合流制排水系统雨天溢流污染控制及优化调度研究

摘要

以纪庄子排水系统合流制溢流污染为研究对象，通过对天津市中心城区排水管网、泵站等资料的搜集，结合天津市降雨的具体特征，建立了纪庄子合流制排水管网模型，进行了实证模拟，探讨了合流制溢流的影响因素以及溢流污染的控制措施，提出了雨天合流制排水系统优化调度方案，主要研究内容与成果如下：
　　 (1)通过ArcGIS平台，将遥感技术与Infoworks软件整合起来，根据所选研究区域的特征，建立了合流制排水管网模型，并依据天津市降雨实测数据及实验数据率定了模型参数。
　　 (2)对不同下垫面、不同降雨、不同管网状态的合流制排水系统进行了模拟，得出增加绿地、减小径流系数可以有效减少合流制溢流。随着降雨重现期的增大，溢流明显加重。不同降雨发生时间对于溢流的影响很大，发生于用水高峰时段的降雨造成的溢流相比发生在用水低峰时段有显著的增加。连续降雨是造成溢流增加的重要因素之一。管网污水预排空是有效缓解合流制溢流的控制手段，此外，定期进行管网清淤也十分必要。
　　 (3)对合流制溢流污染物的来源进行了分析，并针对不同降雨强度、不同下垫面类型的溢流污染进行了模拟，得出了雨天合流制排水系统中污染物的产生过程、浓度变化规律、溢流污染等情况，并依据此探讨了合流制溢流污染的控制策略。
　　 (4)依据合流制溢流影响因素及溢流污染控制措施，提出了适合纪庄子排水系统的雨天合流制排水系统优化调度模式，即通过上海道泵站截流管调度、末端浓度控制蓄排规则、污水厂联合调蓄对合流制溢流污染进行控制，结果表明，优化调度模式可以有效减少溢流污染，为治理合流制溢流污染提供了科学指导。