技术交流 | 关于分流制地区初期雨水污染治理设计的几点思考

近年来，随着人们环保意识及环境治理力度不断加强，水环境综合治理成为国家层面重点关注和投入的一个领域，水环境污染主要包括外部污染和内源污染两大方面，外部污染主要包括生活污水、工业废水、初期雨水和沿河垃圾污染等，内源污染主要包括河道底泥释放和植物腐烂等因素。在大气污染和地面污染较为严重的区域，初期雨水的污染冲击负荷对周边水系的环境质量影响很大，对水环境综合治理有重大的现实意义。初期雨水收集的必要性已经不言而喻，但近年来诸多该类项目在实际运行过程中暴露的运行效果欠佳、投资效益比低下以及造成的重大投资浪费等一系列问题，还是很值得我们设计人员从中细细反思。下面就初雨收集方面一些问题谈一谈我个人的一些浅见。

大家都知道，要做好初雨污染治理类项目，首先要明确的是我们这个工程初雨截流（或弃流）的标准是什么，截流的污染物总量应该是多少？其次对应这个污染物总量，我们截流的初期雨水量应该是多少？最后就是如何确保高效地收集到这些初期雨水？

如何确定初雨水质截流的标准或者污染物总量？污染物浓度多高时需截流，多低时可弃流？如果我们项目实施的目的是提升河道水环境，那么理论上，我们是需要事先对河道从全流域的角度进行水环境容量计算，对河道的每个子流域提出排放要求，各子流域的初雨弃流水质据此确定。

水环境容量计算三要素

考虑到河道水环境容量计算复杂且系统性很强，类似于一个区域的污水厂排放标准需要在区域环评中明确同一个道理，鉴于现实中很少有河道做全流域的水环境容量分析，也就很难给初期雨水弃流水质提供一个清晰明确的标准。标准的不明确带来的后果就是初雨的过度截流（可能意味着巨额的投资浪费）或截流不足（未达到建设目标），对于那些初期雨水排入污水处理厂的项目来说，截流水质的高低对污水厂的正常稳定运行也会造成较大的影响。

初雨截流量如何确定？当前行业内主流的做法主要有2种：1种是通过模型（如美国STORM、英国的InfoWorksCS及InfoworksICM、丹麦的MOSUE等）分析与计算来论证初雨收集的效应，考虑到初期雨水水质受大气污染、地面污染、降雨强度和间隔、管网系统布置型式等各方面因素影响都很大，模型边界条件的输入与现实难以较好地吻合，故据此确定初期雨水截流量是不可靠的。模型中几个主要分析步骤包括模型概化、模型率定、模型分析等，如下所示：

模型概化

模型率定

模型分析

第2种是直接根据当地排放防涝规划结合初雨相关规范直接确定初雨截流量，是一种经验型做法，并未根据当地实情进行充分论证，也是不可靠的。初雨截流量结论的不可靠带来的后果就是调蓄池规模的或大或小，同样也意味着投资浪费或未达建设目标。

初期雨水如何收集？我们都知道，要提高收集效率，就要从提高节流的初期效应上下功夫，需要尽量缩小每个初雨截流井的汇水范围，这必然导致为了提高初雨水质而大量分散新建截流井，每座截流井内部又设置了水质检测仪、流量计和截流闸门等设备，截流管网长度和设备的大幅增加不仅需要巨额的工程投资，更给后期的施工交通影响（需要在现状管道上施工截流井，一般均在市政道路上实施）和运行维护管理带来很大的麻烦。那么由此就产生了一个问题：如何寻求这样一个平衡点？查阅初期雨水相关规范均无相关明确的规定，部分文献中也只是略有提及：如“深圳市初期雨水控制量为7mm，且初期雨水汇流范围应使得汇水面积最远点到排放口的汇流时间不应超过20～30min，超过此汇流时间的区域，其初期效益已不显著。”考虑到这个说法的出处，当然是不能作为我们设计依据的，但这个描述至少给了我们一个大致的设计方向，但这里仍然存在一个疑问，这个时间指的是什么降雨强度下的时间？确定的依据又是什么？在一定的污染物消减总量前提下，初雨收集方式效率与初雨收集量成反比关系。

初雨分散截流示意图

从上述分析的几点来看，不把这几个问题解决好想把分流制初雨污染治理类项目做好是不太现实的，对国家这么大的投入和支持也是不负责任的。解决好这些问题我觉得不是哪个人、哪家设计院、哪家科研单位所能完成的，可能需要国内水行业相关的权威专家们在国家的组织和指导下以规范修编或新编技术导则、标准等形式来进一步的明确和细化，来更好地指导后期该类项目的设计和实施。