城市雨水径流污染控制管理模式

城市雨水径流污染控制管理模式初探:从BMP到LID

日期: 2009-07-09

目前，发达国家的点源污染已基本得到有效的控制，降雨冲刷城市表面（如道路、屋面等）的沉积物和淋洗大气中污染物已成为城市水体污染物的主要因素。在我国，近些年随着城市污水处理设施的迅速完善，点源污染已逐步得到有效的控制，降雨径流带来的面源污染问题正日渐突出。很多城市雨洪资源不仅没有充分利用，还给城市造成很严重的内涝灾害，并引起污水溢出（雨污混流和生活污水溢流）、地表侵蚀、水质污染等环境问题，已成为水环境质量改善的严重制约。

因此，控制和管理城市径流污染将是城市雨洪利用中亟待解决的问题。

一、城市雨水径流污染的特点

由于城市化的建设，城市降雨的径流量已经由城市开发前的10%增加到开发后的55%，降雨带来的城市径流污染已经越来越严重。

城市雨水径流污染具有晴天累积、雨天排放，随机性强，突发性强，污染径流量大且面广的特点。因此城市雨水径流污染控制和削减的难点在于几个方面：一是不透水路面比例高，雨水径流量大；二是污染物由于含有部分城市污水，其水质组成复杂，污染物负荷随时间和空间的变化大；三是城市雨水径流污染具有排放间接性，发生随机性的特点；四是初期径流污染严重，溢流严重；五是系统上游初期雨水到达时，下游初期雨水还没到达，初期雨水集中收集非常困难。

二、雨水径流污染控制管理的发展

在过去的近20年中，发达国家在城市降雨径流污染控制领域已经制定出了较为完善的适合本国技术法规体系以及控制管理模式，德国、美国、新西兰等发达国家都已经基本实现对城市降雨径流污染的控制，最普遍的是修建大量的雨水截流池处理合流制和分流制的污染雨水，以及采用分散式的源头生态措施来削减和净化雨水。

美国制定的“最佳管理措施”（BMP，Best Management Practice）是实现城市降水径流面源控制的最为重要的技术与管理体系。它是一套高效、经济、符合生态学原则的径流控制措施。其主要是在法规政策支持下采用工程性（如滞留池、渗透设施、人工湿地、生物过滤和停留系统等）并辅之以非工程性（如土地使用规划、垃圾管理、街道清扫等）的措施来达到控制的目的。

目前，由于城市的“空间限制”和提倡“与自然景观的融合”，加之很多城市即使采取了BMP管理模式，其城市的扩张和改造对环境造成的强烈影响仍然难以消除。因此，近些年，在美国等发达国家开始提出一些更新的、更合理的城市雨水径流污染控制管理模式，比较突出的是低冲击开发模式（Low Impactment Development）。与传统的雨水径流管理模式不同，低冲击开发模式尽量通过一系列多样化，小型化，本地化，经济合算的景观设施来控制城市雨水径流的源头污染。它的基本特点是从整个城市系统出发，采取接近自然系统的技术措施，以尽量减少城市发展对环境的影响为目的来进行城市径流污染的控制和管理。

我国在城市降雨径流污染控制方面刚刚起步，尚未建立与降雨径流控制有关的技术与法规体系，主要还停留在“雨污分流”、快速排放雨水来解决问题。部分城市采取的控制措施比较零散，倾向于在雨水集中排放处采取工程性处理措施，治理有很大的盲目性。

三、最佳管理模式介绍

最佳管理措施（BMP）是典型的雨水径流管理控制模式，是实现城市降水径流面源污染控制的最为重要的技术与管理体系。美国环保局将BMP定义为：利用适当的技术保护自然、提高生活标准和生活质量。BMP是一个或几个措施的组合，目的是减少地表径流量和各种污染物的浓度，防治和削减径流污染物进入受纳水体，使雨水水质符合所需水质目标的实际措

施，并要求在经济和技术上的切实可行。

经过多年的应用和发展，目前已经发展为第二代BMP，更强调与植物和水体等自然条件结合的生态设计和非工程性的管理办法，使最佳管理措施更加科学和完善。

BMP的方法分为两大类，即工程措施和非工程措施。工程方法指兴建工程设施来达到控制污染的目的，如修建沉淀池、渗漏坑、多孔路面、储水池等。非工程方法是指用加强管理来达到控制污染的目的，如城市环境管理、清扫路面、政策法规措施等。其实，非工程方法就是对源的控制，而工程措施就是对污染物扩散途径和控制以及实行终端治理。在实际应用中，应结合各地具体的气候状况、自然地理状况等因地制宜，把两者有效地结合起来应用，可以取得很好的去处污染物的效果。

四、低冲击开发模式介绍

由于城市高速发展和扩张，BMP管理模式已经不能消除环境造成的强烈影响，因此，美国在此基础上提出了城市暴雨管理新概念—低冲击开发模式（Low Impactment Development)。这种低冲击开发模式是从源头进行降雨径流污染的控制和管理，其基本原理是通过分散的，小规模的源头控制机制来达到对暴雨所产生的径流和污染物的控制，并综合采用入渗、过滤、蒸发和蓄流等多种方式来减少径流排水量，使开发后城市的水文功能尽可能的接近开发之前的状况。

LID在不同的气候条件，不同的地区，其处理效果也有所不同，但是根据目前的实验资料可知：LID可以减少约30%-99%的暴雨径流并延迟大约5-20分钟的暴雨径流峰值；还可有效的去除雨水径流中的磷、油脂、氮、重金属等污染物，并具有中和酸雨的效果，是可持续发展技术的核心之一。

LID策略的实施包含两种措施，即结构性措施和非结构性措施。结构性措施，包含湿地、生物滞留池( bioretention devices)、雨水收集槽、植被过滤带、塘、洼地等。非结构性措施，包括街道和建筑的合理布局，如已增大的植被面积和可透水路面的面积。

五、启示

虽然我国对城市径流污染的研究始于70年代，但是由于面源污染矛盾突出，其控制发展速度较慢。近年来，国内对城市降雨径流污染控制的研究已逐步在全国部分城市深入展开。我们应加快制定适合我国城市发展的雨水径流管理控制模式，使我国城市水环境治理再上一个新台阶。

（1）水环境治理应标本兼治

治理雨水污染，不仅需要重视处理工艺，更要控制各类污染源，我国对待城市雨水的问题主要还停留在“雨污分流”的老观念，我们应该进行从终端治理到源头治理的转变；从污染物的单一治理到综合治理的转变；从大规模集中治理到小规模分散治理的转变来全面控制和管理城市雨水径流带来的污染问题。

（2）建立典型的评估模型

尽管人们普遍接受了BMP和LID的概念和方法，但在实际管理中的应用推广却一直很缓慢，这主要是由于缺乏行之有效的径流调节工程设计和评估工具，人们无法科学的设计调节工程中各种措施的实施范围，无法科学评估各种措施实施后的效果以及对排水系统的影响。 因此，我们必须对城市雨水径流控制和管理模式进行功能化的连接，利用典型的评估模型对雨洪的管理模式的位置、方法进行测算分析，对其去除的效果进行量化的计算，对成本效益进行综合分析，最后得出适合城市发展的雨洪利用管理模式。

（3）因地制宜，选择适合的管理模式

鉴于我国降雨径流污染的严重性，今后应重点加强降雨径流污染的理论研究，了解降雨径流污染物的迁移转化规律，并借鉴国外发达国家降雨径流污染的控制和管理方面的经验，结合我国实际情况，对降雨径流污染的控制进行量化，最终提出切实可行、经济实用的控制管理

技术、方法，更好的推动绿色城市、生态城市、和谐城市的建设和发展。(市政处 陈立新，市规划院 杨晨 任心欣 王国栋)