蘭州新區(qū)第一污水處理廠生態(tài)雨水系統(tǒng)建設(shè)研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑物和道路的硬化使得降雨時(shí)產(chǎn)生更多的地表徑流，極易引起城市內(nèi)澇;另一方面，城市地表污染物在降雨徑流的沖刷作用下，通過(guò)地表徑流流入自然水體，極易造成面源污染。生態(tài)雨水是近幾年提出的新型雨水系統(tǒng)，是指通過(guò)下滲、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)等設(shè)施，使雨水有一個(gè)滲、滯、蓄、凈、用、排的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)雨水的良性水文循環(huán)。與傳統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)相比，生態(tài)雨水系統(tǒng)可以削減降雨過(guò)程中的徑流總量及徑流峰值，對(duì)徑流雨水污染物也有較好的去除效果，并且可以涵

2、養(yǎng)地下水。本論文結(jié)合蘭州新區(qū)實(shí)際情況，選取第一污水處理廠為研究對(duì)象，分析研究生態(tài)雨水系統(tǒng)在蘭州新區(qū)應(yīng)用的可行性。
　　SWMM是一個(gè)暴雨徑流管理模型，可以對(duì)單場(chǎng)雨或者連續(xù)降雨而產(chǎn)生的徑流水量和水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。收集和分析蘭州新區(qū)的降雨數(shù)據(jù)，研究該地區(qū)的降雨規(guī)律，將其作為SWMM的降雨模型。將一污廠雨水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，并且根據(jù)實(shí)地徑流情況將廠區(qū)劃分為不同的子匯水面積，將其作為SWMM的匯流—轉(zhuǎn)輸模型。實(shí)地檢測(cè)一污廠廠區(qū)土壤滲

3、透系數(shù)，其他不透水面洼地蓄水等參數(shù)值根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)得到，為SWMM提供徑流過(guò)程的地表下墊面模型。目前蘭州新區(qū)第一污水處理廠雨水排水管網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)規(guī)劃，通過(guò)SWMM軟件模擬廠區(qū)傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的徑流情況。實(shí)地檢測(cè)該廠區(qū)的自然雨水和地表徑流雨水水質(zhì)，分析研究該地區(qū)的雨水污染物濃度。為了對(duì)該廠區(qū)進(jìn)行生態(tài)雨水系統(tǒng)規(guī)劃研究，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)雨水花園、植草溝、下凹式綠地等生態(tài)雨水系統(tǒng)單項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行了小試，研究其對(duì)徑流雨水水量和水質(zhì)的去除效果。在此基礎(chǔ)上，對(duì)廠區(qū)進(jìn)行

4、生態(tài)雨水系統(tǒng)規(guī)劃，徑流雨水流入附近的下凹式綠地內(nèi)，超過(guò)下凹深度的雨水溢流至植草溝，植草溝將雨水轉(zhuǎn)輸至雨水花園，雨水花園內(nèi)的超高雨水溢流至市政管網(wǎng)。通過(guò)SWMM模型模擬廠區(qū)生態(tài)雨水系統(tǒng)建設(shè)后的雨水徑流情況。對(duì)傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)和生態(tài)雨水系統(tǒng)進(jìn)行徑流過(guò)程的水量、水質(zhì)分析，并且進(jìn)行建設(shè)運(yùn)行成本分析對(duì)比，研究生態(tài)雨水系統(tǒng)在蘭州新區(qū)第一污水處理廠應(yīng)用的可行性。
　　我們可以得到以下結(jié)論:
　　(1)蘭州新區(qū)的降雨數(shù)據(jù)研究表明，蘭州新區(qū)多

5、年平均降水量為322.8mm，降雨時(shí)間分布主要集中在5-10月份，占全年降雨量的89.53％，而其他月份降雨量較少。
　　(2)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)SWMM模擬結(jié)果表明，2小時(shí)降雨歷時(shí)情況下，1年重現(xiàn)期情況下管道就存在滿(mǎn)流情況。10年重現(xiàn)期開(kāi)始，廠區(qū)多個(gè)雨水井發(fā)生溢流。實(shí)際降雨過(guò)程模擬發(fā)現(xiàn)，降雨強(qiáng)度越大，廠區(qū)徑流峰值越大，徑流流量越大。徑流雨水污染物濃度測(cè)定結(jié)果表明，蘭州新區(qū)第一污水處理廠自然降雨大致滿(mǎn)足地表水Ⅴ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，徑流雨水水質(zhì)較差。

6、
　　(3)雨水花園小試結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)雨水花園的建設(shè)，徑流雨水水質(zhì)有了一個(gè)明顯的提高，雨水花園可以抵抗2年一遇的洪水災(zāi)害。植草溝小試結(jié)果表明，植草溝對(duì)于濁度、COD、氨氮、總磷均有很好的去除效果，并且隨著植草溝長(zhǎng)度的增大，其污染物去除率也越大。植草溝可以有效的減小徑流雨水總量，并且具有延緩了徑流到來(lái)時(shí)間的作用。下凹式綠地小試結(jié)果表明，下凹式綠地對(duì)于徑流雨水具有很好的去除效果，對(duì)COD、氨氮和總磷均有較高的去除率，1年、2年重現(xiàn)期情

7、況下，下凹式綠地可以調(diào)蓄全部徑流雨水，3年重現(xiàn)期情況下，下凹式綠地在雨水徑流后期會(huì)有少量雨水溢流。并且實(shí)際雨水調(diào)蓄作用和SWMM模型調(diào)蓄作用吻合度較高。
　　(4)通過(guò)SWMM模型模擬研究表明，1年重現(xiàn)期情況下，廠區(qū)不產(chǎn)生任何地表徑流雨水;從3年重現(xiàn)期開(kāi)始，廠區(qū)才會(huì)有外排徑流雨水產(chǎn)生。生態(tài)雨水系統(tǒng)具有削減徑流雨水總量，延緩峰值到來(lái)時(shí)間，減小徑流峰值流量的作用。實(shí)際降雨過(guò)程SWMM模型模擬分析表明，2016年全年，廠區(qū)不產(chǎn)生任何地表

8、徑流雨水，雨水全部下滲，涵養(yǎng)地下水。
　　(5)通過(guò)對(duì)不同雨水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析可以看出，生態(tài)雨水系統(tǒng)在水質(zhì)水量方面均優(yōu)于傳統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)工程造價(jià)約115.03萬(wàn)元，生態(tài)雨水系統(tǒng)工程造價(jià)約48.3萬(wàn)元，生態(tài)雨水系統(tǒng)在建設(shè)費(fèi)用方面也優(yōu)于傳統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)。
　　(6)將生態(tài)雨水技術(shù)應(yīng)用于蘭州新區(qū)一污廠，不僅可以減少洪澇災(zāi)害，減少污水廠雨水處理負(fù)荷，充分利用雨水資源，而且還可以提供景觀效應(yīng)，提高廠區(qū)綠化率。本課題的研究將為蘭