雨水水质污染的源头控制思路—以北京为例

张宗农

（河南建筑材料研究设计院有限责任公司 河南郑州 450002）

1　北京雨水污染物的特点[1]

北京1999年至2003年城区雨水径流的水质分析表明，雨水初期径流的污染物浓度（表1）远高于各场雨的平均污染物浓度（表2）。数据表明，不管是初期径流还是径流平均污染物浓度，不同的汇水面对天然雨水均造成了较大的污染；此外，不同的汇水面对雨水污染物浓度的增加的程度不同，不管是有机污染物还是悬浮物浓度，路面雨水远高于屋面雨水。屋面的类型对雨水悬浮物的浓度影响不大，但是屋面的类型对有机污染物浓度影响很大：沥青油毡屋面雨水中的有机污染物浓度是瓦屋面雨水的3倍左右。

表1　北京城区不同汇水面初期径流污染物浓度[1]

表2　北京城区不同汇水面径流污染物平均浓度[1]

对比相关数据，北京城区不同汇水面径流主要污染物的浓度均远高于德国、美国以及巴黎相应的污染物浓度，说明北京的非点源污染较为严重。在北京排水工程和集中污水处理设施日臻完善的今天，城市雨水径流污染负荷的比例将上升到12%以上（对中心建成区会超过50%）。因此雨水径流污染的控制日益重要，当工业和城市污水处理厂普及程度提高后，这一矛盾会更突出。

可持续发展理念已经应用到美国城市的雨洪管理中，借鉴美国的城市雨洪管理的管理模式，吸取其经验教训，对北京雨水水质污染的控制具有积极的意义。

2　美国城市雨洪管理的启示[2]

从时间上划分，美国城市雨洪管理经历了市政卫生工程、水量调控、水质管理和可持续发展四个主要时期，在每个时期中还存在着不同的发展阶段。城市不同发展历史阶段的主要矛盾、居民的主要需求、科技的进步等因素共同推动了美国城市雨洪管理不同历史阶段的产生、发展和演替。

作为城市发展的一般规律，在不同历史发展阶段美国城市面临的雨洪管理问题具有历史的再现性，其他发展中城市能够从美国城市雨洪管理的各个历史阶段中取得借鉴。美国在不同的雨洪管理阶段面对不同的目标总结了很多管理方法和技术模式，也取得了不少的经验和教训，其他正处于不同发展时期的城市均能够参考和借鉴美国已取得的这些雨洪管理成果。

在最小影响发展、精明增长、绿色基础设施等各种可持续的发展理念的影响下，美国的城市雨洪管理已经进入可持续发展时期。在源头通过分散的、场地尺度的技术手段与管理措施控制雨水水质污染正是雨洪管理可持续发展理念的重要体现之一，避免了涌现在流域尺度上的问题，而且在提高效果的同时大大减少了时间和经济成本。

3　雨水水质污染的源头控制措施的特点

3.1　不同控制措施对污染物的去除效果[3]

利用包含在 BMP（Best Management Practice）数据库中的固体、细菌、金属和营养物三大类评价污染物的指标，统计计算不同雨水水质控制措施（如：植物过滤带、生物蓄留池、植草沟、湿式滞留池、绿屋顶、透水铺面和人工湿地）的入流中值、出流中值以及平均去除率，结果如表3所示。

表3　不同控制措施对雨水污染物的去除效果

3.2　控制措施的使用区域特征[4]

面对具有不同结构、种类繁多的雨水水质控制措施，设计人员需要按照区域的场地条件以及对径流的消减流量的要求和对非点源污染物的处理要求，评估不同措施的实际径流削减能力、对非点源污染去除能力、空间需求后，综合考虑，选择符合区域场地特征的适宜的措施。

在评估区域的场地特征时，需要综合考虑区域的位置特点、土地条件、地下水特点、地形、地势、汇水区性质等对措施进行评估，选择适宜的控制措施。

表4　不同控制措施的能量及使用区域特征

4　雨水水质污染源头控制措施的布局[3]

根据区域的场地特征、雨水水质污染控制的目标以及场地的总体规划，选择适合的控制措施，而后考虑控制措施的布局方案。在方案布局时可以利用美国环保署（USEPA）开发的SUSTAIN模型作为辅助工具，利用GIS的空间分析能力进行选址和分析。在确定布局方案时，首先根据区域的特点规划设计汇水区内的控制措施的组合布局，建立不同的组合布局方案，然后模拟分析各个方案，取得各个方案的经济技术指标，最后按照成本和效益均衡均衡的原则选择最优的控制措施布局方案。

结语

综上，通过合理的选择雨水水质污染源头控制措施，优化源头控制措施的布局，可以提高雨水水质污染的控制能力，降低雨水水质污染物末端处置的难度，减小对水环境的冲击和影响。

[1]车伍等，国内外城市雨水水质及污染控制，2003，给水排水，Vol129，No110.

[2]张丹明，美国城市雨洪管理的演变及其对我国的启示，2010，国际城市规划，Vol.25,No.6.

[3]陈彦熹,基于LID的城市化区域雨水排水系统规划方法研究,2014,天津大学.第52页.

[4]USEPA.Preliminary data summary of urban stormwater best management practices[R].Washington,D.C.Office of Water,1999.