巖土工程師輔導資料：河流面源污染控制技術(1)

　　1、問題的提出

　　近年來，隨著點源污染逐步得到治理，面源污染對于水環(huán)境的危害性受到人們的普遍關注，面源污染研究已成為國際上環(huán)境問題研究的活躍領域。

　　20世紀60年代以來，美、日、英等一些發(fā)達國家開始農業(yè)面源污染研究，主要開展面源污染的分類特征研究、降雨-徑流之污染物遷移轉化過程的數(shù)學模型研究、大氣層污染物通過輸送與沉積進入地表水體的機理性研究、面源污染擴散與負荷的模型研究等。

　　我國面源污染研究起始于80年代，相繼在北京、珠江流域的廣州、遼河流域的沈陽、長江中下游流域的上海、杭州、蘇州、南京等城市開展。在基礎研究方面，清華大學開展了面源污染負荷估算及降雨徑流過程、侵蝕過程、污染物遷移轉化過程的模型研究。滇池、太湖、巢湖污染治理過程中也對面源污染作了較深入研究。但總體上面源污染研究的重點還是放在了基礎研究、農業(yè)面源污染研究上，對面源污染控制的研究比較落后，尤其是城市面源污染控制研究仍相對薄弱。

　　2、城市河流面源污染特征

　　城市河流的面源污染主要是以降雨引起的雨水徑流的形式產生，徑流中的污染物主要來自于雨水對河流周邊道路表面的沉積物、無植被覆蓋裸露的地面、垃圾等的沖刷，污染物的含量取決于城市河流的地形、地貌、植被的覆蓋程度和污染物的分布情況。因此，對面源污染的控制也可以理解成對城市河流周邊降雨徑流污染的控制。

　　城市河流面源污染的突出特征是：污染源時空分布的分散性和不均勻性、污染途徑的隨機性和多樣性、污染成分的復雜和多變性。

　　3、城市河流面源污染控制技術

　　面源污染控制按污染物所處位置的不同，分為源頭的分散控制和末端的集中控制。

　　3.1源頭分散控制

　　污染物源頭的分散控制，就是在各污染源發(fā)生地采取措施將污染物截留下來，避免污染物在降雨徑流的輸送過程中進行溶解和擴散，使污染物的活性得到激活。通過污染物的源頭分散的控制措施可降低水流的流動速度，延長水流時間，對降雨徑流進行攔截、消納、滲透，減輕后續(xù)處理系統(tǒng)的污染處理負荷和負荷波動，對入河的面源污染負荷起到了一定的削減作用。

　　城市河流周邊地區(qū)綠地、道路、岸坡等不同源頭的降雨徑流的控制技術措施主要包括下凹式綠地、透水鋪裝、緩沖帶、生態(tài)護岸等。在技術措施選用時，可依據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，單獨使用或幾種技術配合使用。

　　3.1.1下凹式綠地

　　對于河流周邊入滲系數(shù)較低的綠地，為了更多地消納地表徑流，可采用下凹式綠地?，F(xiàn)狀綠地與周圍地面的標高一般相同，甚至略高，通過改造，使綠地高程平均低于周圍地面10cm左右，保證周圍硬質地面的雨水徑流能自流入綠地。綠地表面種植草皮和綠化樹種，保證一定的景觀效果;綠地下層的天然土壤改造成滲透系數(shù)大的透水材料，由表層到底層依次為表層土、砂層、碎石、可滲透的底土層，增大土壤的存儲空間。根據(jù)實際情況，在綠地中因地制宜地設置起伏地形，在豎向上營造低洼面。在綠地的低洼處適當建設滲透管溝、入滲槽、入滲井等入滲設施，以增加土壤入滲能力，消納標準內降水。滲透管溝可采用人工礫石等透水材料制成，匯集的雨水通過滲透管溝進入碎石層，然后再進一步向四周土壤滲透。這種既能保持一定的綠化景觀效果，又能凈化降雨徑流的控制措施，具有工藝簡單、工程投資少、不需額外占地等優(yōu)點。

　　3.1.2透水鋪裝

　　河流兩側入流量、承擔荷載較小的人行步道和濱河路路面，可以采取在路基土上面鋪設透水墊層、透水表層磚的方法進行滲透鋪裝，以減少徑流量，對于局部不能采用透水鋪裝的地面，可按不小于0.5%的坡度坡向周圍的綠地或透水路面。對于車流量較大的濱河路，可適當降低路兩側的地面標高，在路兩側修建部分小型引水溝渠，對路面上的雨水由中間向兩側分流，使地表徑流流入距離最近的下凹式綠地。

　　3.1.3緩沖帶

　　緩沖帶技術的應用實踐在15—16世紀的歐洲就已經開始，19世紀成型，20世紀30年代在美國就有規(guī)范的緩沖帶的設計和應用。隨著人類生態(tài)環(huán)境意識的發(fā)展，緩沖帶的設計理念已從單純的水土保持發(fā)展到在陸地生態(tài)系統(tǒng)中人工建立或恢復植被走廊，將自然災害的影響或潛在的對環(huán)境質量的威脅加以緩沖，保證陸地生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展，提高和恢復生物的多樣性，應用過程中，緩沖帶在面源污染控制上發(fā)揮了重要作用。

　　坡地等高緩沖帶相當于等高植物籬，在設計上強調對面源污染的控制，合理地設置緩沖帶的位置是其有效攔截雨水徑流、發(fā)揮作用的先決條件，可以根據(jù)實際地形確定，一般設置在坡地的下坡位置，與徑流流向垂直布置，在坡地長度允許的情況下，可以沿等高線多設置幾條緩沖帶，以削減水流的能量。如果選址不合理，大部分徑流會繞過緩沖帶，直接進入受納水體，其攔截面源污染物的作用就會大打折扣。

　　水體周邊緩沖帶一般沿河道、湖泊水庫周邊設置，利用植物或植物與土木工程相結合，對河道坡面進行防護，為水體與陸地交錯區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)形成一個過渡緩沖，強調對水質的保護功能，可以控制水土流失，有效過濾、吸收泥沙及化學污染、降低水溫、保證水生生物生存、穩(wěn)定岸坡。

　　結合城市河流現(xiàn)有岸坡條件，在對地勢、高程進行勘測后，選取適當位置設置不同形式的水陸緩沖帶。合理的植被配制是實現(xiàn)緩沖帶有效控制徑流和控制污染的關鍵。根據(jù)所在地的實際情況，進行喬、灌、草的合理搭配，既要考慮灌、草植物的阻沙、濾污作用，又要安排根系發(fā)達的喬、灌以有效保護岸坡穩(wěn)定，滯水消能。植物選擇時要重視本地品種的使用，兼顧經濟品種，盡可能照顧緩沖帶經營者的利益。

　　3.1.4生態(tài)護岸

　　傳統(tǒng)河岸防護工程多采用漿砌或干砌石、現(xiàn)澆混凝土或預制混凝土塊體等結構形式，在城市河道護岸工程中采用較多的是直立式混凝土擋土墻，有植被覆蓋的岸坡也多數(shù)為在天然土壤上種植草皮，土壤的抗沖刷、抗侵蝕能力較弱。暴雨徑流形成后，在移動過程中攜帶著土壤和堤岸上的污染物、沉積物，沿岸坡一瀉而下或以地表漫流的形式，毫無阻攔地進入受納水體。

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