劉穎霞
(廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司,福建 廈門 361000)
初期雨水是指降雨初期產(chǎn)生的雨水。降雨初期的雨水溶解了空氣中的污染性氣體并攜帶粉塵,其降落后沖刷屋面、道路等,又會(huì)攜帶大量的污染物。初期雨水的污染程度與大氣質(zhì)量、下墊面類型、地面污染程度等息息相關(guān)。早期的城市建設(shè)基本以滿足居民生活和產(chǎn)業(yè)需求為主,會(huì)在原始土地上建成密集的建筑,下墊面類型是以建筑和道路為主的不透水地面,其徑流系數(shù)大大增加,徑流量也隨之增加。所以,老城區(qū)往往是建筑密集,公共綠地較少,空氣中粉塵含量較高,地面沉積物多,導(dǎo)致初期雨水淋洗大氣和沖刷地面帶來(lái)的污染物數(shù)量會(huì)增加。因此,初期雨水徑流量大、污染程度也高[1]。目前,在水污染日益嚴(yán)重、水資源日益短缺的情況下,雨水可用作淡水資源越來(lái)越受到重視,因此,治理初期雨水污染具有重要的意義。
廈門市屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,全年雨量充沛。廈門市全年年平均降雨量為1 451.6 mm,全年天氣基本以雨天和陰天居多,年平均晴天為115.4 天,陰天為75.2 天,雨天為122.8天。廈門老城區(qū)位于廈門本島思明區(qū)西南區(qū)域,主要為居民區(qū)、商業(yè)區(qū),其片區(qū)商業(yè)繁華、建筑稠密、綠化率低。早在1920年,廈門已開始了城市建設(shè)工作,形成了老城區(qū)以中山路為代表的騎樓商業(yè)街。隨著時(shí)代的發(fā)展,廈門老城區(qū)經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化城市建設(shè)、舊城改造,如今既有現(xiàn)代化的建筑,也保存了大量的以騎樓建筑為代表的歷史風(fēng)貌建筑。在老城區(qū)內(nèi),道路、大街的路面以瀝青路面為主,巷道則多為水泥路面和條石路面等,道路較窄,機(jī)動(dòng)車道兩側(cè)多為人行道、騎樓建筑,局部有樹池,無(wú)連續(xù)綠化帶。其中,巷道的排水管道多為早期的排水暗溝,而道路、街道下的市政雨水管道或排洪溝,多為雨污合流。
初期雨水徑流污染的來(lái)源主要有:被污染的空氣、路面、屋面、綠地等[2]。因廈門老城區(qū)人口稠密,街區(qū)餐飲業(yè)發(fā)達(dá),大量的客流量會(huì)造成路面垃圾、油污等污染的增加。
廈門老城區(qū)的初期雨水徑流污染還有來(lái)自于管道內(nèi)部的沉積物污染。老城區(qū)商業(yè)繁華,餐飲業(yè)尤為興盛,而片區(qū)內(nèi)的排水體制大多是雨污合流。合流管道在晴天時(shí)排放污水,污水中攜帶的懸浮物、泥沙等會(huì)在管道內(nèi)沉積,當(dāng)降雨初期雨水徑流量大時(shí),沉積的污染物會(huì)被雨水沖刷后排入筼筜湖或廈鼓海峽,造成水體污染。
廈門老城區(qū)路網(wǎng)密集、道路普遍較窄,沿街建筑大多為排柱式的騎樓建筑,巷道兩側(cè)多為居民自建的底層、多層建筑。整個(gè)老城區(qū)內(nèi)綠化率較低,大多為樹池、街頭花壇等,缺乏整體規(guī)?;木G地。老城區(qū)的下墊面硬化程度高,初期雨水?dāng)y帶的污染物沒有經(jīng)過(guò)植被和土壤的過(guò)濾、截流,所以,初雨徑流污染程度較高。但好在老城區(qū)均為居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、文教區(qū),無(wú)工業(yè)污染,因此污染物種類較少。在降雨初期,沖刷屋面、地面的雨水中COD、SS、TN、TP、陰離子表面活性劑等污染物濃度會(huì)隨著降雨量而逐漸降低。但在降雨初期,COD濃度最高在1 000~2 000 mg/L,SS濃度在500~1 000 mg/L[3]。此時(shí)管道中的雨水污染最嚴(yán)重,加重了水體污染。
在合流制系統(tǒng)為主的老城區(qū),對(duì)于初期雨水污染的控制需要從整個(gè)排水系統(tǒng)的框架上進(jìn)行優(yōu)化。近年來(lái),廈門市思明區(qū)加緊完善雨污分流改造,老城區(qū)的市政道路已逐步鋪設(shè)市政污水管道。雨污分流改造大大減少了合流管道內(nèi)沉積的污染物進(jìn)入水體,但初期雨水仍然會(huì)排入水體。對(duì)于分流制改造困難的區(qū)域,則大力推進(jìn)污水截流改造,即初期雨水經(jīng)過(guò)截流井截流后排往筼筜污水處理廠進(jìn)行處理。例如,老城區(qū)的小區(qū)、居民建筑基本為合流制,可從小區(qū)或建筑外排管道接入市政管道處進(jìn)行截流,將污水和初期雨水截流至污水處理廠。
在雨污合流區(qū)域,初期雨水徑流污染濃度較高,直接排入污水管網(wǎng)會(huì)給筼筜污水處理廠帶來(lái)較大的負(fù)荷。而且,初期雨水徑流中無(wú)機(jī)沉淀物含量較高,如果直接排入污水管網(wǎng),將對(duì)筼筜污水處理廠造成較大的沖擊,但這類初期雨水經(jīng)沉淀處理后水質(zhì)將得到較大改善。根據(jù)清污分流的原則,不同區(qū)域的初期雨水應(yīng)分類處理。在雨污合流區(qū)應(yīng)盡量建設(shè)初期雨水調(diào)蓄池,收集上游城區(qū)的初期雨水,根據(jù)污水處理廠的分布以及處理能力再相應(yīng)地排入污水處理廠進(jìn)行集中處理。同時(shí),在雨污分流區(qū)域,應(yīng)優(yōu)先建設(shè)對(duì)老城區(qū)影響低的設(shè)施,以實(shí)現(xiàn)對(duì)初期雨水的滲透、調(diào)節(jié)、截污的凈化作用。
減少?gòu)搅髁縿t需要增加綠地、減少下墊面的徑流系數(shù)。老城區(qū)的土地功能已確定,無(wú)法大規(guī)模增加綠地面積。而廈門老城區(qū)的歷史文化街區(qū)需要保護(hù),更無(wú)法改變其功能。要增加老城區(qū)的綠化面積,尤其是垂直綠化面積,需結(jié)合建筑、街道家具設(shè)置垂直綠化,如屋面綠化,建筑外墻面增設(shè)模塊植物墻,路燈桿及廣告牌下可以吊掛小花盆,設(shè)置街頭小花壇等。以此通過(guò)綠植和土壤對(duì)雨水進(jìn)行吸納、蓄滲,以減少初期雨水徑流量。
徑流系數(shù)與地面種類有關(guān),各種屋面、混凝土或?yàn)r青路面的徑流系數(shù)最高,塊石或碎石路面次之,而公園或綠地的徑流系數(shù)最小。廈門老城區(qū)的屋面為傳統(tǒng)水泥屋面、部分鐵皮屋面等為不透水屋面,道路、街巷多為不透水瀝青路面或混凝土路面。目前,隨著海綿城市建設(shè)的深入開展,透水路面的發(fā)展與應(yīng)用越來(lái)越成熟。在實(shí)際建設(shè)中,廈門已在市政道路建設(shè)中采用透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝;在街區(qū)內(nèi)采用嵌草磚、碎石鋪裝等;在商業(yè)廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等處采用透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝。其中,普通混凝土、瀝青路面的徑流系數(shù)在0.85~0.95,在改造成透水鋪裝后徑流系數(shù)可降低至0.3左右。
初期雨水徑流污染屬于面源污染,其源頭分散、收集難度大,但綠地可以截流徑流中的部分污染物。例如,路面雨水經(jīng)過(guò)雨水口收集后進(jìn)入雨水管道,可將雨水口改造成帶截污掛籃的雨水口,通過(guò)掛籃的過(guò)濾、攔截作用去除雨水中的大粒徑垃圾。近年來(lái),廈門大力推進(jìn)雨污分流改造工作,在其改造后將大大減少雨水管道中淤積的污染物。
老城區(qū)可建設(shè)用地稀缺,可將初期雨水按污染程度的輕重進(jìn)行分質(zhì)考慮。已經(jīng)雨污分流的區(qū)域,初期雨水主要沖刷屋面、地面,管道沉積物,也可以直接排入水體;而暫時(shí)未雨污分流改造的管道,有條件的,建議在管道末端設(shè)置初期雨水調(diào)蓄池,用來(lái)收集降雨初期4~8 mm的降雨量,再通過(guò)泵提升至污水處理廠進(jìn)行處理[4]。無(wú)法設(shè)置調(diào)蓄池的,應(yīng)加強(qiáng)合流管道日常清淤頻率,在降雨前清通管道,以減少淤積污染物入湖或入海。
本文總述了廈門老城區(qū)初期雨水污染的來(lái)源、特點(diǎn),對(duì)老城區(qū)初期雨水污染控制對(duì)策進(jìn)行了探討,希望能為其他類似地區(qū)老城區(qū)的初期雨水徑流污染控制提供相關(guān)參考。