辽宁滨海公路路面径流污水湿地净化模式(2)

　　３结果与分析

　　３．１辽宁滨海公路路面径流污染特性分析

　　３．１．１水质特性监测到最典型的降雨事件发生于７月９日的营口段（样点７），其降雨强度接近辽宁沿海夏季暴雨平均强度，实测水质变化过程数据列于表２。

　　由于辽宁沿海拥有大量的水产养殖区，部分海水水质应符合二类海水水质（《海水水质标准（ＧＢ３０９７－１９９７）》），因此排入二类海水海域的污水应执行《污水综合排放标准ＧＢ８９７８－１９９６》的Ⅰ级标准和《地表水环境质量标准（ＧＢ３８３８－２００２）》中的Ⅲ类标准（表３）。

　　将监测结果与水质标准进行对比，可以看出辽宁滨海公路路面径流雨水主要受ＳＳ和ＣＯＤ污染，而石油类、ＢＯＤ５、ＴＰ污染情况次之。ＢＯＤ５与ＣＯＤ比值为０．１２，可见径流的可生物降解性差，不适合用生物处理方法处理。此外，从全线多次的监测结果上看，路面径流污水中污染指标在不同地区以及不同监测时间的变化都很大，这与交通量、降雨前晴天天数、降雨状况、集雨路段长度等有关。

　　３．１．２污染指标出流规律根据表２数据绘制污染指标出流变化过程曲线，分析不同类型污染指标的出流规律。从图２可以看出，在形成径流2０ｍｉｎ时污染指标较高，随后污染指标呈逐渐降低趋势，说明路面径流初期带走污染物效应显著。可见，只要将初期雨水进行处理即可实现净化水体的目的。

　　３．２人工湿地模式

　　３．２．１湿地类型选择按照布水方式的不同，人工湿地可以分为表面流人工湿地和潜流人工湿地（包括水平潜流和垂直潜流）两种。潜流人工湿地是污水在湿地的地表以下流动，可充分利用内部填料、植物根系及其表面生长的生物膜的生物、物理、化学等各类作用的协同作用，其优点是污染负荷和水力负荷承受能力强，不产生异味，处理效果受气候的影响小［１０］，缺点是构造较复杂、投资高、运行管理要求较高。而表面流人工湿地是污水在湿地的土壤表层流动，水中有机物的去除是由植物水下茎秆上的生物膜来完成，而悬浮颗粒物则依靠植物根、茎的截流作用而捕集。其最主要的优点是能够有效去除固体悬浮物，此外还有投资低、运行成本低、管理维护简单等优点，缺点是处理负荷小，夏季可能会孳生蚊蝇，产生异味［１１］。

　　鉴于辽宁滨海公路路面径流污染最主要的污染物为固体悬浮物，且总体污染状况相对较轻，公路远离聚居敏感点，不必担心蚊蝇的孳生，公路里程较长管理维护不便，滨海地区地下水位较高，适合建设与滨海湿地最为接近的表面流人工湿地。

　　３．２．２几何参数设计人工湿地位于公路两侧，分别收集、处理路面两边径流污水。以１ｋｍ路段为例，路面宽度按１２ｍ计算，则单侧路面汇水面积Ｆ＝０．６ｈｍ２，再由公式③可得到营口市最大暴雨强度ｑ＝２００Ｌ／（ｓ·ｈｍ２），代入公式②即可求得路面径流污水的平均流量Ｑ＝３８８．８ｍ３／ｄ。

　　以净化径流主要污染物固体悬浮物为例，初期雨水（前３０ｍｉｎ）径流固体悬浮物平均浓度为２２８ｍｇ／Ｌ，按照相关标准，固体悬浮物的出水浓度应达到７０ｍｇ／Ｌ。根据公式①求得湿地的表面积Ａｓ为１９１．６ｍ２，

　　以上计算过程相关参数列于表４。

　　人工湿地水深一般不超过０．６ｍ，设计中取平均水深ｈ＝０．５ｍ；为有效去除ＳＳ，目前普遍认为表面流湿地水流速度一般低于１００ｍ／ｄ；令湿地宽度为Ｗ，长度为Ｌ，则Ｑ／（Ｗｈ）≤１００ｍ／ｄ，可得Ｗ≥７．８ｍ；令Ｗ＝８ｍ，则Ｌ＝２４ｍ。ｋ－Ｃ*模型的基本模式见图３。

　　３．２．３植物的选择人工湿地宜与道路绿化相结合，就地吸附、降解路面雨水污染物，减少道路交通对环境的危害［１２］。湿地植物的选择在满足净化能力的同时，应以本地植物为主。因此在设计中优先选择芦苇、香蒲、菖蒲、凤眼莲、美人蕉等；此外，也可根据公路各段落的自然条件模拟当地湿地和水域沿岸浅水区的群落类型进行种植，形成挺水、浮水、沉水植物错落有致的人工湿地系统（表５）。

　　４结论与讨论

　　从辽宁滨海公路路面径流的水质特性与管理维护方面考虑，表面流人工湿地是有效且相对合理的选择；从污染物流出规律上考虑，只要净化初期（３０ｍｉｎ）径流内的污染物，即可实现净化水体的目的，在此基础上，利用人工湿地ｋ－Ｃ*模型计算出所需湿地的面积，并依据相关经验获得辽宁滨海公路人工湿地相关参数，其基本模式为人工湿地位于公路两侧，分别收集、处理路面两边径流污水，以１ｋｍ长路段为一个雨水收集单位，单侧湿地面积１９１．６ｍ２，平均水深０．５ｍ，湿地宽度８ｍ，长度２４ｍ。

　　由于无动力要求，本模式不设置雨水调节池，所收集雨水仅依靠重力，直接进入人工湿地系统。由于不同土壤渗滤介质对ＳＳ的去除效果无显著差别［１３］，一般可选用自然土壤加砾石、粗沙或灰渣为基质。为保证进出水通畅，床底设置１％坡度。

　　由于辽宁滨海公路跨越不同地理区域，沿线各地区采用的湿地模式应结合当地实际情况进行调整。除径流雨水中主要污染物质有所不同以外，重点是由于降水量的不同而引起的径流污水流量的变化。在遵循上述设计思路的前提下，结合道路周边用地情况，通过调整单个湿地之间的距离（相当于调整路面雨水的收集面积）来调整湿地面积。

　　参考文献：

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　　［１１］戴清．表面流人工湿地在崇启高速地表径流处理中的应用［Ｊ］．黑龙江交通科技，２０１１（１０）：３１－３２．