改性粉煤灰掺量为20%时,透水混凝土试件的抗压强度达到峰值,孔隙率与透水系数降到最低值;随着净化材料掺量的增加,透水混凝土对Zn²⁺的吸附效果逐渐明显.     

污水管道布置及溢流井设置形式的优化分析

随着我国城镇污水管网的不断建设发展,污水管网的施工及运行效果却一直受到污水管道及溢流井不合理设置的困扰。通过分析传统污水管道及溢流井的设置,从施工条件、运行效果和投资成本的角度来优化污水管道布置形式和溢流井设置形式,同时分析这些形式的优缺点和适用条件,为污水设计者提供不同角度的污水管网及溢流井的设计方法,以使污水管网施工更加便利、投资成本更节省。     

基于GIS的昆明主城区排水系统诊断研究

昆明主城区地处滇池流域北岸滨湖上游区域,污染负荷比重大,占流域污染负荷总量的约80%,目前昆明主城区二环路内区域为合流制排水系统,二环路外为分流制排水系统,在雨季雨、污合流污水溢流污染问题严重.在昆明市地下管线探测工作的基础上,对排水管网数据进行空间信息和属性信息处理,建立污染源与排水系统的拓扑关系,构建排水片区--子排水片区--排水单元结构网络.统计分析结果表明,昆明主城区的现状污水收集率约为81%;污水处理厂处理能力有限,在雨季大量合流污水不经处理而直接溢流排入河道,并汇入滇池.通过对典型排水区域船房河排水片区--第一污水处理厂纳污区域进行排水系统详查和污水产生--收集--处理全过程分析,确定依托沟渠主干的排水系统地下水渗入量约占系统收集总水量的35%,此截流式合流制与不完全分流制相结合的典型排水片区旱季污水收集率约为60%,在雨季典型降雨条件下,合流污水溢流率约为90%.此研究成果为昆明主城区排水系统的改造和污水处理厂的规划建设提供了一定依据,也为全面开展排水系统诊断工作奠定了基础.     

南昌市某县城雨污分流改造技术与实践

随着城市规模不断增大,城市基础设施建设投入不足。雨、污水管网老旧,设计标准偏低,合流、混接区域污水溢流,部分污水直排或无序排放,致使城市污水收集率低;部分截流设施老旧,引起雨水、污水、地下水大量截流到污水处理厂,造成污水处理厂进水污染物浓度偏低、处理压力大。雨污水管网改造工程是实现污水管网全覆盖、污水全收集、收集全处理、处理全达标、全面提升污水收集处理效能的核心和关键,本文以南昌某县城雨污分流为例,探讨了城区雨污分流改造的关键技术。     

雨水径流污染削减与源头体积控制之间的响应关系

随着城市点源污染问题的逐步解决,城市雨水径流污染负荷在水环境中的占比正逐步增大。城市雨水径流在形成过程中,经历大气、下垫面和管道三阶段的污染物冲刷与积累,其中前两个阶段初期冲刷效应明显,理论上源头控制设施可以获得更好的污染物控制效果。以生物滞留池、透水铺装、雨水桶作为源头体积控制的典型设施,以耦合控制模块搭建的末端截流调蓄池作为末端体积控制的典型设施,进行了不同情景的场次与多年模型模拟,并使用MV控制比对场次模拟结果进行处理。模拟结果显示,与雨水桶和调蓄池相比,具有下渗功能的生物滞留池和透水铺装的污染物控制效果更佳;对于雨水桶、调蓄池等调蓄类设施,其污染物控制效果主要由设施规模与排放规则共同决定。     

合流制溢流污染控制标准——溢流场次控制率研究

在城市合流制区域晴天污水得到完全收集的前提下,控制合适频次的降雨不溢流成为控制溢流污染的关键。为此,武汉市规划研究院将《城市合流区污水溢流污染控制标准研究》列入2018年院自主科研项目。通过分析武汉市降雨数据得出了日降雨量、小时降雨强度与合流制排口年溢流频次的关系,进而提出了降雨溢流场次控制率概念,建立了降雨溢流场次控制率与小时降雨强度的量化关系。根据武汉市本地降雨特征,提出了不同降雨溢流场次控制率对应的3 h短历时降雨过程线,通过将雨型数据代入排水管网数学模型,获得了不同溢流场次控制率与其实现的溢流污染物削减率之间的量化关系。     

浅论“海绵城市”理念在城市道路设计中的体现——以平潭综合实验区东大路工程为例

立足海绵城市理论,以平潭综合实验区东大路工程为例,在建设过程中积极采用低冲击开发的雨水综合利用理念,通过道路横断面的合理设计及透水铺装系统的使用,提高道路的透水能力,提升城市整体的水文调蓄功能,从而缓解下雨时城市排水系统的压力;并结合下凹式绿化带及路面雨水下渗、净化、溢流、收集系统的应用,逐渐完善雨水排水系统,实现雨水的有效利用与排放。     

球模型包裹法设计透水混凝土配合比

提出一种新的透水混凝土配合比设计方法,以球作为粗骨料颗粒的计算模型,测算单位体积粗骨料总表面积,再与裹浆厚度、水灰比和粗骨料堆积密度四个参数确定配合比.试验表明:在一定范围内,骨料粒径越大,水泥浆包裹越薄.透水混凝土的透水系数越大,强度越小,耐酸性能越差.通过材料的内部孔隙结构分析其性能变化规律,验证了该方法的合理性.     

基于暴雨雨型的设计径流量研究及应用

为简化排水模型在城市排水防涝规划中的应用,利用武汉短历时暴雨雨型,采用三角概化法推导出雨型径流量计算公式。通过武汉雨型径流量设计程序在9个排水区的应用,在相同重现期标准下与武汉暴雨强度公式进行对比,同频率雨型设计径流量的平均绝对值相对误差为1.29%,最大误差<5%。采用相关因子拟合公式计算排水区节点雨水汇流时间,可建立雨型径流量节点管控简化模型,无需排水管网建模,可实现城市排水防涝规划水位管控,也可进行雨水溢流污染控制调节池容量的计算。     

滨海盐碱地开发的竖向设计与排水问题探讨

由于地势低洼、排水不畅且易受海潮侵袭、地质条件复杂、土壤承载力低、土地盐碱化严重等原因,如何合理地确定场地竖向高程并有效组织雨污水排放成为滨海盐碱地区开发的最大难题.在进行滨海盐碱地区的规划设计时,应充分注意竖向设计与排水工程设计的结合,既保证场地回填的经济性,又保证雨污水能以最优的方式排放;充分利用地形、地貌条件组织排水,寻求经济有效的排水方案.     

北京中心城区管道空间调蓄技术的数学模型研究

针对北京市中心城区现存的合流制溢流污染、初期雨水污染,以及地下建立调蓄设施条件受限等问题,提出了北京中心城区管道空间调蓄数学模型分析技术。该模型主要以排水管道的防汛风险控制、运行风险控制和结构风险控制为导向,通过在西盖板河末端建立闸门,并结合北京城区排水雨量特点制定闸门启闭方案,以提升整个区域的绿色防汛能力。该方案落地后,整体实施效果良好。     

重庆市污水溢流污染控制的困惑与建议

为保障污水系统的稳定运行和强化污水溢流控制提供理论支撑,对重庆市污水溢流污染控制中存在的问题进行了分析和总结。结果表明,重庆市污水溢流产生的主要原因有雨水和河道水等客水进入污水系统、污水管网淤积堵塞、截流倍数难以满足日益严格的溢流控制要求、区域过度开发,溢流污染控制中存在的主要困惑有控源截污盲目截污、实际溢流与环保严控的矛盾、溢流控制标准不明确、溢流控制措施落地难。为此,提出了开展溢流污染控制的建议,包括规范化管理溢流口、科学引导溢流污染控制、开展溢流污染控制专项行动等。