分散型人工湿地雨水排水技术刘义安

1分散型人工湿地雨水排水技术刘义安姜健(朔黄铁路肃宁分公司，河北省肃宁县，062350)摘要：随着环境保护技术的进步，人们对湿地的认识和开发利用水平已经有了很大提高。本文介绍了一种人工湿地与雨水排水系统相结合的人工湿地开发利用新的方式，其是一种新的雨水排水方式，在一些修建雨水排水系统困难的地区，应用其能解决雨水就近渗透排放和雨水回灌等难题，并且能涵养水源，有着很好的推广应用前景。主题词：分散型人工湿地雨水排水0引言一些偏僻地区或远离城市的地方由于条件限制，大多没有雨水排水系统，以至于雨后道路积水严重，泥泞不堪，对于混凝土道路等硬化地面还要好些，但由于雨水没有出路，其也是积水成片，严重影响了通行，甚至由于积水时间过长，造成地面下沉，路面过早损坏。铁路沿线更是如此，由于其大多远离城市，因此雨水排水系统大多设置不全，有的根本没有雨水排水系统。朔黄铁路全线六百多公里，三十多个站，仅肃宁北、原平南等大站有雨水排水系统，其他各站大多没有雨水排水系统或设施。2007年雨季，朔黄铁路定州西站由于没有雨水排水系统，每次雨后地面都是积水严重，职工通行困难，为此我们将积水严重地段的路缘石通过开孔或拆除，将雨水就近排入绿化带，起到了很大作用，使得部分雨水迅速排走。原来每次下雨过后积水总要几天，并且很深，路缘石开孔后水流入附近的绿化带，地面积水量少了，并且存水时间也少了，存水蒸发的也快了。但是，由于我们的地面与绿化带标高基本相平，因此通过路缘石开孔将雨水引入绿化带的作法效果毕竟有限，再者部分绿化带植物不耐水，经常过量水淹将会影响其生长，甚至死亡。面对铁路沿线由于没有雨水排水系统，造成雨后积水严重、道路泥泞的无奈景象，通过我们多年对湿地技术的跟踪研究，我们提出能不能将人工湿地技术引入到雨水排水系统中呢？如果我们将雨水的排出接入到人工湿地系统中，通过湿地的渗滤作用将雨水渗入地下排走，其不仅解决了雨水出路问题，而且还能使雨水这一宝贵的淡水资源充分利用，为涵养水源做出巨大贡献。我们在路边做好雨水口，将部分绿地植物改为耐水的湿地植物，通过雨水口将路面上的雨水迅速排入附近的湿地内，其将解决了地面雨水积水问题，也解决了过量雨水对绿地植物的影响问题。人工湿地中的植物同样具有绿化作用，因此我们选用分散型人工湿地等形式用于解决雨水排出问题，既能考虑绿化，又考虑湿地植物根系发达能满足渗水需要和耐水淹能力强，能使雨水通过雨水口、雨水管道以最短的距离，尽快进入湿地渗入地下。这就是分散型人工湿地雨水排水技术。人工湿地雨水排水系统可以解决雨水快速渗走问题，并且其雨水口位置设置灵活，既可以单独使用，也可以与现有的雨水排水系统配合，混合设置，其将是湿地景观与雨水排水技术相结合的新形式，是雨水排放、处理利用的一种新方法，是解决雨水回灌难题的新2途径。1分散型人工湿地雨水排水系统的设计模式分散型人工湿地雨水排水系统，是在研究人工湿地污水处理技术、绿化景观工程和雨水排水系统的基础上进行的。目前设计的雨水排水系统主要包括雨水口、雨水管道、雨水排出口等，有的雨水系统单独设置或者是采用的是雨污混流形式。针对既有雨水与污水系统有最后的排水口的，我们可以在排出口设置洼地形人工湿地，将排水系统排出的污水集中处理。对没有雨水排水系统的地方，或积水严重的地面，我们设置雨水口，并铺设管道，并结合绿化工程建设小片湿地，将雨水排入湿地，用于绿化灌溉从而利用、渗走。根据既有排水系统的布置方式和雨水管道的汇流量不同，分散型湿地雨水排水系统的湿地布置方式、工艺设计流程和处理方式等有以下方式：(1)对于既有雨水排水系统和雨污水混合的排水系统，以及汇流面广、水量大的地区，可以在排水系统的最后一级——排水出口处设置洼地形湿地，集中处理收集后的雨水。即：“既有排水系统的排水口→洼地形湿地处理、利用→渗透或收集排入地下或绿化灌溉利用”。(2)对于没有雨水排水系统的地区，可以根据现场绿化情况，设置分散型人工湿地雨水排水系统。即“在地面设置雨水口→排水管道（或湿地植物导水沟）→条状或片状人工湿地→渗入地下、绿化利用”。（3）根据需要也可以是以上两种方式的结合，用分散型湿地减轻对排水管道的压力。2分散型人工湿地雨水排水系统的主要构成及建造方法2.1雨水口分散型人工湿地雨水排水系统中的雨水口，是地面积水收集、处理的第一关。根据国家《给水排水设计规范》雨水口主要在路面边部设置，对于经常积水的地方也可以根据需要设置。雨水口的建设方法，国家有相关的定型图设计，但考虑到雨水排水系统的水要排入附近湿地景观中，为了保证地面杂物尽可能少的不会冲入雨水管道、流入湿地，防止杂物堵塞湿地滤料，因此雨水口的沉淀坑要按要求设置，同时在雨水口与雨水管道连接处也可设置蓖子等过滤装置。这在今后的雨水系统维修过程中要定期清理雨水沉淀坑及其杂物，从而保证湿地的渗透性良好。2.2湿地雨水收集后要排入湿地，地面积水排除效果的主要取决于湿地，因此选择最佳的、能适应雨水渗透排放应用的湿地设计形式，保证能适应雨水排放是分散型人工湿地雨水排水系统成功与否的关键。对于湿地的建设方式，可以采用地表流与潜流形式相结合或分别单独设置等方式，其可以与当地绿化工程相配合，可以是长条形的，也可以是成片的，甚至是多种形式的结合，以利于排水顺畅为主。其中，对于汇流量较大地区，其湿地形式还可以建成池塘或水景工程等形式。湿地填料及其设计安装方式是分散型湿地雨水排水系统的关键中的关键，其关系到能否满足植物生长和渗水排水快慢等重要问题。目前我们跟踪研究的块状填料技术，有很大的优越性。另外，湿地中的植物及其种植方式对湿地的应用效果也很关键。由于不同地区的气候条件不同，在对湿地植物的选择中，既要考虑周围环境相适应、协调，还要考虑雨水的季节性，有时雨水大，有时由于雨水较少，湿地植物既要耐水淹又要耐旱。由于雨水只是量有变化，但其水质一般较好，因此针对非雨污水混流制排水方式的雨水，其可以考虑采用3当地一般的耐水植物与湿地景观相结合的方式。3分散型人工湿地的应用前景分散型人工湿地雨水排水系统，经过初步试验尝试，认为技术上可行的，并且投资要较常规的雨水排水系统投资少，并且建设灵活，管理方便，其是雨水回灌的一种新途径，对涵养水源有极其重大作用，其环境意义是远比经济效益大的多。如果我们以朔黄铁路定州西站为例，采用常规的全面的雨水排水系统，要修建雨水口、全面的排水管道，并且收集后的雨水还要铺设管道到附近的河道或低洼地带，投资至少在60万元以上。另外，由于现实条件限制，在附近找到雨水排出位置极其困难，同时修建至附近河道的雨水排出口的管道，还涉及到征占非铁路所辖土地等辣手难题。相对于一个仅有一百多人的中间小站，其可以说投资巨大，得不偿失，可以说没有必要。但对于一个现代化铁路运输系统的车站如果没有雨水排水系统，在下雨之后总是积水成片，道路泥泞，也是非常不协调的，对住站职工的工作生活也是非常不方便的。如果采用分散型人工湿地雨水排水系统，雨水利用湿地就近渗透，投资少，并且在铁路管内所属土地范围内就可以解决。以朔黄铁路定州西站为例，建设分散型人工湿地雨水排水系统其投资不会超20万元（需要根据规模确定），投资将比全面的雨水排水系统经济的多，由于不涉及再占用非铁路用地，因此建设难度要小得多。分散型人工湿地雨水排水系统，能将雨水就地渗入地下，雨水是天然的优质淡水，如果能及时将雨水及时渗入地下，其对涵养水源有极其重大意义。因此说，分散型人工湿地雨水排水系统的修建，其社会效益更加明显，环境效益更大。人工湿地本身就是一项非常有意义的环境保护技术，其美化了环境，涵养了水源，也为周围动、植物提供了新的水源和栖息场所。人工湿地和湿地保护是《国际湿地公约》极力推广和支持的工作，我国自2006年以开展了广泛的湿地保护和湿地建设推广工作，而在铁路沿线建设湿地则更是有深远的意义。目前铁路沿线各站雨水排水设施很少，雨后积水严重，而修建雨水排水设施投资大，并且雨水排水系统收集的雨水还要找出路。如果采用湿地就地接收、处理、利用雨水，不仅投资小，维护简单，还能节约大量的绿化用水。分散型人工湿地雨水排水技术还未进行过全面的试验应用尝试，其中有些参数还需要我们通过试验应用去掌握，还需要全面的试验研究。如果其应用成功，必将形成种新的雨水排水设计方式，也为雨水排水找到了一种非常经济的就地解决办法，尤其是对涵养水源意义更为深远。参考文献1．NationalRiskManagementResearchLaboratoryofficeofResearchandDevelopment，Manualconstructedwetlandtreatmentofmunicipalwastewaters．2．李善征等．人工湿地工程实例简介[J]．北京水利，2004，(1)．3．何成达等．波式潜流人工湿地处理生活污水的试验研究[J]．农业环境科学学报，2004，23，(4)．4．陈德强等．不同湿地组合工艺净化污水效果研究[J]．中国给排水，2003，19(9)．5.杨敦．潜流式人工湿地在暴雨径流污染控制中的应用[J].农业环境保护，2002，21（4）：334-3364作者简介：刘义安(1967年9月---)，男，朔黄铁路肃宁分公司安国站区，给排水专业高级工程师、国家注册监理工程师、注册安全工程师，从事给排水、水处理、消防、环保以及工程建设施工管理等专业技术工作20多年，在给水、污水处理以及消防、环保、工程施工建设等方面发表过论文30多篇，其中有3项技术获得国家专利，目前主要研究污水处理利用与人工湿地的结合应用。通讯地址：河北省肃宁县朔黄铁路肃宁分公司（安国站区）［邮政编码：062350］，电子信箱：[e-mail]。