初期雨水截流的常用措施

李利娜

上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海市200235

摘要：国内城市雨水收集后基本纳入了附近水体，下雨初期地面灰尘、垃圾等污染物随着雨水一并流入雨水系统，最终排入河道，造成水体的污染。初期雨水的截流可根据不同项目的基本情况，采用多种型式的结合，达到截污的目的。

关键字：初期雨水截流沉砂

1、初期雨水截流的必要性

随着城市建设不断发展，水环境污染已经成为现在社会的关注重点，特别是在水源保护区，对工程提出更高标准的雨水截流要求。初期雨水截流已经成为排水工程设计中不可缺少的技术要点。

本文对雨水沉砂池及生态化植草沟进行了案例分析，并梳理了其它常见截污设施。

2、雨水沉砂池的实际案例

2.1项目概况

上海轨道交通17号线西起东方绿舟站，东至虹桥火车站。线路全长约35.341km，设站13座，设徐泾车辆段和朱家角停车场各1座。

朱家角场址位于沪青平公路以南，A9高速公路以北，朱枫公路与复兴路之间。占地面积约17.68公顷。雨水沉砂池位于停车场的西北角。

图1朱家角停车场平面布置图

本工程地处黄浦江上游水源保护地，雨水经沉砂池后，最终排入车辆段西侧的规划保留河道小洋泾。

2.2理论设计方案及计算

（1）设计思路

本工程结合车场平面布置，前期对雨水沉砂池设置在雨水泵房前和泵后做了分析论证。考虑后期养护条件，尽量减少沉砂池的深度，故将雨水沉砂池设于泵后，场区内雨水经泵房提升后，再排入雨水沉砂池，进水形式为淹没进水。并对雨水总管在进沉沙池前的管径放大，流速≤1.00m/s。

（2）计算过程

1）水量确定

雨水沉砂池仅考虑处理初期雨水（根据经验，取约为总水量的20％），停车场雨水总流量约为2.97（m3/s）。

Q初=Q总×20％≈0.6m3/s

2）管径计算

雨水沉砂池进水管管径为DN2000，则流速v=0.95m/s，i=0.4‰；

对应DN1000管径，i=0.64‰，v=0.77m/s。

3）沉砂池尺寸确定

长度：设v=0.25m/s，停留时间取t=50s时，L=vt=12.5m；

水流断面积：A=Q初/v=2.4m2；

池总宽度：设n=2格，每格宽取2.5m，则B=nb=5.0m；

有效水深h2=A/B=0.48m。

表1雨水沉砂池设计参数表

2.3运行模式

（1）正常状态：开启闸门A、D，关闭闸门B、C，道路收集初期雨水通过沉砂池进行颗粒污染物的重力沉淀去除后，再排放到水体。当河道水位≥3.3m（溢流坎标高，即当雨水流量大于总水量20%）时，通过出水箱涵中设置的液位计控制，关闭闸门A。

（2）清洗状态（晴天时进行）：闸门A、D处于开启状态，

1）先开启闸门B排空沉砂池中沉淀好的雨水至闸门B底标高处；

2）如果排放水体水位高于闸门B底标高处，通过移动放空泵排空沉砂池中沉淀好的雨水至闸门B底标高处；

3）沉砂池雨水排空完毕后，将移动排泥泵放置在泥斗中，将沉砂池的污泥抽吸到污泥输送槽车上外运处理；

4）排泥后，如沉砂池池底仍附有少量污泥，可同时开启4个闸门C，利用沉淀好的雨水对沉砂池底部进行再次反冲洗，反冲洗完毕后，再次将移动排泥泵放置在泥斗中，将二次冲洗的污泥抽吸到污泥输送槽车上外运处理；

图2雨水沉砂池平面布置图

关闭闸门B、C，恢复到正常状态。

（3）收集范围内化学危险品交通事故状态：

1）迅速关闭闸门D，利用沉砂池收集化学危险品冲洗水；

2）化学危险品冲洗水收集完毕后，关闭闸门A；

3）在环保部门指导下，对收集的化学危险品冲洗水进行无害化处理；

4）化学危险品冲洗水无害化处理后，对该部分收集水进行排放或单独外运处置后，方可开启闸门A、D，恢复到正常状态。

（4）当雨量较大时，可通过旁通管及直接排入河道，通过在旁通管衔接处设置挡水坎的形式来满足小水量或初期雨水通过沉砂池沉淀后再排入水体。

该项目的雨水沉砂池，主要是通过物理形式及闸门水位控制的方式来满足初期雨水沉砂的要求，设备相对较少，后期运行简单。适用对水环境要求较高的区域，可作为一个增强补充措施。

3、生态化植草沟案例

市政道路设计过程中，初期雨水的治理型式主要受道路红线宽度、周边地块性质道路竖向设计标高、周边水系条件等影响。

上海市望园路定义为森里中的道路，沿线多为林地河流贯穿，植被和水资源丰富；道路实施段多有大树、山石、特色树等。河流与道路相伴流动给了道路实施段充足的水资源；周边用地性质基本为绿化用地。

为尽可能的保留该条道路的生态化效果，结合沿线现状及规划水体平面布置，地块雨水可就近纳入原生态水系，本工程仅需考虑道路路面排水。设计通过以下几种形式实现了可不排管（或少排管）的要求：1）道路竖向设计时，标高高于周边地块约为0.5m。保证了部分雨水可散排的基础条件。2）调整了道路横断面坡向，从传统的坡向外侧，调整为根据水体布置型式，采用不同的坡向。部分路段的雨水可直接排入水体，实现了分散排水。3）绿化带标高低于在人行道200～500mm，定距在道路侧石设置缺口，实现路面雨水基本通过生态化植草沟下渗，并相隔50～100m左右设置雨水溢流口，保证了暴雨期间的雨水排水安全。

植草沟的设置要求如下：

A植草沟宽度宜为500~2000mm，深度宜为50~250mm；结合道路平面布置，原则上尽量利用绿化带设置植草沟。

B.植草沟的排水纵坡宜为0.3%~5%，沟长不宜小于30m；尽量利用道路纵断，分散排水。

C.雨水溢流口高出沟底50~100mm，定距结合道路纵断设置雨水溢流口。

图3生态化植草沟

图4绿化带雨水口溢流口

在道路工程中设置植草沟，对周边地块的用地性质、水系布置都有很高的要求。其它工程可采用管道与植草沟相结合的形式来解决道路路面初期雨水截流的问题，要求地块雨水在接入前就应做好初期雨水的截流，隔离污染。

4、其它初期雨水截留常见的型式

4.1雨水管道定距设置沉泥井：目前《室外排水设计规范》（GB50014-20062016年版），4.4.11在排水管道每隔适当距离的检查井内和泵站前一检查井内，宜设置沉泥槽，深度宜为0.3m～0.5m。很多地方标准图集也明确了标准做法。

目前在市政雨水管道设计中基本都采用了定距检查井落底的型式，来达到初期雨水截留的目的。要求养护管理单位定期养护清通，以保证沉泥池的效果。

4.2设置截污网篮：各个城市陆续提出了在雨水口设置截污网篮的要求。设置拦截装置后，一是对养护提出了很高的要求，必须及时清通，以保证雨水口的过水能力；同时对雨水口的过水断面也有了一定的影响，设计应结合产品参数，复核过水流量，以保证雨水口过水能力可满足道路路面最大汇水面积3倍水量的要求。

图5雨水口拦截装置安装位置示意图

4.3生态式前池：在屋面雨水纳入雨水管网前，先通过生态化前池，初期过滤后再纳入雨水管网内。

图6生态化前池示意图

适用于相对独立的地块内部，生态前池和景观设计可一并考虑，将生态前池作为总体景观的一部分。例如居住小区、厂区及地铁停车场等。

生态前池内的植物在选择上应满足干旱和水淹两种情况，对养护也有很高的要求，后期管理成本相对较高，但景观效果好，在正常情况下也可达到初期雨水截流的效果。

4.4截流井：目前常用的截流井主要应用于雨污水合流系统，在旱季将河流管道的污水截流至污水总管内，最终排入污水处理厂。

初期雨水截流也可以按照上述原则，小雨量或者初期雨水时，可将水量溢流至城市污水管网，最终至污水处理厂。但在城市管网设计过程中，污水管道系统及污水处理厂，均需考虑该部分水量的接入。

图7溢流井平剖图

采用溢流井作，为初期雨水截流措施时，需考虑两个问题。其一，要防止污水倒灌，对直接排入水体的雨水体系产生新的污染，可通过设置鸭嘴阀或物理高差的型式解决；其二，要防止暴雨期间，大量的雨水涌入污水管，对污水系统及污水处理厂造成负担，可通过设置阀门，同时尽量缩小溢流管的管径。

5结束语

初期雨水治理截流的措施主要通过以下几种方式解决：

1）降低水流流速，雨水沉砂池和沉泥井就是该种方式；

2）利用植物及土体本身的吸附能力，例如植草边沟、生态化前池；

3）采用物理拦截，截污网篮和截流井。

参考文献：

《室外排水设计规范》（GB50014-20062016年版）