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摘要：雨水口作为城市排水系统的重要组成部分，承担着及时排除地块雨水、保障城市水安全的重责。传统的雨水收集系统侧重预防洪涝灾害对城市的影响，而忽略了对径流污染的控制。本文通过近几年各类雨水口在住宅项目的应用实践，探究新型雨水口在城市水安全、水环境改善方面的适用条件、运行管理模式和发展趋势。
关键词：海绵城市 新型雨水口 应用实践
雨水口是在排水系统上用于收集地块雨水的构筑物，路面雨水形成自然径流后，首先通过雨水口进入管网系统再排入水体。传统型雨水口，一般采用单篦或双篦形式，其主要作用为快速排出路面雨水，保障城市水安全。而近年南方海绵城市建设，更侧重通过低影响开发设施缓解城市水安全问题，同时为改善水环境质量，减少初期雨水污染，基本都要求路面雨水均通过绿色生物滞留设施，下渗、净化后再排入市政雨水管网中。在此背景下，海绵型地块、道路中的传统型雨水口通常被要求封闭。
而在我国东南沿海城市，夏季超标强降雨天气频发，封闭雨水篦，单纯依靠绿色生物滞留设施和溢流口能否确保极端天气的积水及时排除，是需要时间的检验的。因此，宁波市青秀澜湾小区在海绵城市建设时，采用了截污型雨水口，在传统雨水口的基础上增加了截污挂篮，起到净化初期雨水的作用，并保障水安全。
一、截污型雨水口在住宅型海绵项目中的应用
宁波市青秀澜湾小区位于宁波海绵城市国家试点区，是试点区首个商品住宅类海绵项目，在项目建设过程中，为保障小区雨水的快速排放，且有效减少初期雨水污染，在建设绿色生物滞留设施的同时，对小区内的雨水口进行改造升级，在井内增加不锈钢材质的截污挂篮装置，板厚5mm，三面开槽作为溢流口，槽高5cm，起到初期雨水沉砂作用，沉淀后的雨水通过挂篮周围的溢流口排至雨水井中。
截污型雨水口施工难度、综合造价均较低，后期养护便利，可应用于雨水口新建和现状雨水口改造，沉砂效果明显。但通过水质监测数据显示，此类雨水口仅能起到初沉作用，类似于沉砂池，去除的污染物以树叶、泥沙为主，对初期雨水中的细颗粒悬浮物和溶解性污染物的去除率有限。
二、第二代净化型雨水口应用探索
根据实验表明，初期雨水中的径流污染与生活污水不相上下，为有效、简便的净化雨水，在截污型雨水口的基础上继续深化、延伸，形成第二代净化型雨水口。净化型雨水口是一种有效解决地表雨水径流污染的新型技术，该技术集雨水收集、污染物去除为一体，具有投资低、效率高、占地面积小、维护 简单、运行成本低、维护周期长等优点，出水可直接资源化利用，十分适合用于我国东南沿海地区。
净化型雨水口与截污型雨水口最大的区别，在于井中加入了滤料。路面雨水经收集后，通过物理格栅的初沉，去除大粒径污染物，在经过滤料层的二次过滤，去除雨水中的细沉颗粒、微生物、重金属等，再排至雨水管网中。
净化型雨水口施工难度低，可采用成品采购或现场制作，后期养护便利，一般1~2周一次，使用年限长，效果稳定，通过检测试验判断是否可作为绿色生物滞留设施的替代方案。
三、净化型雨水口与海绵设施效果试验
通过选取同场次降雨条件下（降雨历时≥30min），净化型雨水口与海绵设施（主要为绿色生物滞留设施）的下渗速率、出水SS去除率对比，判断净化型雨水口在雨水排放和水质净化中的使用效果。取样3次，每次取水量为1000ml，用于定量判断设施对径流污染的控制效果。
首先确定初始径流污染物浓度，公式如下：
——项目本底悬浮物浓度
——各典型下垫面人工降雨采样检测的平均外排浓度
——地块汇水范围内各典型下垫面的范围
1、净化型雨水口
在净化型雨水口的出水口取得水样进行监测，测试项目为CODcr、TN、TP，经净化后总去除率分别为54.55%、52.43%、51.25%，下渗速率为2000mm/h。
通过监测数据显示，净化型雨水口对于径流污染物的去除率较明显。待到大颗粒物质基本被过滤或溶解后，雨水口的滤料层能够持续对溶解性污染物的一定的吸附和去除，在流量一定的情况下，出水水质较稳定。
2、海绵设施
经取样试验确定，青秀澜湾小区的生物滞留设施的结构层参数如下：
（1）雨水花园由500mm厚生物过滤介质层，干铺聚酯无纺布200g/m，30mm厚碎石(粒径5~15mm) ,270mm厚碎石(粒径30~50mm,孔隙率约25%),盲管(DN100mm)组成。厚生物过滤介质层土壤混合物组成推荐为土壤比50%砂、 30%种植土、20%透水介质。
（2）生态植草沟由400mm厚生物过滤介质层，干铺聚酯无纺布200g/m，30mm厚碎石(粒径5-15mm), 370mm厚碎石(粒径30-50mm,孔隙率约25%)，盲管(DN100mm)组成。厚生物过滤介质层组成推荐土壤比50%砂、30%表土、20%椰糠。
（3）下凹绿地由400m厚生物过滤介质，干铺聚酯无纺布200g/m，30mm享碎石(粒径5~15mm)，260m厚碎石(粒径30~50mm，孔隙率约25%)，盲管(DN100mm)组成。厚生物过滤介质组成土壤比50%砂，30%种植土，20%透水介质。
注入取样水后，每隔5min测试一次，连续5次后，每隔20min测量一次，连续测量至少6次。
根据土层的渗透系数公式进行计算：
——试验土层渗透系数，cm/s；
——注入流量，L/min；
F——试环面积，cm2
四、结论
根据净化型雨水口和海绵设施的试验对比数据，可得以下结论。
1、路面雨水径流污染主要有SS、COD、TN、TP，SS可通过物理沉淀去除一部分，其他污染物均需通过介质净化。
2、路面雨水径流污染呈现明显的冲刷效应，即前几分钟污染负荷较大，随后明显下降，20分钟前后趋于稳定且数值较低；
3、净化型雨水口对于路面径流携带的大颗粒物质（SS）有较强截留功能， 对小颗粒物质和溶解性营养物质同样具有较好的过滤和吸附作用
4、净化型雨水口和海绵设施对于路面径流污染有明显的净化作用，CODcr、TN 和 TP 平均 最大去除率可分别达54.55%、52.43%、51.25%和59.87%、59.38%、56.25%，海绵设施的污染物去除率相较于净化型雨水口均较强一些。
5、净化型雨水口的下渗速率雨水口显著强于海绵设施，对于城市水安全更有保障。
6、净化型雨水口不仅可以实现径流污染的控制功能，还可以与其他功能如 蓄水池相连接，从而实现净化雨水的储存和再利用。
论文作者:刘丽君
论文发表刊物:《城镇建设》2019年11期
论文发表时间:2019/8/26
标签：雨水论文; 径流论文; 海绵论文; 厚生论文; 设施论文; 污染物论文; 粒径论文; 《城镇建设》2019年11期论文;