李志鹏，许田田
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430014
摘要：随着我国城市快速发展和对生态环保工作的重视，解决雨水径流污染问题成为构建水生态城市的前提。本文通过总结我国城市雨水径流污染的现状，分析雨水径流污染产生的原因，从源头控制、中途缓排和末端截流三个方面分别分析各种技术的适用情况。获得了适于老城区和新建城区防治雨水径流污染的多技术组合措施。
关键词：雨水径流污染，海绵城市，源头控制，中途缓排，末端截流
1 前言
随着城市化进程加速，城市范围和道路里程不断扩大，导致城镇雨水径流系数迅速增大，由此带来的雨水径流污染问题日益严峻。新建区域和老城改造的海绵城市措施一定程度上能够缓解雨水径流污染程度，而未改造的老城区仍然存在雨水径流污染问题。为更好地促进我国雨水径流污染防治，本文通过了解雨水径流的污染现况和防治措施，以此更好制定“一河一策”整治措施。
2 雨水径流污染的现状
2.1 污染来源及水质特点
雨水径流污染主要来自于屋面、路面、草地和林地，其中屋面和路面的雨水污染较为严重[1]。张湖川[2]分别对居住小区、市政道路、商业用地、广场用地和公共服务共5个功能区进行长时间监测，发现道路SS、COD、BOD5、TN、TP和Fe等指标在各功能区均为最大。吴金羽[3]对国内外城市道路雨水径流水质分析，雨水径流水质污染情况十分严重，国内径流污染水质指标明显大于国外，北方城市雨水径流的TSS显著高于南方。陈梦瑶[4]对北京市道路雨水径流溶解性有机物（DOM）化学组分进行测定发现，道路雨水径流DOM以疏水性组分为主，且交通密度越大，各化学组分中物质的含量越多和芳香化程度越高，而腐殖化程度越低。
2.2 雨水径流污染原因分析
造成雨水径流污染原因较多，其中道路的污染物种类和相应指标数值最大，Darren[5]研究发现道路产生最多的污染物是SS，其主要来自于车辆轮胎的磨损，运输货物的泄露等，交通越密集，污染程度越大。另外，结合《城镇污水提质增效三年行动方案》要求，全国多数地区已实施雨污分流改造，在合流管道改造同时逐步取消合流制溢流堰，保证雨污水各行其道，但长期未清掏的雨水管网中存在较多的沉积物，在暴雨强度较大时雨水冲刷并将沉积物携带至水体。
除各类地块雨水径流造成的污染外，运营管理粗放和居民的不良习惯也会加剧雨水径流污染程度。现状市政雨污水检查井标志错乱，导致群众无法区分雨污水管网。多数群众对城市雨污水管网最终流向概念模糊，洗漱、洗车和餐饮等污废水通过雨水篦子进入雨水系统，加剧雨水径流的污染程度。大多数城市实施雨污管网分流改造，但仍然存在因城市建设较早，建设管网分流概念滞后造成的大量混错接点的情况。
3 雨水径流污染的防治措施
削减雨天径流污染负荷，减轻受纳水体的冲击负荷，改善雨天水环境质量是雨水径流污染治理的核心目标。治理技术可分为源头控制、中途缓排和末端截流[6]。
3.1 源头控制
以往城市排水管网建设多采用合流制，旧城改造和新城开发建设改为分流制后，原排至污水管道的初期污染雨水改由雨水管网进入自然水体，通过多种源头控制组合措施，削减雨水径流污染。
3.1.1 绿色屋顶
绿色屋顶主要依靠土壤层和植物实现对屋面初期雨水的处理，在城市建设中有较积极的作用，可改善雨水水质、保留雨水和降低热岛效应。近些年在我国公共建筑开始推广应用，但居民住宅采用绿色屋顶很少。研究中发现，传统绿色屋顶不具有去除氮磷的功能，但在土壤中添加生物炭作为改良剂后，可增加对营养物的持留能力，可能为生物炭的多孔具有吸附作用，进行微生物的接种也可提高营养物质的去除能力。
3.1.2 透水铺装
透水铺装是一种典型的城市径流雨水管理的低影响开发措施，可有效增加透水面积，提高雨水的渗透量，减小雨水径流系数，对初期雨水具有一定的处理能力。全透性排水铺装方式主要用于人行道或者停车场，收集该区域的雨水径流，对区域外路面径流作用有限。半透性排水铺装方式主要用于交通量较大的高速公路和公路，技术要求更高，在城市建设中前者应用更为广泛。
3.1.3 初期雨水弃流
初期雨水弃流是指通过一定方法或装置将存在初期冲刷效应，污染物浓度较高的初雨截流去除，降低后续市政管网污染程度。弃流雨水应进行处理后合理排放，通常排入市政污水管网进行集中处理。住宅小区也可通过设置屋面雨水收集储蓄装置，利用屋顶较干净雨水作为小区绿化浇灌和道路喷洒用水，降低小区雨水径流，同时节省小区公共用水。
3.2 中途缓排技术
常用技术有植草沟、生物滞留池和下凹式绿地。
3.2.1 植草沟
植草沟是指利用景观中设置特定植被系统的排水沟渠，通过植草沟的滞留、过滤和吸收作用，去除初期雨水径流的颗粒和部分溶解性污染物。雨天时，水力停留时间越长，颗粒性污染物的去除效果越好。实际工程中，标准传输植草沟的水力停留时间一般为6-8分钟，同时考虑到雨水流量和建设成本，植草沟的最小长度为30m。
3.2.2 生物滞留池
生物滞留池是通过填料与植物根系组成的具有过滤和吸附作用的系统，利用植物根系的吸收作用来净化雨水，微生物系统分解雨水中的污染物，并可暂存一定量的雨水，削减地表洪峰流量。生物滞留池通常设置于市政道路两侧，采用开孔的道牙，代替传统的绿化带，通过设置防水设施以阻挡雨水对路基的影响，多余的雨水通过特定管道排放至市政管网系统。研究表明生物滞留池对雨水径流中的SS、营养物质、重金属、油脂类和致病菌都有一定的去除作用[7]，同时雨水对道路中央分隔带树木具有浇灌的作用。
3.2.3 下凹式绿地
下凹式绿地是指人工建成凹陷的绿地生态系统，种植一定水生植物，具有储蓄雨水和处理初期雨水作用的景观系统。通过研究北京市不同汇水面积的雨水径流，计算绿地的动态径流系数及绿地系统对径流的削减作用，模拟不同暴雨强度下凹式绿地对雨水径流的削减作用，绿地系统径流系数呈现先增大后减小的趋势，最后趋向于稳定[8]。李港妹[9]对不同暴雨重现期下的下凹式绿地雨水渗蓄率、临界下凹深度和临界面积比例进行计算，结果表明当暴雨重现期为3、5和10年时，在研究区实施两种不同的下凹深度（0.15、0.2m）和不同的下凹式绿地率（20%~15%）的建设方案，拦蓄效果和削减效果均能达到99.92%以上，下凹式绿地对城市地表径流调控效果显著。
3.3 末端截流技术
老城区的雨水径流污染控制主要采用末端设置雨水调蓄池对初期雨水进行收集调蓄，该方式是最有效的雨水径流污染治理方式。收集的初期雨水通过人工湿地或者输至污水处理厂处理来减少雨水径流对自然水体的污染。
雨水调蓄池对区域雨水流量和初期雨水污染治理都具有良好的控制效果，调蓄池布置要适度分散，以提高其空间利用率。同时，区域雨水调蓄池尽量串联布局，雨水调蓄池数量越多，对雨水峰值流量和初期雨水污染的削减效果越好[10]。
4 结语
通过源头、中途和末端技术均可对雨水径流污染进行削减。针对老城区宜采用末端设置调蓄池为主，结合以老旧小区改造为契机的源头改造治理为辅的方式，可以有效地削减初期雨水的污染，同时加快城市雨污分流，合理运维市政管网系统，强化群众排水理念宣传，降低雨水径流污染程度。
针对新建城区，以源头治理和中途缓排技术为主，以末端调蓄为辅的方式，多设置绿地植被等景观设施，合理规划城市水生态系统，道路设计时多考虑植草沟和生物滞留系统等直接处理系统，最大程度上将道路径流污染物滞留在植物系统内，将促进雨水资源合理利用，构建和谐美好的生态城市。
参考文献：
[1] 任玉芬.城市不同下垫面的降雨径流污染[J].生态学报，2005，25(12)：3225-3230.
[2] 张湖川.海绵城市建设初期雨水径流污染特征及削减率研究[D]；重庆：重庆理工大学，2019
[3] 吴金羽.国内外城市道路雨水径流水质研究现状分析[J].资源节约与环保，2014(4)：38-41。
[4] 陈梦瑶.北京市道路雨水径流溶解性有机物化学组分特性[J]. 环境科学，2020，41(4):1709-1715