浅谈市政道路初期雨水净化系统

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【摘要】近几年以来，国家加快了对江河湖泊水体污染的治理步伐，然却忽视了道路雨水污染的问题。处理好市政道路雨水问题，对人民日常生活以及社会经济发展都有着重要意义。文章介绍了几种道路初期雨水净化的途径和系统，希望能够为缓减我国水资源供需矛盾现状有所帮助。

【关键词】初期雨水；净化系统；人工湿地；排水系统

伴随着国家对西部的大力开发，重庆及西部其他省市可用土地变得日益紧张，大量的农田、池塘和河流等被用来修建城市道路。由于大量地表硬化，导致径流量增加，地下水补给量减少，改变了原有的水文特征，使得城市的脆弱性逐渐凸现出来。虽然近些年以来，国家加快了治理水体污染的步伐，特别是江河湖泊的水污染问题，然却忽视了道路雨水污染的问题。西方发达国家已经意识到雨水对环境所造成的污染问题，并及时提出了相应的解决方案。目前屋面雨水较洁净，且其收集较方便，所以，国内大多数城市仅仅做了屋面雨水收集，却忽视了其他地方的雨水收集，尤其是道路雨水的收集处理。道路表面有大量沥青、油、橡胶颗粒等污染物质，一旦经过雨水冲刷，污染物便会随着雨水径流严重污染周围水体。所以，市政道路初期雨水污染问题亟待解决。

1.市政道路雨水排放技术

二十世纪六十年代起，许多发达国家就努力开发多种雨水入渗装置，如地面入渗、洼地入渗、洼地一渗渠组合、渗渠一渗管组合、渗井、渗水池塘、洼地一渗沟一雨水排水系统等，如图1所示，并且制定出相应的政策和制度。例如，在德国，任何种类的新建小区都需要带有雨洪利用设施，否则就需交纳雨洪排放费和雨洪排放设施费。1992年，日本颁布了“第二代城市下水总体规划”，要求新建以及改建的大型公共建筑必须带有雨水就地下渗设施。正式地将雨水渗沟、渗塘和透水地面作为城市总体规划的重要组成部分，日本“降雨蓄存及渗滤技术协会”模拟试验得出：在采用合流制雨水管道系统地区，采取强化雨水入渗措施，使降雨量以5mm/h的速率入渗地下，此区域每年可减少50%的BOD总量。1990年至1991年，北京市做了关于草坪高度对入渗量的影响试验，试验结果表明如果草坪低于道路路面，其雨水入渗量是高于路面时的3～4倍。

英国开发出一个新的“蓄水地面”排放系统，该系统将局部地域内收集的雨水径流，采用人工方式储存起来，成为城市中水系统的重要水源，提供人们生活所需的部分杂用水，缓和了城市水资源危机。

目前，我国某些城市提出了下凹式绿地排放系统。它是绿地雨水调蓄技术的一种利用下凹空间充分蓄集雨水，增加了雨水下渗时间。其具有以下几个优点：1）降低了城市洪涝灾害发生几率，同时又增加了降雨入渗量以及地下水资源量，减少了绿地灌溉用水量。2）减少了道路雨水对江河湖泊的水质污染，减少湖泊的淤积量，增加了绿地土壤肥力。

由此可见，近几十年来，大多发达国家着手于雨水的地下渗透、滞留、贮存、净水处理与中水利用，积极探索着新型的市政雨水排放技术。雨水排放已从传统的雨水单独排放转变为以入渗为主，贮蓄排结合的排放方式，以储为主，渗排结合的排水方式及其它形式的排水方式。

2.市政道路雨水净化

市政道路雨水净化系统是通过对道路初期雨水的净化来降低其对水体污染的程度。道路初期雨水净化的途径主要有如下几种：

2.1土壤涵养净化

土壤的过滤、吸附以及生物降解作用对市政道路初期雨水具有良好的净化作用。首先，道路雨水尽可能多地进入工涵养以及土壤涵养结构进行涵养、储存、调节和净化，多余的雨水则溢流排放。道路和硬覆盖雨水涵养分为路边渗井涵养、边沟涵养、边池涵养以及转移涵养等几种基本形式，如图2所示：

2.2植物净化

植物净化系统通过植物生长，吸收去除市政道路初期雨水中的污染物。植物具有较强的净化能力，借助植物发达根系对雨水净化，可以有效减少污染物含量，天然雨水经绿地净化后，径流中的有机质能很快分解，如氨氮由2.09mgg/L能降低到0.8mg/L，无机物如硝酸盐和硫酸盐也能因滞留而有所减少。经过植物、土壤净化后的道路雨水一方面渗入地下，涵养了地下水源，另一方面，通过植物蒸腾作用将液态水以气态方式转移到大气中，促进水体循环，同时增加空气湿度，营造出宜人的小气候。

2.3自然沉淀

通过湖塘和洼地自然沉淀，去除悬浮物以及部分其它初期雨水污染物质。

2.4渗透过滤

运用渗井的渗透过滤作用来去除初期雨水污染物质。

由上述4个净化途径形成的道路雨水净化系统主要有雨水土壤渗滤系统、植被浅沟、人工湿地和雨水生态塘等r8’…。

人工土壤渗滤处理系统基于植物学、土壤学以及微生物学等基本原理而建立起来的人工土壤处理系统。把雨水收集、净化和利用三者有机结合起来，最终构成一个雨水绿化与处理、景观相结合的生态系统，较好改善天然土壤生态系统中的生物活性和有机环境条件。其核心是依据土壤一植被一微生物生态系统的净化功能来完成物理、化学和生物等净化过程。作用机理包括：土壤颗粒过滤作用、离子交换作用、表面吸附作用以及植物根系吸附等作用。

植物浅沟处理系统是指在道路沟渠中种有植被的一种工程措施，一般采用重力流来收集道路径流雨水。当道路雨水流经浅沟时，经沉淀、渗透、过滤、吸收和生物降解共同作用下，径流雨水中的污染物被去除，达到道路雨水径流收集利用以及径流雨水污染控制的目的。该系统能有效地减少市政道路初期雨水中悬浮物固体颗粒以及部分有机污染物，同时能够去除Al、Cu、Zn、Pb等部分重金属离子和油类污染物质。肖海文等参考了浅草沟对道路雨水处理的效果，结果表明，浅草沟对悬浮物固体颗粒以及有机物有很好的去除作用，同时对雨水中的N、p也有一定的去除。

城市雨水湿地大多是人工湿地，通过模拟天然湿地的功能和结构，人为地建造以及控制管理的类似沼泽地的地表水体，借助自然生态系统中的物理、化学以及生物多重作用来实现对道路初期雨水的净化作用。另外，根据设计规模，人工湿地同时能够减少洪峰流量和调蓄利用雨水径流、改善景观的作用。该技术是一种高效地控制地表径流污染的重要措施之一，具有投资低、操作管理简单、处理效果良好、运行和维护费用低等优点，拥有丰富的生物种群和巨大的生态环境效益。人工湿地对BOD、COD和SS均有较好的去除率。主要是因为水生植物对道路雨水中的SS有截留作用。在植物根系四周，远处以及较远处形成不同程度地好氧、缺氧和厌氧环境，最终有效地降低了道路雨水中的BOD和COD。采用替换填料或者收割植物能够把污染物从人工湿地系统中去除。肖海文等采用人工湿地系统处理生态住宅区的道路雨水，试验结果表明，恒定流量下，人工湿地系统对雨水的净化具有良好效果，另外人工湿地系统具有较强的抵抗短期的高强度负荷冲击的能力。

雨水生态塘系统是指可以调蓄雨水并且具有生态净化功能的天然或者人工水塘。分为：干塘、延时滞留塘河湿塘等三类。该系统的主要目的是达到水质处理、调蓄雨水和削减洪峰、减轻其对下游的侵蚀。其主要去除机理分为生物作用和沉淀去除，可以去除包括SS、N、P和一些金属离子等污染物质。

3.结束语

就目前而言，道路雨水净化较少采用生物处理法。这主要与雨水本身的水质情况密切相关。一方面，雨水中BOD含量低，菌种较难存活下来；另一方面，在无雨期间要保持菌种的存活需要耗费大量的人力、物力和财力。由于降雨的随机性和季节性，所以，在解决城市雨水径流引发的水文以及水质问题的同时应针对不同的雨水水质以及地区特点选择合适的雨水净化方法。