外部污染源控制是城市湖泊水體治理最關(guān)鍵的一環(huán)。城市老城區(qū)管道年限久遠(yuǎn)，混接嚴(yán)重，排查困難，單純依靠管道改擴(kuò)建難以達(dá)到污水截流、有序排放的目的，采取末端智能分流井截流的方式可有效截流污水、防止城市內(nèi)澇的作用。

　　本文以南太子湖周邊雨污排口末端智能分流井截流為例，探討智能分流井在城市污染水體治理中的應(yīng)用效果。

　　一、工程概況

　　南太子湖藍(lán)線內(nèi)面積約3.571km2，匯水面積約16.32km2，藍(lán)線長度約14.1km，湖底高程約17.500m，高水位時(shí)水深約1.7m，規(guī)劃常水位18.650m，規(guī)劃控制最高水位19.150m�？卦唇匚酃こ贪�括新建1座調(diào)蓄池、2座一體化污水提升泵站、8座智能分流井及相應(yīng)截污管道2750m，調(diào)蓄池有效容積2.8萬m3，單座泵站污水處理效率為360m3/h。

　　二、水環(huán)境污染源頭治理

　　2.1 源頭分析

　　導(dǎo)致城市水環(huán)境污染的主要原因有3個(gè)：外源污染、內(nèi)源污染和水體生態(tài)功能喪失。外源污染主要由工業(yè)廢水、生活污水和徑流污染3方面導(dǎo)致。城市降雨徑流污染在城市水環(huán)境質(zhì)量惡化過程中占有重要地位。

　　2.2 外源治理

　　水環(huán)境外源治理中，主要是防治城市降雨徑流污染，根據(jù)以往資料可知，初期5mm徑流中污染負(fù)荷占總負(fù)荷的平均值為48%，初期10mm徑流中污染負(fù)荷占總負(fù)荷的平均值為67%，初期15mm徑流中污染負(fù)荷占總負(fù)荷的平均值為78%。雨水中初期攜帶的污染物占全部雨水?dāng)y帶的污染物的絕大多數(shù)，初期雨水收集處理是控制徑流污染的最有效途徑。

　　三、智能分流井

　　智能分流井及配套截污管道系統(tǒng)功能如圖1所示。

　　3.1 截污管道b-c功能

　　3.1.1 最大限流功能

　　通過1號(hào)分流井進(jìn)入截污干管(b-c)的流量Q1受截污干管輸送能力和污水廠處理能力的限制，從b到c應(yīng)有一個(gè)最大限流功能。

　　3.1.2 流量調(diào)節(jié)功能

　　隨著污水廠的擴(kuò)建或建設(shè)污水廠削峰調(diào)蓄池，截污干管的擴(kuò)建提升輸送能力或建截污干管的削峰調(diào)蓄池，最大限流值可能增加，截污管道b-c應(yīng)具有流量調(diào)節(jié)功能。

　　3.1.3 截?cái)喙δ?/p>

　　若下中大暴雨，從a進(jìn)入b的雨水中含有極低濃度的污水時(shí)，即符合排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)將雨水從b到d排入自然水體，不必送入截污干管到污水廠，此時(shí)需關(guān)閉從b到c的通道，即b-c須有截?cái)喙δ堋?/p>

　　3.1.4 止回功能

　　有時(shí)截污干管的水位(或壓力)高于分流井的水位，截污干管的污水就沿截污干管由c-b進(jìn)入分流井中，然后沿b-d進(jìn)入自然水體，故c-b應(yīng)有止回功能。

　　3.2 截污管道b-d功能

　　3.2.1 固定擋水功能

　　B應(yīng)具備固定擋水功能，使污水能從b到c。

　　3.2.2 智能變化擋水功能

　　進(jìn)入a-b的初期雨水，按水質(zhì)要求應(yīng)全部截流至污水干管，中大暴雨時(shí)，可能會(huì)造成城市洪澇。在安全第一的情況下降低b-d的擋水高度，防止城市內(nèi)澇，同時(shí)盡可能多地將初雨截流到截污干管，盡可能少地讓初雨溢流入自然水體，從而實(shí)現(xiàn)防澇情況下的最少初雨溢流。

　　3.2.3 止回功能

　　自然水體的水位若高于截污干管的管底標(biāo)高，河湖水便會(huì)直接進(jìn)入污水廠，造成進(jìn)入濃度低或高于城市內(nèi)澇的警戒水位時(shí)，導(dǎo)致城市內(nèi)澇發(fā)生。從b到d須有止回功能。

　　3.2.4 泄洪功能

　　在止回的同時(shí)，有時(shí)要保證城市雨水溢流入自然水體。隨著自然水位的上升，堰門也要隨之上升。但堰門的高度應(yīng)略高于自然水體水位，以便城市雨水順利泄洪。

　　從b到d，行洪時(shí)不能有阻礙。固定堰等會(huì)阻礙行洪。理想狀態(tài)下，行洪時(shí)堰門必須全開。

　　3.3 應(yīng)用效果

　　智能分流井通過內(nèi)部液位計(jì)及水質(zhì)監(jiān)測儀測得的指標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)設(shè)定的程序，通過液動(dòng)下開式堰門及液動(dòng)限流閘門，不同天氣、管道流量、水體水質(zhì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)堰門、限流閘門的開啟幅度，實(shí)現(xiàn)不同條件下的智能截流功能。

　　1)晴天時(shí)，液動(dòng)限流閘門處于開啟狀態(tài)，液動(dòng)下開式堰門處于關(guān)閉狀態(tài)，生活污水完全截流至截污管并輸送到污水處理廠。圖2所示為晴天時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)。

　　2)當(dāng)井內(nèi)的污染物濃度C大于設(shè)定的污染物濃度值(如80mg/L)時(shí)，液動(dòng)下開式堰門關(guān)閉至警戒水位對應(yīng)的開度，液動(dòng)限流閘門開啟，液動(dòng)限流閘門的開度值取決于流過的流量值，保證通過截污管的流量不會(huì)超過設(shè)定的流量值。污染物濃度超標(biāo)時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)如圖3所示。

　　3)當(dāng)井內(nèi)的污染物濃度C小于設(shè)定的污染物濃度值(如80mg/L)時(shí)，液動(dòng)限流閘門關(guān)閉，液動(dòng)下開式堰門開啟，后期雨水排放到自然水體。圖4所示為污染濃度正常時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)。

　　4)當(dāng)井內(nèi)水位大于警戒水位時(shí)，液動(dòng)限流閘門關(guān)閉，液動(dòng)下開式堰門開啟行洪。

　　防止自然水體倒灌的控制原理為：當(dāng)自然水體水位上升時(shí)，超聲波液位計(jì)將信號(hào)傳送給控制室，控制室控制液動(dòng)下開式堰門上升，使堰頂始終比自然水體水位高150mm，防止自然水體倒灌。當(dāng)自然水體水位下降時(shí)，液動(dòng)下開式堰門隨自然水體水位下降而下降，直至堰頂下降到警戒水位后停止下降。圖5所示為井內(nèi)水位大于警戒水位時(shí)智能分流井的工作狀態(tài)。

　　四、智能分流井在城市水環(huán)境治理中的應(yīng)用

　　隨著武漢經(jīng)開區(qū)(漢南區(qū))經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市功能定位提升，帶來局部水環(huán)境質(zhì)量差、水生態(tài)受損嚴(yán)重、環(huán)境隱患多等問題，影響和損害群眾健康，不利于經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。2016年環(huán)保部門監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，武漢經(jīng)開區(qū)(漢南區(qū))2條重點(diǎn)河流水質(zhì)監(jiān)測斷面水質(zhì)均未達(dá)到水質(zhì)管理目標(biāo)：26個(gè)重點(diǎn)湖泊中水質(zhì)劣于IV類標(biāo)準(zhǔn)的湖泊有16個(gè)，水質(zhì)達(dá)水質(zhì)管理目標(biāo)的僅8個(gè)，不到湖泊總數(shù)的30%。部分水體仍有惡化趨勢，氮磷超標(biāo)較突出，水體生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞，生態(tài)功能退化。規(guī)劃區(qū)域水體外源輸入性負(fù)荷長期超標(biāo)，沒有得到有效控制，進(jìn)一步加劇了本區(qū)域水體惡化。隨著武漢市國家中心城市的發(fā)展和武漢經(jīng)開區(qū)(漢南區(qū))城市功能定位進(jìn)一步提升，水污染形式更加嚴(yán)峻，大污染防治工作壓力將更加艱巨。

　　在對武漢市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)南太子湖進(jìn)行水環(huán)境治理過程中，分別設(shè)置污水和雨水2套獨(dú)立的管渠系統(tǒng)，并在雨水支管上每隔一定距離設(shè)置1座截流井，截流井內(nèi)設(shè)置截流管與污水管相通。雨季時(shí)，截流井內(nèi)設(shè)置截流管與污水管相通。雨季時(shí)，截流井截流的初期雨水徑流通過截流管就近排至附近的污水管。旱季時(shí)，截流井將誤排入雨水管的少量污水也截流至附近的污水管。

　　通過應(yīng)用智能分流井，有效控制面源污染，使南太子湖水質(zhì)有了明顯提升。根據(jù)連續(xù)2個(gè)月對南太子湖周邊排口處的水質(zhì)分析，水質(zhì)從劣于IV類變?yōu)閂類，證明智能分流井的使用對城市污染水體治理有顯著作用。(來源：中國建筑第八工程局有限公司西南分公司)