控制面源污染的分流制雨水調(diào)蓄池優(yōu)化研究.pdf

1、時至今日，降雨初期所形成的面源污染在污染物排放重量中所占比重越來越高，控制面源污染已經(jīng)刻不容緩。在眾多控制面源污染的工程措施中，雨水調(diào)蓄池作為系統(tǒng)末端的關(guān)鍵設(shè)施其重要性不言而喻?，F(xiàn)行的控污雨水調(diào)蓄池設(shè)計公式中參數(shù)的選取主要依賴經(jīng)驗，無法依照當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。尋找方便、準(zhǔn)確的控污調(diào)蓄池設(shè)計方法是非常有必要的。
　　本研究在前人研究基礎(chǔ)上，對現(xiàn)行經(jīng)驗計算公式進(jìn)行改良研究，并嘗試建立控污雨水調(diào)蓄池優(yōu)化設(shè)計技術(shù)框架體系，使研究人員

2、可以更加全面的對分流制下雨水調(diào)蓄池的系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行綜合的優(yōu)化設(shè)計和決策。主要包括以下結(jié)論:
　　(1)基于現(xiàn)行的降雨量估算調(diào)蓄池容積的計算公式基礎(chǔ)上，結(jié)合其他研究人員驗證的降雨量-徑流系數(shù)、降雨量-徑流污染物濃度關(guān)系函數(shù)，構(gòu)建了以既定污染物削減率及當(dāng)?shù)叵聣|面實際參數(shù)為基礎(chǔ)的面源污染控制分流制雨水調(diào)蓄池計算公式-P％)[ln(1-P％)+Bk']V=10Fβ/k' ln(1-P％)[ln(1-P％)+Bk']/Ak'-CBk'-Cln

3、(1-P％)]
　　其中:k'、A、B、C參數(shù)可參考本研究所提規(guī)程，經(jīng)當(dāng)?shù)貙嶒灤_定。
　　(2)在設(shè)定參數(shù)條件的基礎(chǔ)上，考察五種代表性下墊面對調(diào)蓄池設(shè)計池容的影響。在匯水面積及污染物削減率相同條件下，所需池容大小依次為:SBS＞不透水磚＞水泥路面＞草地＞透水磚，下墊面的透水性和含滯能力有利于減少控污所需池容。
　　(3)通過對比水泥和草地兩種下墊面上削減率增長相同幅度時的池容增長規(guī)律發(fā)現(xiàn)，草地下墊面上削減率從70％提升

4、到80％較20％提升到30％所增加的池容比例比水泥下墊面上更大。這可能是由于含滯能力更強的下墊面在削減過程后期其含滯能力有所下降導(dǎo)致。
　　(4)新建工程中，調(diào)蓄池下游污水管線應(yīng)以污水和排空雨水總量設(shè)計，并以污水流量按照非滿流進(jìn)行校核，校核流速應(yīng)不低于該管徑最小流速。工程設(shè)計時可借助流量比、速度比與充滿度水力關(guān)系圖進(jìn)行快速手工求解。調(diào)蓄池最長放空模式可利用1440min設(shè)計雨型進(jìn)行分析，其排空時長不應(yīng)長于兩個間隔降雨時段開始階段，

5、連續(xù)累積降深初次達(dá)到調(diào)蓄池收納雨量的時刻之間的間隔，最長不應(yīng)長于12h;最短應(yīng)保證旱流污水校核流速要求。
　　改造工程水泵的流量設(shè)定應(yīng)以下游管線的最大通行能力進(jìn)行核算，校核計算方法可采用Q排=V/3600tη≤πd2/4√2gd△H/λ1-Qh。
　　(5)以山西省西部XXX縣新城94.35ha區(qū)域進(jìn)行控污調(diào)蓄池設(shè)計案例研究，采用本研究提出的優(yōu)化計算方法，進(jìn)行兩方案設(shè)計，并采用以投資環(huán)境效益比為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化決策方法確定集中

6、設(shè)置調(diào)蓄池為優(yōu)選方案。在面源污染削減率為50％的前提下，該區(qū)域需要建設(shè)池容為2600m3分流制調(diào)蓄池1座，工程投資約283萬，以SS為目標(biāo)污染物，削減效益約為1347元/噸。
　　(6)采用投資環(huán)境效益比作為參考，對污染物削減率提升的投資效益進(jìn)行考察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)削減率從50％提升至70％，其投資環(huán)境效益比的增幅較30％提升至50％時下降了47.54％。采用提升末端控污設(shè)施容積來進(jìn)一步提升控污率的方法其經(jīng)濟(jì)性需進(jìn)一步考量。
　　(

7、7)采用正交實驗方法對污染物削減率、下墊面種類以及服務(wù)區(qū)域面積三個因素對于池體容積的影響程度進(jìn)行分析。案例條件下，三因素中對于設(shè)計池容大小的影響程度為:污染物削減率＞下墊面種類＞服務(wù)區(qū)域面積?？紤]到實際工作中，服務(wù)匯水面積受到雨水管網(wǎng)敷設(shè)的限制無法變動，合理的設(shè)定區(qū)域污染物削減率將對工程的整體造價影響更為顯著，而采用對上游進(jìn)行下墊面改造的方法更適用于控污工程運行后的改造。
　　(8)建立了以投資環(huán)境效益比為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以工程基建