焦点提醒：海绵城市扶植中径流污染节制与排水防涝系统优化 项目团队消息 项目主管：任希岩、吕红亮 项目构成员：在德淼、张中秀、吴岩杰、李智旭 本文为中规院（北京）计划设想公司 导 言 城市在快速成长中呈现了一系列“水的问题”，包罗水资本欠缺、水情况污染和城市内涝。国度对上述问题高度正视，提出了一系列扶植要求与政策，包罗海绵城市计划扶植、黑臭水体管理、排水防涝、污水处置提质增效、城市双修等。在政策履行中，要特殊留意：处理水系统问题需要多方针导向、分析掉策和随机应变，按照本地天然经济状态、扶植前提和水系统具有的问题，制订有针对性的计划和扶植方案，标本兼治，避免一美金切、三板斧和抽象项目。 2017年，天津市入选国度海绵城市扶植试点城市，共两个试点区，此中解放南路片区是此中之一。中规院（北京）计划设想公司生态市政院全进程介入了天津市海绵城市扶植计划和手艺征询工作，从国度试点区申报到海绵城市扶植专项计划，从解放南路片区海绵城市扶植系统化方案到海绵城市扶植手艺征询办事，办事天津市海绵城市扶植带领小组办公室，为天津市海绵城市扶植供给了手艺保障。下文是项目组在 “解放南路片区海绵城市扶植系统化方案”中，针对天津市解放南路片区具体环境，做出的海绵城市扶植摸索，为落实国度对试点区海绵城市扶植要求，实现海绵城市扶植方针，切实处理解放南路片区中具有的内涝积水和河流水情况污染等问题供给了手艺撑持。 01 扶植环境与前提 天津市中间城区解放南路试点区总面积16.7平方千米，属老城区革新区，此中建成区面积约为13平方千米（含老工业区、公建和栖身），不透水地面面积占比力高。 近况特点1：地形相对低平、地表排水组织不较着 解放南路片区地形相对平展，高程不跨越3.5米，此中北部和南部地形较低（1.9~2.5米），中部地形较高（2.5~3.5米）。70%的地域坡度不跨越6°，是以地表雨水汇流进程相对平缓。城市建成区首要经由过程管网泵站排水，地表排水特点不较着。 近况特点2：地下水位高、泥土透水性弱 试点区地下水埋深为0.8~2米，地下水位较高。泥土类型以黏土、粉土为主，渗入性多为微透水、弱透水、不透水。 近况特点3：闸泵连通河流、水系活动性差 天津市位在海河道域结尾，市内水网密布，多为人工排水河流，海河为一级河流，中兴河、长泰河、外环河为二级河流。 按照分歧降雨级别，1、二级河流之间经由过程闸阀进行排水调剂：中雨时，开外环河闸，连通中兴河-长泰河-外环河排水；年夜雨和以上级别，河流水位超高，影响泵站排放时，开启河口闸门，向海河排放，没法自流时，封闭闸门，开中兴门河口泵站向海河排水。 闸阀持久闭合，水系活动性较差：由明珠、四新桥、中兴河三座取水泵站从海河取水经南运河、津河、卫津河、长泰河、中兴河终究经外环河排入环外。 近况特点4：河流水质逐年改良，但仍不知足水功能区划要求 自2015年海绵城市扶植实行以来，中兴河水质呈好转趋向，化学需氧量、氨氮2018年均值比2015年均值别离降落了16%、10%；长泰河河水的化学需氧量2018年均值比2015年均值上升了9%，氨氮2018年均值比2015年均值降落了22%。可是，解放南路中兴河与长泰河水质整体环境为V类水，不知足水功能区划IV类水要求。 近况特点5：分流制强排系统，泵站设想尺度偏低 近况排水体系体例为雨污分流制，雨水排放首要依托泵站强排。泵站设想尺度偏低（设想尺度仅为一年一遇），且3座泵站排水能力不达标（达不到一年一遇的设想尺度），终究致使排水不顺畅。 近况特点6：具有雨污合流小区、片区管网错接混接20余处 部门老旧小区缺少雨水管网，仍为雨污合流，片区内管网具有较着混接错接的点位有20余处。 近况特点7：雨污水管网根基呈满流状况，泵站高水位运转 旱季时骨干管雨水查抄井布满水，井内水位距地面仅0.8~1.2米。井内水质较差，呈黑臭状况。我们猜测，这是由初雨污染、合流制小区、雨污水管网混接等问题酿成的。 污水管网系统满负荷运转，无力处置水质较差的雨水。市区污水管网已显现满流状况，污水厂满负荷运转，不克不及实时处置管网内雨水。且片区具有泵站串接环境，片区距离污水厂也较远，排水坚苦。 02 问题缘由阐发 2018年7月24日台风安比形成天津市特年夜暴雨事务，将城区具有的首要问题与矛盾凸起闪现出来。 问题1：雨水排放与污染——水情况与内涝 台风安比所酿成的天津市特年夜暴雨降雨用时约12个小时，中间城区规模最年夜24小时降雨量约160~240毫米，重现期为10~50年一遇。 在特年夜暴雨事务中表露出的首要问题包罗： （1）河流水体呈现黑臭：津河、中兴河、长泰河等二级河流雨后4小时后呈现较较着的黑臭现象。 （2）城市内涝问题凸起：中间城区积水片区77处，18处地道断行，最严峻片区积水跨越36小时，特殊是沿河片区内涝更加严峻。 问题2：雨水径流排放致使水情况污染 雨水径流污染是天津地表水体污染的重要污染源，污染物总量中，COD占40%，SS占90%。受合流制小区、雨污混接、初雨径流污染等身分影响，解放南路地域旱季水体水质较差，整体呈劣五类。河流收纳雨水径流后水质超标严峻，色度和消融氧显著下降，SS、COD、BOD5、氨氮、总氮、Cr、Cd、Pb、挥发酚、LAS、粪年夜肠菌群显著增添。 首要缘由 （1）天然本底前提层面，具有雨量年夜、地势平展、雨水渗入前提差等问题。 （2）计划设想扶植层面，具有管网泵站尺度偏低，部门管道和泵站受扶植时序、拆迁等影响系统毗连不畅，也具有雨水管网混接问题。 （3）城市运转治理层面，具有城市备用水源地海河限排（一级河流）、排水泵站限排（排水份区）、管道排水无弹性空间等问题。 此中城市运转治理层面的问题值得沉思：管网水质缘由引发的河流水情况和内涝问题，这是“排”与“控”和“量”与“质”之间的冲突。 03 雨水径流污染节制 针对上述问题，试点区系统化方案提出了“以净为主、滞排连系”的海绵城市扶植模式，处理雨水排放污染、减缓内涝积水问题，统筹雨水径流节制。本文重点讲述雨水径流污染节制方案。 实行方案建立的雨水径流污染节制系统，涵盖泉源、进程和结尾节制办法。年夜沽南路分区早期雨水经由过程泵站晋升排至跨区域截污干管；太湖路分区、解放南路分区、郁江道分区和洞庭路分区操纵周边绿地空间别离扶植分离或集中的调蓄净化举措措施；中心绿轴分区作为生态绿色空间，起到周边分区径流污染节制和调蓄超标雨水的感化。 1 泉源径流污染节制 在泉源节制区展开径流污染节制举措措施扶植。建筑小区和城市道路经由过程透水铺装、下凹绿地等低影响开辟举措措施，对早期雨水进行滞留净化；革新合流小区排水管网，削减入河径流污染物；对有前提道路，经由过程在绿化隔离带试点扶植卵石坑、渗井，将路面雨水引入进行过滤，削减径流污染；对雨水管网的混错接进行革新，包管污水不进入雨水系统。 连系地块扶植前提和天津市对地块道路扶植项目标年径流总量节制率要求，计较试点区内各海绵城市扶植分区的泉源节制径流深度，此中年夜沽南路分区为18.8毫米，太湖路分区为19.1毫米，解放南路分区为17.5毫米，郁江道分区为20.2毫米，陈塘分区为19.6毫米，浯水道分区为20.3毫米，洞庭路分区为19.4毫米。泉源径流污染削减首要由建筑与小区、城市道路、公园绿地扶植项目中低影响开辟举措措施实现。 2 进程和结尾径流污染节制 初雨调蓄净化池功能与结构 解放南路片区首要经由过程调蓄池实现径流污染节制，统筹雨水调蓄的功能，计划设置四个初雨调蓄净化池。 计划在太湖路分区雨水泵站扶植初雨调蓄池，泵站搜集初雨经调蓄池净化后，一部门存入清水池，一部门排入中兴河。操纵中心绿轴海绵公园扶植项目，在北端和南端别离扶植初雨调蓄池，北端净化解放南路分区、郁江道分区早期雨水，南端净化洞庭路分区早期雨水，雨水净化后作为公园景不雅和绿化用水。在洞庭路分区中段，扶植中端初雨调蓄池，初雨经调蓄后送入污水处置厂进行净化。 初雨调蓄净化池尺度 分析参考《室外排水设想规范》、《城镇雨水调蓄项目手艺规范》、《天津市海绵城市扶植手艺导则》等尺度规范、天津雨水径流污染转变趋向与海绵城市扶植方针，采取调蓄径流深尺度为8~10毫米。 洞庭路排水系统初雨调蓄池 以洞庭路系统为例，系统收水规模为501公顷，泵站排水能力13.92立方米/秒。方案采取分级调蓄，计划洞庭路中端初雨调蓄池，下降后端系统压力，有用容积3440立方米，初雨调蓄后就近排入旁边d600的污水干管。 计划在中心绿轴海绵公园南端扶植初雨调蓄池，净化洞庭路分区早期雨水。采取管道将初雨从雨水泵站运至调蓄池，对雨水进行调蓄净化回用，雨水经净化处置后回用在中心绿轴公园。调蓄池有用容积约20000立方米。初雨调蓄池净化工艺为快速沉淀池与人工湿地相连系。 洞庭路中端调蓄池设想方案摹拟 基在天津雨型和模子软件对洞庭路中端调蓄池在分歧降雨事务中的运转状态进行摹拟。当降雨量小在等在11mm时，雨水全数搜集至调蓄池，雨水径流污染全数节制，调蓄水量1300~5356m3，总调蓄量42120m3。当降雨量为11~25mm时，雨水将调蓄池根基布满，径流污染绝年夜部门获得节制，单场降雨调蓄水量6292m3，总调蓄量125840m3。当降雨量为25~50mm时，雨水将调蓄池布满，雨水径流污染可获得有用节制，单场降雨调蓄水量6292m3，总调蓄量18876m3。在上述降雨事务中，初雨可获得有用节制。在特年夜暴雨事务中（20年一遇即107mm降雨；50年一遇即123mm降雨）环境下调蓄池将快速被蓄满，调蓄池布满时候短在管网远端集水与管道风行时候，是以管网远端初雨污染不克不及有用节制。 特年夜暴雨情境下调蓄池节制初雨污染环境 04 雨水排水系统调剂运维优化 经由过程初雨调蓄池的扶植，进一步优化调剂雨水排水系统运转调剂： （1）无降雨时，雨水泵站不开启，连系泵站前池水位，启动调蓄净化池系统，向公园绿地弥补景不雅用水，保障降雨时泵站低水位运转启动（腾空管网积水）。 （2）降雨强度到达细雨和小到中雨级别时，1、二级河流沿线雨水泵站不开启，开启雨水调蓄净化系统，对雨水净化调蓄。 （3）降雨强度到达中雨级别时，部门低凹地区会呈现积水环境。一级河流沿线雨水泵站不开启，二级河流沿线雨水泵站遇积水环境可开启，启动调蓄净化池系统。 （4）降雨强度到达中到年夜雨级别，降雨强度跨越排水设想尺度，低洼易积水地域会呈现较严峻积水。一级河流沿线雨水泵站遇积水环境可开启，二级河流沿线雨水泵站可全数开启。 （5）降雨强度到达年夜雨和以上级别时，降雨强度远超排水设想尺度，低洼易积水地域会呈现严峻积水。此时沿1、二级河流雨水泵站全数开启。 颠末上述系统运营调剂优化，可有用下降水系污染风险、增添“调蓄”弹性空间、更利在绿化莳植。将泉源削减（地块LID）、进程节制、结尾调蓄（泵站+调蓄池）等一系列海绵扶植办法代入水文管网模子中进行摹拟，可不雅察到2年一遇3小时降雨（76.2mm）和5年一遇3小时降雨（94.9mm）所发生的内涝均能获得有用减缓，有助在实现“中雨不积水、年夜雨无风险”的方针。 05 思虑与瞻望 海绵城市扶植起首要摸清家底，跟尾好计划与设想，对近况前提清晰，要从设想的角度动身去斟酌近况环境，计划方案要沉下去并接地气。其次要找准问题，处理首要矛盾，在海绵城市扶植中要明白首要方针，从诸多问题中牵住牛鼻子，找准问题发生的本源，要避免就问题说问题，只顾概况现象，要兼顾斟酌分析缘由。再次要优化系统调剂，提高举措措施操纵效力，从计划、设想、扶植和运维多角度斟酌方案的公道性，把海绵举措措施的功能阐扬到最年夜化，重点凸起海绵城市扶植的运转结果。最初，海绵城市扶植要经济可行，均衡投入与结果，切忌不斟酌本钱问题，弄一美金切，而是要斟酌分析效益。 项目团队消息 项目主管：任希岩、吕红亮 项目构成员：在德淼、张中秀、吴岩杰、李智旭 本文为中规院（北京）计划设想公司
解放南路试点区计划用地结构
城市内涝照片
三个泵站出水样品
泉源、进程和结尾径流污染节制系统
初雨调蓄净化池结构
中雨不积水
年夜雨无风险
已群发动静
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