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.     

钟罩虹吸式溢流井的探讨

溢流井是城市截流式合流制排水系统的一个重要组成部分,它的成败直接影响着规划设计意图的实现.本文在介绍分析溢流井的基本要求,和现有溢流井的优缺点后,提出了建造一种钟罩虹吸式溢流井的新建议,并对这种新溢流井的工作原理、设计计算方法进行了探讨.     

市政雨水管网应对城市内涝的探讨

正市政雨水管网是排除地面雨水的重要设施,近年来国内许多城市频繁出现内涝,有的城市雨水系统提标改造之后同样出现内涝现象。总体看来各地内涝成因有所不同,同一区域的排水系统,设计标准相同,但有的雨水系统所在地方经常内涝,而有的地方却一直未出现过内涝,主要原因是排水出水口不能迅速地排出雨水,一旦降雨量超过管网的排水量,雨水就在地面漫流,或从检查井溢流。笔者以武汉市月湖桥汉阳岸接线工程雨水系统为例,探讨市     

城市雨水利用工程设计中的若干关键技术

随着我国城市化进程的加快,城市不透水面积增加导致雨水排泄负担加重,城市内涝更为严峻和频繁。城市雨水利用作为缓解这些问题的一项重要措施在我国逐步受到重视。由于缺乏系统、完善的工程设计方法,该项技术推广应用的速度、范围和效果受到限制。依据北京10年来的研究成果和工程设计与建设经验,探讨了雨水利用工程设计中的设计降雨、雨水池容积、溢流堰标高、调控排放调蓄池容积、绿地下渗设施规模、透水地面结构等技术关键的计算、设计方法和技术要点;提出了通过时间频率曲线推求较短历时设计降雨过程的方法;将雨水池的容积分成回用容积和调蓄容积,应用逐日调节计算法和数值模拟法分别进行计算;提出了调控排放系统调蓄容积的水量平衡估算法;建立了透水砖地面的设计流程。成果可为指导城市雨水利用工程建设、促进城市雨水利用技术的推广提供技术支撑。     

基于MIKE URBAN的西安市中心城区雨洪过程模拟

城市排水管网的分布与建设是城市基础设施建设的重要组成部分,城市的排水能力关系到城市服务功能的正常运转。通过城市雨洪过程的分析,可以评价城市洪涝灾害。以西安市中心城区为研究对象,利用MIKE URBAN构建排水管网模型,根据模拟结果对研究区管网排水能力进行评估,分析易涝成因。结果表明:MIKE URBAN能够较好地模拟城市管网水位、流量变化及易涝点的分布情况。根据西安市暴雨强度公式,设计不同重现期(1、2、3、5a)的降雨过程,在1a降雨过程下,研究区90%以上管道处于满流状态,60%以上的检查井发生溢流,满流管段数和溢流井个数会随着降雨频率的增加而增加,但增幅相对减少;管道设计标准普遍偏低、下垫面不透水率增大、地形等因素是导致地面积水的主要原因。研究成果可为城市内涝防治及海绵城市建设提供理论基础和技术支撑。     

城市面源污染治理综合解决方案思考:以滇池为例

我国正面临着城市水环境管理的重大战略转折期,滇池流域以其特殊的环境问题及历经三十年的治污经历,超前地进入了转折期,尤其是在城市面源和合流制溢流污染控制上取得了巨大突破.本文系统梳理了滇池流域的城市面源和合流制溢流污染控制措施及成效,针对存在的调蓄体量不足,雨天超量雨污水处理能力不足,污染削减效能低,基于现有城镇污水处理...     

基于SWMM模型的城市内涝成因分析

为探索城市内涝形成原因,研究城市雨洪的形成机理及排水系统的负荷能力,选取杭州西湖区之江新城作为研究对象,以2021年3月19日研究区典型场次降雨为例,采用SWMM模型进行了内涝模拟,并从水量平衡、管道满载和溢流点等方面进行了分析。结果表明：之江新城73.2%的降水量形成了地表径流;进入管道的水量中,48.2%的水量经管道直接排入河道,37.3%的水量从雨水井溢流,剩余的水量保留在管道中;50%的管道已经满管,15.2%井点溢流。研究成果说明城市下垫面的改变会使产流量增加,城市排水系统能力不足会引起城市内涝风险。     

纯膜MBBR在城市溢流污染治理中的应用研究

城市溢流污染是造成城市水体黑臭的主要原因之一。为减少溢流污水对城市河道的污染,长江大保护项目中某污水处理厂采用装备化纯膜MBBR系统对溢流污水进行处理。系统采用雨季及旱季两种运行模式,出水COD、氨氮、TP、SS的平均浓度分别为25.3mg/L、1.35mg/L、0.15mg/L、5.86mg/L。旱季及雨季运行时系统对氨氮的去除负荷分别为0.61gN/(m2·d)、0.5gN/(m2·d)。大幅削减了污染物通过溢流作用进入自然水体,在源头端控制了水体黑臭的发生。     

基于规划视角的城市面源污染防控关键问题及策略研究

针对城市化进程中土地利用不合理及规划缺位造成的城市面源污染问题,从面源污染防控规划层面揭示了城市土地分区格局、湖滨区规划以及市政合流制溢流改造等方面存在的问题与诉求。在阐明城市面源污染规划主因基础上,探索了城市水污染防控景观规划以及合流制溢流改造规划途径,论述了城市湖滨区水污染以及分区规划体系构建思路。研究可为新型城镇化时期城市面源污染防控体系构建及水环境综合治理提供决策依据。     

污水截流工程中截流倍数选择的研究

修建污水截流工程是当前城市合流制排水系统改造的主要措施，其中截流倍数的选择对工程的效益和投资有着决定性的影响。本文概述了作者为截流倍数的选择而编制的窗口界面式的计算机软件，用以分析发生在合流截流排水系统中的降雨径流溢流过程及其溢流对城市河流水质的影响，从而为截流倍数的合理选择提供了有力的数据支持。     

基于城市雨洪模型的市政排水与水利排涝标准衔接研究

针对目前存在的市政排水与水利排涝两个标准的衔接仍无规范统一方法的问题,以广州市东濠涌流域为研究区域,采用城市综合流域排水模型Info Works ICM建立东濠涌流域管道、河道及地面二维耦合模型,分析计算市政排水1年一遇与水利排涝5年一遇以及市政排水1年一遇与水利排涝10年一遇两种情况下的标准衔接关系,为城市排水防涝规划设计提供技术支撑。结果表明:1年一遇市政排水标准与10年一遇水利排涝标准的组合能够满足流域涝水顺利排除的要求,但管道排水口底高程距河底高程的距离过短也会对管道的水位顶托产生一定影响,故建议城市排水管网的规划建设应至少保证排水口底高程高于河道底高程0.5 m以上。     

无资料城区管网排水过程概化模拟研究

许多城市地区都没有可用的排水管网数据,从而降低了城市雨洪模拟的准确性,因此需要一种新的方法来表征管网的排水能力。提出了雨水井等效排水法(RIA)和仅在道路上等效排水法(CIR)两种表征管网排水能力的方法,采用高效高分辨率的城市雨洪模型,以西咸新区为研究区域,模拟了城市内涝积水过程,并与实测数据进行了对比。通过实际降雨与设计降雨条件下的内涝结果发现,较原有的模拟方法,该方法可以精准的表征管网排水能力,提高模型的准确性。     

排水体系建设对城市洪涝灾害的影响

地下管网、水系等是城市重要的排水体系,直接决定着城市的洪涝安全。以武汉市光谷中心城为研究区域,采用一、二维耦合的水动力数学模型,进行了不同排水体系组合条件下的多方案城市雨洪模拟,量化分析了地下管网、规划水系建设对城市洪涝灾害的消减效果。结果表明:光谷中心城现状未形成成熟排水体系时,其内涝范围、淹没面积及受灾损失均最大,规划排水体系建设后,区域洪涝淹没面积和受灾损失消减率分别达56.58%,63.74%。由于作用范围及作用方式不同,单独建设水系对区域排涝的作用低于单独建设地下管网的作用。对不同土地利用类型比较,住宅用地减灾效果对城市排水体系的建设最为敏感。当下游湖泊水位较高时,湖泊对水系存在顶托作用,其对区域洪涝灾害影响的程度与河道纵向比降、河堤高程,以及地下管网和河道的连接状况有关。     

防洪排涝排水一体化模型在洪水风险图编制中的应用

随着城市洪涝灾害频繁发生,编制洪水风险图已成为当前国内外城市防洪减灾工作中重要内容,它可反映区域洪涝成因、量级、特性、危及对象及应急对策等风险信息分布特征。采用水力学方法构建水力学模型模拟研究区域洪水演进情况是洪水风险图编制常用的方法,通过构建考虑河道、城市地下管网、排水系统设施、阻水建筑物、水利工程及调度的防洪排涝排水一体化模型,将城市防洪排涝与排水有机结合,并兼顾流域与区域风险,通过历史降雨对模型进行校核验证,保证模型的可靠性。模拟计算了景德镇市城区因超标准洪水导致防洪墙溃决或城市暴雨可能发生的受淹和积水情况,并根据计算结果绘制洪水风险图,对景德镇市预防外围洪水、降低城市内涝洪水影响及土地利用和城市发展规划等提供决策依据和技术支持。     

南方平原河网区城市内涝的全过程监测与特征分析

南方平原河网区中普遍存在由堤防、闸坝以及泵站形成的高度城镇化圩区,圩区内受降雨过程和泵站启闭影响的城市内涝特征和模拟方法仍有待探索。本文以常州市城市产汇流与内涝实验基地为对象进行了降雨、管道及河道水位流量等全过程长期监测,并通过布设水位计和视频监控设备进行城市内涝积水深度和范围自动监测。监测数据表明圩区内管网和河道流动性很差,管网长期处于淹没状态,监测期间管道水深有75%时间大于0.76 m;在检查井未发生溢流冒水现象时,仍然会发生内涝积水且主要集中在雨篦子周围道路低洼处,其深度和范围主要受到降雨过程、地形、雨篦子收水能力和泵站启闭的影响;开启泵站在增大管网排水能力的同时也在一定程度上削减了内涝积水范围。因此,根据降雨预报与内涝积水实时监测信息及时调控圩区水位可以有效缓解内涝积水情况,在模拟城市内涝时也不应忽略雨篦子收水能力和泵站启闭对内涝过程的影响;本研究可为构建城市内涝全过程在线监测平台提供参考,也能为城市内涝过程的概化模拟方法提供依据。     

城市雨洪放大效应驱动因子时空演变规律分析

城市雨洪具有复杂的放大效应,引起该现象较直接的原因包括大暴雨的频繁出现、可渗透地表面积的骤减以及排蓄水能力的改变和排水管网的扩张等。以武汉市为例,选择降雨强度、不透水面积比例、排水管道密度作为洪水放大效应的驱动因子进行趋势分析和演变规律分析,计算表明:从20世纪80年代开始,暴雨雨量和历时明显增加;不透水面在20世纪90年代初增加较快;排水管道在1990~2006年间缓慢增长,2007年跳跃式增长。降雨量和历时的增加使城市洪量增大,排水压力随之上升,在一定程度上增加了内涝几率;不透水面积的逐年增多以及水体等天然蓄水区的减少,不但增加了产流量,也使汇流时间更短,且雨水管渠的建设缩短了天然汇流路径,导致城市洪水呈现峰高量大,洪峰提前的放大效应。研究成果可用于城市雨洪放大效应对其驱动因子的定量响应研究,为进一步量化城市内涝风险与驱动因子间的关系提供依据,从而为内涝风险调控措施提供技术支撑。     

城市市政排水与区域排涝水动力耦合模型研究

针对有些城市(特别是沿海地区城市)遇大到暴雨容易出现内涝的问题,经分析,主要是没有将城市排涝与城市的自然地理位置及其周边江河洪水的特性结合考虑,城市排水设计方法上的滞后性是城市内涝的原因之一。为解决这一问题,应用圣维南方程组,对明渠、雨水管道及田面汇流等多个排水系统的关键组成部分进行表达,通过彼此之间的联接关系,建立了城市市政排水与区域排涝的水动力耦合模型。实例应用表明,该模型能客观反映承泄区河道水位顶托及长历时暴雨对城市排水的影响,可广泛应用于城市排水的规划设计工作中。     

自动冲洗式雨洪资源利用新装置

为了实现既解决城市道路积水,又收集利用雨洪资源的目的,不同于以往单一的建筑物雨水收集利用系统,基于现有的雨水排水管道铺设标准,以水力学为理论依据,利用自动控制、渗水砖、立式入水口等细节设计,研发出了集排沙、过滤、蓄水于一体的自动冲洗式雨洪资源利用新装置。结果表明:将装置加装在原有总雨水排水管处,可对排水管泥沙进行自动过滤冲排,缓解了雨洪期城市道路积水,兼利用雨洪资源作旱期植被喷灌,以新思路响应了目前的海绵城市建设热潮。     

石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型应用

近年来石家庄市极端天气逐渐增多,局部短历时强降雨的发生愈加频繁,造成城区大范围积水,损失严重。基于高精度DEM数据,采用小尺寸结构化网格建立石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型。模型精确反映了房屋建筑、城市道路、立交系统和排水渠系等典型城市地物;采用分区径流系数和糙率体现不同下垫面的影响;通过将排水分区精细划分至各雨水干管实际控制街区模拟管网实际排水过程,并设置点源模拟城市立交泵站。模型高精度地模拟了该市主城区房屋阻水、庭院雨水出流、地道桥等低洼处汇水积涝、路面行涝、管网排水以及泵站抽排水等具有典型城市特征的水流现象,计算统计了城区积涝面积、积水点及积水路段。将该市内涝危险性等级划分为高、中、低三级,结合模拟结果进行风险分析及等级划分,分析结果为石家庄市防涝减灾工作和内涝风险管理提供信息支持,具有重要实用价值。     

城市内涝灾害居民出行困难度评价

城市内涝灾害给城市居民生命、财产安全造成了严重威胁。以长春市南关区为例,以二维非定恒定流为基本骨架,以不规则网格概化地形,用一维非恒定流描述排水管网,建立了城市暴雨内涝数值模型。该模型包含产流模型、汇流模型、排水模型及内涝模型。以30 a,50 a,100 a一遇的暴雨情景,对居民出行困难度进行了评价。验证结果表明,构建模型与实例结果吻合度较高。所得结果可为相关部门采取应急措施缓解内涝导致的交通堵塞提供参考。