城市雨水管网优化与初期雨水污染控制研究
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摘 要 随着水资源的短缺局面不断加剧，城市建设用水量的不断增大，城市建设对于水资源的回收利用越来越重视，作为重要的淡水资源来源，降水每年带来的水量是十分可观的，尤其是在南方地方，雨季常常还会发生洪涝灾害，严重影响城市的正常生活和出行，因此，在城市化建设的过程中，越来越多的城市雨水管网开始建设起来，通过雨水管网来收集降水，以便及时处理地面积水，保证道路正常通行，同时，城市雨水管网建设中，通过有效的管网优化设计，实现对于雨水的有效回收利用，在这一系统中，初期的雨水污染控制最为重要，因此，本文分析了城市雨水管网优化的必要性，探究城市雨水管网优化和初期雨水污染控制策略，为城市雨水管网建设提供有效参考。
关键词 城市;雨水管网;优化;初期;污染控制
初期雨水进行处理相对来说会简单一些，还能省去很多不必要的麻烦，因此，在进行城市雨水管网的优化设计中，应该对于初期雨水污染进行有效控制设计，为提升雨水管网优化效益和雨水污染控制具有重要作用。雨水的初期冲刷现象具有不确定性，因降雨、汇水区域、污染物累计等条件的不同，径流污染物冲刷规律具有很大的随机性、多变性和复杂性，因此不能一概而论，必须对不同条件下的初期冲刷分别研究和讨论。需要关注的关键问题有包括初期雨水能否解决径流污染问题;专项规划、具体项目设计和建设中如何合理控制径流污染;径流管控的责任主体如何明晰;初期雨水控制有限的适用条件，这是做好城市雨水管网优化的有效方向。
1 城市雨水管網优化的必要性
1.1 提升城市雨水回收率的关键
城市雨水管网是专门针对降水收集的管道设计，这类管道的主要目标是对于城市中的降水进行集中收集，这样能够及时排泄降水，还能够方便对于降水的集中污染治理，通过技术手段，将降水通过处理后加以利用，减少城市生活对于淡水资源的消耗，将这些处理后的降水用到城市建设的其他方面，能够发挥降水资源的有效利用。目前的城市雨水管网设计上，会随着城市建设的进一步发展，暴露出一些不足和缺陷，这些对于城市雨水管网的效用发挥是大大不利的。因此，进行城市雨水管网的设计优化，对于城市雨水管网发挥作用，促进雨水回收效率提升具有重要意义。
1.2 提升水资源利用率的关键
传统的城市雨水管网的设计中，通过对于地面降水集中回收，将降水及时排泄出去，避免对于城市交通产生影响，但是这种管网设计往往忽视了降水的利用价值，且将大量的经受污染的降水排泄到相关的河道和湖泊中，也会进一步加重周边环境的污染，这对于城市雨水资源优化利用是大大不利的，对于环境也会产生不利影响。对此，加强城市雨水管网的优化设计，这对于进一步促进城市雨水管网系统优化，促进雨水管网对于降水资源的污染处理效益提升，促进水资源利用率提升都具有重要意义[1]。
2 城市雨水管网优化和初期雨水污染控制策略
2.1 减少城市综合径流系数
径流系数指的是在降水中能够形成降水集聚的径流数量，在进行城市化建设的过程中，要实现城市雨水管网的优化建设，需要在城市的绿化建设、景观建设、建筑建设等方面进行合理设计，将雨水径流作为主要的设计对象，并能够尽可能加大绿化、景观以及建筑面积，在相关的辅道、绿化带等区域进行透水面建设，从而实现对于雨水径流量的有效源头控制，这种通过减少城市综合径流量的方式来促进城市综合径流系数提升的办法，能够实现有效的降水污染源头控制，这种控制能够有效减少雨水外排的径流量，减轻市政排水压力，能够对于初期雨水污染进行有效控制，这样收集来的雨水质量较高，能够减轻降水污染处理工作难度，具有较好的使用效果，这是目前城市雨水管网优化的有效途径之一。
2.2 管控城市卫生，提升路面环境质量
雨水在达到地面后，就很容易将地面上的物质混合进去，让雨水产生污染，这样城市的路面越脏，降水水质就越差，因此，要做好降水的初期污染控制工作，需要从源头做起，在城市建设和管理中，将城市环境卫生作为重要管理对象，尤其是对于不透水路面的卫生环境要格外加强管理和清洁工作，针对城市道路、街道、小区等公共区域的垃圾要及时做好处理，不再低洼处进行垃圾站建设，针对雨水口的排水检查井以垃圾以及积泥等要进行清理，这样在降水来临时，就能够将污染控制在源头处，避免降水污染加重。
2.3 优化雨水管网设计，做好建设规划
城市雨水管网建设是近几年才发展起来的，很多城市的雨水管网也是刚刚才建设的，或是正在建设中的，在进行城市雨水管网的建设过程中，就要将初期降水污染治理和控制作为雨水管网设计的关键要素，在进行雨水管网的整体设计中，注重做好相关的雨水管网规划设计，立足于城市地下管网建设的总体情况，合理为雨水管网设计相应的结构和脉络，将降水集中区域最为重点雨水管网优化设计对象，在进行管网建设的过程中，注重做好对于整体地下管网的不干扰工作，尽可能的不损坏其他管网的建设，同时，在进行雨水管网的建设中，积极进行雨水管网的选材和设计，确保雨水管网的使用效益，防止管网腐蚀和生锈，造成对于降水资源的进一步污染，同时，要注重管网的收集效益，保证管道输水速度，防止在管网的降水回收中，速度过慢造成不能及时回收降水，造成地面积水增多，污染加重。在进行城市雨水管网设计中，除了要进行地下雨水管网设计，还可以开展地上管网设计，尤其是从高处进行雨水收集，这样就能避免雨水下落中受到污染，一般来说，天台、屋顶是最好的雨水收集区域，因此，在进行城市化建设中，通过有效的地上管道设计，能够让地上区域管道得到有效利用，发挥雨水初期水污染控制效益。
2.4 完善排水体制，优化排水系统
在进行城市雨水管网的建设过程中，要优化管网设计，促进初期雨水的污染控制，则需要做好雨水的排水体制建设工作，当前城市雨水管网建设中采用的排水体制主要包括直流式合流制以及分流制两种。前者是在没有污染处理的前提下对于混合的污水进行集中排泄，这是城市雨水建设中最初的管网设计类型，这样就会导致污水直接排水水体中，造成严重水体污染，降低水体的自净能力。要是将这些污水全部送到污水处理厂，这样因为降水的不确定性也会导致污水处理厂的建设规模以及处理能力无法有效达标，也会造成资源浪费。 而后者采用分流的方式进行雨水回收，通过将污水以及雨水分开进行回收来达到有效的污染控制目标，这种管网分流设计可以按照雨水和污水排水分离，一般这种分流的方式有几种，第一种是不完全分流，这种雨水管网中设计有污水排水系统，并没有有效的雨水排水系统，各种污水通过污水排水系统被送到污水处理厂，经过处理后进行排放，这种雨水管网一般会选择借助地形要素进行排出，这种不完全分流制受到了较大的地形限制，一般在地形平坦，在汛期时雨水容易呈倒灌的地区并不适用，对于初期雨水污染处理也不能有效实现。而完全分流排水系统中包含有污水排水系统以及雨水排水系统，雨水通过雨水排水系统进行水体总，也不能避免初期雨水的污染危害。而最后一種半分流制排水系统最为有效。这种雨水管网设计是对于不完全分流系统的一种优化设计，通过添加一套初期雨水处理装置，对于初期污染进行有效控制，这样就能有效减少后期雨水对于水体的污染，还能有效降低投资成本和运维管理费用。因此，在选择分流排水系统设计中，可以尝试使用这种半分流制的排水系统来优化雨水管网设计。
在城市雨水管网的控制措施中，一些城市采取管道截流的方式来进行污染处理，就沿海地区而言，多数截留点位置与海岸相隔较近，且排洪管渠底高程多低于平均海水潮位，常规截流方式，容易到最后海水倒灌入排洪管道，造成管线和设备腐蚀，且大量海水进入污水处理厂，将严重影响污水处理的正常运行。因此在进行相应的管道设计中，要重点做好以下几点设计工作：首先要确保新建截流系统不影响原有排洪沟的行洪能力;根据受纳水体水环境质量、污水处理系统和管网输送能力、区域污染程度和汇水面积等信息综合确定截流倍数;设置除砂除渣系统减少泵站泥沙淤积等，通过完善的管道设计，对于提升整体降水初期处理效果就有一定的依据[2]。
3 结束语
传统城市排水系统建设秉持“快速排除”和“末端集中”的理念，使得城市的排水管网随暴雨强度加大而不断扩建、反复加粗。针对频繁发生的城市内涝问题，做好排涝规划设计和相应排水系统的构建和优化，可在一定程度上缓解城市内涝现象。同时在污水与雨水方面，要加强管网系统优化，尽可能减少雨污合流现象发生，减轻后续处理的复杂度。目前的城市化建设中，雨水管网设计是提升城市水资源利用效率的关键，在进行城市雨水管网的设计中，要注重雨水的污染初期处理，要尽可能的降低污染处理成本，通过管网的优化设计，进一步提升城市排水系统的有效性，还能促进降水资源的再利用，发挥较好的环境保护功效。
参考文献
[1] 肖国军，张瑞峰，杨高伟.基于GIS（地理信息系统）的SWMM模型在城市雨水管网优化改造中的应用研究[J].四川建筑，2018，38（05）：237-239.
[2] 魏媛媛，李玲，阎轶婧，等.浅层调蓄设施对内涝提标改造贡献率的研究——以南湖小学改造工程为例[J].给水排水，2018，54（S2）：39-43.
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