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1、 2 0 1 4年 2 月第 2 期 城 市道桥 与防洪 防洪排水9 3 表 1 地面径 流污染 物浓度与 城市污 水厂进水水 质 比较 2 2人工湿地工艺流程 针对 以上问题 本次设计采用利 用人工湿地 技术处理初期雨水 系统可分为四个部分 预处理 区 进水缓冲区 湿地处理区和雨水滞留区 汛期雨水 经管道收集排人调节池 池前设置 筛 网用 于拦截颗粒物大 的污染物质 并通过调节 池具有调节水量 稳定出水的功能沉降水流中夹 带的悬浮物 减轻对后续工艺的冲击负荷和水力 影响 出水进入缓 冲区 本次设计采用表面水平流 人 工湿地 以天然泥土 为基质 具 有 自由水 面 人 工适 当辅 以布水 基底
2、修 复等措施 该 区域具有消 能 沉淀 稳定出水的功能 经初步处理过的雨水 流人湿地处理 区 该 区域 为复合式潜流人工湿地 本次设计为两级湿地串联 处理单元并联组成 单 个湿地 由湿地防渗膜 自上 而下设置 的砾石 粗砂 和种植土 湿地植物 集配水系统及导膜管等构 成 能够大量削减或去除雨水径流污染物负荷 大 部分污染物在此区得到降解 最后水流进入由景 观塘 或氧化塘等构成的滞 留区 水体 中的营养物 质得到进一步去除后流人收纳水体 在 非汛期 由湖边泵 站提升湖水进入湿地 对 湖水水质实施净化再 回流人湖 使湖水循环起来 起 到改善湖水的 目的 2 3人工湿地主要技术指标 2 3 1降雨径
3、流 的水质的确定 对降雨径流中污染物浓度的充分了解对人工 湿地技术设计十分重要 降雨径流中主要污染物的浓度因在不同径流 过程 和一 次径流过程中因径流类 型 径流范 围和 其他一些因素的不同而存在差异 为充分了解降 雨径流的水质特征 需要定期监测汇水区降雨径 流 中 污 染 物 浓 度 如 径 流 中 C O D B O D S S N H 4 一 N T N T P的浓度 及其 与两 次降雨 间 隔时 间 的关系 2 3 2人工湿地容积 在美 国 加拿 大 欧洲 湿 地体 积大致 等于来 自不透水路面 1 3 mm的径流量 大约能收集 8 0 9 0 的径流量 有研究认为 湿地 的最佳储存容
4、积 应当是使汇水区达到 1 3 m m水位的容积 有效去 除的最小 储存容积是使 汇水 区达 到 6 m m水位 的 容积 储存容积可用式 1 计算 V C y A 1 式 中 湿地的储存容积 C 系数取 1 0 y 汇水区的设计水位 m m A 汇水 区的表面积 h m 考虑到经济等方面因素本次设计水位取 6 m m 经计算湿地的储存容积为 4 2 0 0 0 m 2 3 3水力停 留时间 水力停留时间是人工湿地设计中一个重要参 数 其受湿地长度 宽度 植物 基地材料渗透率 水深和水力坡度等因素影响 根据研究数据表明 一 般水力停 留时间最大不超过 2 4 h 暴雨期间至 少应有 3 0 m
5、i n的水力停 留时间 以保证处理效果 水力停 留时间达到 1 O 1 5 h就可以达到很好的处 理效果 2 3 4植物的选择 在人工湿地技术 的应用 中 水生植 物的选 择 使用是这一技术能否正常发挥污染治理效能的关 键所在 降雨径流 的随机性 和突发性 等特 点也 给 人工湿地 技术选择 水生植 物提 出了特殊要求 在 雨水径流处理程度和 p H值 对污染物有较好的去 除效果 有广泛用途或较高的经济价值 从很多研 究实验结果 和实际应用效果看 利用人 工湿地处 理初 期雨 水技 术应 用 效果 较好 的水 生 植物 有 芦 苇 灯心草和香蒲 香蒲在水深 0 1 5 m处为优势 种 芦苇可在
6、水深 1 m左右 的条件下生长 当水 生 植 物不适应 生活环境 时 需调整植物种类 或变换 水位 另外杂草的过度 生长会影 响湿 地植 物的生 长 定期除草可增强湿地的净化功能和经济价值 2 3 5基质的选取 基 质是指在人工湿地床体 内用 以提供人 工湿 地植 物与微生物生长并对 污染物起过 滤 吸收作 用的填充材料 有砾石 土壤和砂子等 雨水径流 湿地系统多采用 砾石作 为填料 由于砾石缺乏营 养 需在上 面覆盖 1 5 2 0 c m的有机 土壤 填料本 身成分对生 物处理影 响不大 但 含钙 铁 铝 等成 分的填料 有利于离子交换 通过离子 交换可将暴 雨径流 中的污染物截 留后再续
7、 降解 为加强湿地 初期的除磷能力 在湿地建造中可选择含钙 镁丰 富的介质作为填料 因此选择合适的人工湿地基 9 4 防洪排水 城 市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 2 月第 2 期 质 是构建人工湿地 提高人工湿地净化能力 的关 键措 施 2 4人工湿地对水质 的改善情况 2 4 1对有机物的去除效果 人工湿地对有机物有较强 的处理能力 不溶 性有机物通过过滤可从污水中截 流下来 被微生 物加 以利用 可溶性有机物则 可通过微生物 的吸 附及微生物的代谢过程被去 除 在进水浓度较低的情况下 B O D C O D S S的 去除率分别能够 达到 8 5 一9 0 8 0 7 0 2 4 2
8、对氮 磷 的去除效果 湿地系统中因植物根系对氧的传递释放 使 其周 围的环境 中依 次出现好 氧 缺氧 厌 氧状态 保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作 为营养吸收 而且还可 以通过硝化 反硝化作用将 其除去 最后湿地系统更换填料或收割栽种植物 将污染物最终除去 在进水浓度较低的情况下 N P的去除率分 别能够达到 6 O 9 0 3 人工湿地的社会效益 利用人工湿地处理初期雨水不仅是一项保护 环境工程 还是一项水资源综合利用工程 该项 目 是一项建设文明城市 为子孙后代造福的公用事 业工程 其社会 效益有 以下几点 1 该 工程实施 后 可改善 武烈河 水质 改善 汇水湾小区周边环境
9、提高卫生水平 保护人民身 体健康 2 该工程的建设 可改善承德市的投资 旅 游环境 可吸引更多的外商投资 促进承德市经 济 贸易和旅游业的全 面发展 3 该工程是把承德市建设成为一座风景优美 经济繁荣 社会稳定 生活方便的现代化 山水城市 的基础设施 其社会效益十分显著 4 结语 本次设计将人工湿地技术纳入城市雨水处理 系统 将雨水通过湿地处理后再行排放 能够有效 改善排出雨水的水质状况 同时被称为 地球之 肾 的湿地建设对改善城市水环境 和生态环境 提 高环境空气质量 增强城市景观功能 维持城市生 态的 良性循环具有重要意义 参考文 献 1钱嫦萍 陈振楼 曹承进 等 人工湿地技术削减雨水初期
10、径流污 染负荷研究进展 j 华东师大大学学报 2 0 1 1 1 5 5 6 2 2 罗 文斌 雨 水 生态 湖 泊 利用 系统 J J 城市 道 桥 与 防洪 2 0 1 0 7 6 6 6 7 3 国家林业局 中国湿地保护行动计划 z 上接 第 8 7页 计洪水流量见表 3 采用沟道平均坡度为 1 0 沟道 平均宽度按 1 k m的情况进行计算 表 3 陇南某城区设计洪水流量 通过计算 暴雨推理法在 3 0 k m 时与径流形成 法一致 1 0 k m 以内计算偏大 而城镇建设主要流域面积集中在 1 1 0 k m 由 于小城镇建设缺少城建经验法 结合上面计算建议采 用径流形成法计算 1
11、0 k m 以内沟道洪水较为合理 特别强调的是通过上述公式计算所得为计算频 率的清水流量 确定洪水流量时应乘以增大系数 同 时要考虑沟道堵塞系数 如果城镇沟道 已经疏通治 理 可按轻微堵塞考虑 一般采用 1 0 1 2的系数 5 结论 通过计算 比较陇南某城区小流域洪水流量采用 径流形成法能较好地与当地城建经验公式计算数据 吻合 暴雨强度推理公式在流域小于 1 0 k m 计算中 数值偏大 计算结果为该地区小桥涵孔径设计及小 流域防洪设计措施的实施提供力有利的依据 最大 限度地减少小流域暴雨洪水灾害造成的影响 参考文献 1 许念曾 桥涵水文学 M 北京 中国铁道出版社 1 9 8 9 2 黄新 金菊 良 李帆 桥涵水文 M 北京 人民交通出版社 2 0 0 6 3 刘光文 水文分析与计算 M 北京 水利水电出版社 1 9 6 3 4 J T G C 3 0 2 0 0 2 公路工 程水文勘 测设计 规范 S 1 2 0 0 2 5 5 王博 催红霞 城镇小汇水面积设计洪水计算方法比较 J 中国 农村水 利水 电 2 0 0 9 1 0 8 4 8 6 6 叶凌云 曾小东 J 流域洪水计算及防洪措施 J 1 浙江水利水电 科学 学校学报 2 0 0 8 9 3 9 4 2
