城市水环境综合治理存在的问题及应对措施研究.pdf

建设科技 57实 践 应 用城市水环境是一个复合生态系统，不仅对这个生态系统中的动植物产生巨大影响，还会对其周边的居民产生影响。如果有大量污水排入，此地区的水环境会快速恶化，水生动植物会大量死亡，甚至灭绝。如果水质发生恶化，就会含有大量的有害物质，如硫化氢等硫化物，并且区域会伴有刺鼻性气味，且有机硫化物具有挥发性。如果居民长期吸收有毒物质，可能会导致多种疾病，如癌变、畸形、突变等。根据有关数据显示，我国的水质污染问题仍然很严重，所以城市的水环境综合治理工作迫在眉睫。为了响应城市水环境治理工作，水污染防治行动计划城市黑臭水体整治工作指南对部分城市黑臭水体实行重点挂牌督办的通知河长治湖长制管理信息系统建设指导意见等多个水环境治理政策文件相继发布，但是面对城市水环境治理依旧存在着问城市水环境综合治理存在的问题及应对措施研究陈峥 陈滔 张振华 孟永帅 陈相果(中建五局第三建设有限公司，长沙 410004)摘要 水环境是城市运转和人民生活中必备的自然资源，所以城市水环境综合治理问题就显得尤为重要，水环境外源污染控制问题分为点源污染控制问题与非点源污染控制问题。本文对点源污染控制问题进行研究，提出整改排水设施，改造城市水流情况两项技术；对非点源污染控制引用了低影响开发理念，借助SWMM模型对LID设施方案进行模拟调整。关键词 城市；水环境；治理问题；应对措施；Research on Problems and Countermeasures of Urban Water Environment Comprehensive ManagementChen Zheng*,Chen Tao,Zhang Zhenhua,Meng Yongshuai,Chen Xiangguo(China Construction Fifth Bureau Third Construction Co.,Ltd.,Changsha,410004,Hunan)Abstract:Water environment is a necessary natural resource for the operation of cities and peoples lives,so the comprehensive management of urban water environment is particularly important.The problem of external pollution control of water environment,it is divided into the point source pollution control and non-point source pollution control.For the point source pollution control,the paper proposes the technical solutions of rectifying drainage facilities and transforming urban water flow.For the non-point source pollution control,the paper refers to the concept of low-impact development and uses the SWMM model to simulate and adjust the LID facility scheme.Keywords:urban,water environment,management problems,countermeasures题。如何实现城市水环境长期治理，还需要进一步研究1。1 城市水环境治理问题城市水环境污染主要是外部环境排入的污染物，其中包括了点源污染与非点源污染。点源污染主要是指生活污水排水口、工业污水排水口、雨雪污水排水口或合流制等点状排口；非点源污染与点源污染对比，具有很大的不确定性，并且分布很广，其主要是指雨水径流与农业面源。1.1 点源污染点源污染主要来源自城市中的排水管道。在城市的发展中，人们比较重视地上的发展而容易忽视地下的发DOI:10.16116/ki.jskj.2023.14.01358 建设科技特 别 关 注The Special Focus宜 居 住 房 和 环 境 治 理展，从而导致地下设施出现问题而难以被发现。同时，如今的城市开发程度较高，土地紧张，道路既要承担交通压力，又要承担管道设施的整改任务，相对来说比较困难。而许多的城市都将河道改成了河流渠箱，导致淤泥堆积严重，使水环境受到污染。又因为土地使用情况紧张，有的渠箱上方有建筑物，导致截污改造难度加大2。而大部分的城市排水管网建设的年代不同，会导致建设的标准不一致。面对城市的发展，人口的扩张，按照旧标准排放污水已经远远不能满足城市建设要求。特别是一些老城区排水系统经过长时间的使用，部分已经老化，排水能力更是不足以支撑新的建设标准。因为排水系统的老化与人们不规范排水导致了排水系统的破坏度更加严重，以及其他的偷排废水等问题都加重了水环境的污染。1.2 非点源污染城市污水中非点源污染的主要来源是雨水径流。下雨环节是区域性水循环的重要环节，在雨水的冲刷下，许多污染都会伴随着雨水排进受纳水体。随着城市的发展，土地开始硬化，导致雨水径流总量增加，对土地的负荷加大，对水环境污染也随之加重。而下雨时的空间和时间是随机的，所以由城市的雨水径流导致的污染具有很强的不确定性3。2 城市水环境治理问题的应对技术2.1 控制点源污染2.1.1 整改排水设施首先要定期对排水管道进行检查，根据管道的检查结果，把每个管道的问题进行分级分类。因为排水设施运行过程是一个动态过程，所以一定要建立一个完整体系，定期筛查，及时向有关部门反映情况。而被筛查出来破损的管道就失去了收集污水的功能，所以为了及时恢复，有效收集污水，减少污染，就要对之前所分的类别等级进行修复工作4。而管道的修复被分为两种：一种是开挖修复，另一种是非开挖修复。开挖修复就是需要对路面进行开挖，利用挖掘设施对路面进行开挖，找到管道的所在位置，对管道进行修复或者更换，操作后再把管道安装好填回之前的位置，把路面恢复。开挖修复这个技术的起源比较早，技术相对比较成熟，修复的效果很显著。非开挖修复就不需要在路面进行开挖，对交通的影响很小，并且具有周期短、安全性高的特点。相对开挖修复，非开挖修复更有优势。但是目前非开挖修复的操作范围是对局部进行修复，或是对整体修复起到辅助功能作用，遇到需要整体更换还是需要用开挖修复技术。为了更进一步改善水环境污染问题，要解决污水的直排、管线的错乱混接问题，所以必须要设定整改排水设施的计划。要及时对排水口的情况筛查、查缺补漏，根据实际情况制定合理有效的方案。积极采取措施，对污水进行有效地收集处理，改善城市水环境5。2.1.2 改造城市合流制溢流污染要改造城市的合流、溢流污染需要完善合流制管道系统。首先对雨污分流进行改造，许多城市在早期喜欢采用彻底的合流制改为分流制，虽然在部分发展水平较高、资金充足、合流制面积较小的地区采用大量的资金和人力完成了分流改造，但是在很多地区还是无法实现，导致大部分地区至今仍未完成。因此这种方法并不适用所有地区，还是要从源头进行改造。要全面考虑城市中各地区，各机关单位或工厂的排水情况，并对其进行充分地可行性研究，制定相应的有效措施。要综合考虑改造后的污染物总量，也要考虑投资的效益，更要评估在路面上的建设、改造会产生的各种情况，最后再制定一个系统的改造方案，有效施工。其次，是对清污分流的改造，城市在前期的水环境治理当中，多数采用了河道总口截污的方式，以在短期内达到快速截污的效果。但是进行截污的河道就会被污染，进而会影响到河道周边的环境，为了减少对周边环境的影响，要在河道总口截污的同时在河道上面加上一个盖板，用作合流渠箱使用。但是这种情况会导致一些雨水、河水等“清水”进入到污水的系统当中，这就需要用清污分流改造完善合流制管道系统来减少这种情况。先对河道两旁进行全面的检查，针对污水的排放处进行截污。再拆掉截污所用水闸并堵住出水口。还有一些污染物浓度低的排水应该先进行过滤，再进行降温，用这些简单的处理方式让它们达到可以排入地表的标准，然后进行排出6。2.2 控制非点源污染而雨水径流的污染早已受到多方面的关注，而国外已经有几十年的雨水治理发展史，所以总结国外的经验以每年的平均降雨量、次数与雨水径流总量作为控制指标，在雨水径流排入排水网之前，设置LID设施。LID设施是为了在源头设置分散式装置，来使城市开发后的雨水状态与之前相似。通过这个LID设施，可以有效地减少雨水径流的排放量，实现雨水的下渗、回用和净建设科技 59实 践 应 用化等问题，如图1所示。目前我国已经有一批城市设置了LID设施，该设施得到了一定的推广和利用。但是目前的LID设施大多数都是利用绿色建筑来实施的，其实LID设施的应用不只局限于此，其应用非常广泛。但是目前对LID的认识还不是很多，所以缺乏更多有效的应用。而有些花了大价钱设置LID设施仍然没有达到预期的情况，使城市对LID的使用并不积极，没有得到广泛使用。所以水环境的污染仍然很严重。图1 分流制排水系统增加LID设施示意图首先，提出低影响开发雨水的管理理念是在1990年。其意义是以小型、分散、绿色无污染的方式进行非点源污染的控制，并达到资源化利用的目的。利用低影响开发构建SWMM模型来优化LID设施，使LID设施的实施更有效。首先对SWMM模型的适用性作出分析，综合考虑地表的雨雪蒸发、融化等过程，以确定SWMM模型适用于优化LID设施。其次，对SWMM模型进行汇流原理和管网汇流的计算，设置SWMM的水动力参数。SWMM的水动力参数共14个，有些基本参数可以通过测量计算得到，见表1。SWMM模型的应用首先要收集整理基础数据，如排水管网、汇水区属性等数据。再对子汇水面积进行划分，并且做一个合理概化。再输入降雨数据，研究各区域的排水管道等资料，最后通过模型的计算分析得到雨水径流的总量和它的流量构成。在构建SWMM模型后，对LID设施进行优化，并有效地进行应用。在SWMM模型中建设LID设施，进行执行操作，根据结果反复进行对比，最终得到一个最优方案。对最优方案进行分析评估，利用所建模型实验，尽量优化，使方案可以在城市中实现，初步对LID设施进行布局，让城市在经济、技术允许的情况下实施，提升城市主动应用LID设施的积极性，让LID设施达到有效治理水污染的目标。表1 水动力参数表序号参数名称物理意义参数获取途径1Area子汇水面积地形图资料2Width子汇水面积漫流宽度地形图资料3Slope子汇水面积平均坡度地形图资料4Imperv子汇水面积不透水率土地利用类型资料5N-Imperv不透水区曼宁系数经验取值6N-Perv透水区曼宁系数经验取值7Destore-Imperv不透水区洼蓄深经验取值8Destore-Perv透水区洼蓄深经验取值9Zero-Imperv不透水区无洼蓄不透水面积比例经验取值10Conduit lengh管道长度管网资料11Con-Man管道曼宁系数经验取值12MaxRate最大下渗率土壤类型资料及经验取值13MinRate最小下渗率土壤类型资料及经验取值14Decay渗透衰减系数土壤类型资料及经验取值3 结语本文对城市水环境综合治理存在的问题及应对措施进行了研究，发现了水环境的治理问题主要来源于点源污染和非点源污染，针对点源污染提出排水设施的整改与控制合流制溢流污染两点建议，又因为当前的LID设施应用并不广泛，而LID设施又能解决非点源污染问题，故引用了低影响开发理念建造模型来优化LID设施，以达到对城市水环境治理的有效应用。希望本文的研究能够让城市治理水环境的问题得以有效解决。参考文献1 赵萍萍,徐效民,牛丽君.对水环境监测质量保证和质量控制的思考J.山西化工,2023,43(03):266-26