并非雨水未曾來過,而是我們的城市排水系統(tǒng)迅速將這些“惱人”的積水帶走了,為我們的出行保駕護航。關(guān)于這位隱藏在地下的“路面積水終結(jié)者”,你又了解過多少呢?讓我們來一起揭開它的神秘面紗吧。
城市排水系統(tǒng)的“五大金剛”
排水管網(wǎng)系統(tǒng):這是城市排水系統(tǒng)的核心組成部分,主要包括雨水管道和污水管道。雨水管道收集和輸送雨水,污水管道則負責收集和輸送城市污水。
排水泵站:排水泵站是用于提升污水和雨水的設(shè)施。當?shù)貏葺^低或需要跨越高處時,排水泵站通過使用泵將污水和雨水抬升到適當?shù)母叨?,以便順利輸送至污水處理廠或排放點。
污水處理廠:污水處理廠是用于對城市污水進行處理的設(shè)施。它通過一系列的處理工藝,如預(yù)處理、生物處理、沉淀和消毒等,去除污水中的有機物、懸浮物和細菌等,并將處理后的水體排放到環(huán)境中,以減少對水資源的污染。
檢查井和閥門:城市排水系統(tǒng)中還包括一些檢查井和閥門等設(shè)施,用于監(jiān)測和控制污水和雨水的流向和壓力,以確保系統(tǒng)正常運行和排水暢通。
城市排水系統(tǒng)組成示意圖(來源:網(wǎng)絡(luò))
排放口:排放口是污水最終排入自然環(huán)境的出口。為了保護環(huán)境,排放口的位置和排放量的控制都非常重要。
城市排水系統(tǒng)如何運作?
城市排水系統(tǒng)的運作就像一個完整的“血液”循環(huán)系統(tǒng),它通過排水管道收集雨水和污水,將其輸送到污水處理廠進行處理,再通過排放口將其排入自然環(huán)境中。具體如下:
收集
城市中產(chǎn)生的雨水和污水需要通過各種設(shè)施進行收集,以便于輸送和處理。常見的收集設(shè)施有雨水口、檢查井、沉沙井、截流井、格柵井、泵站等。雨水口是指設(shè)置在道路或屋頂上的開口,用于接收雨水并引入管道。檢查井是指設(shè)置在管道交叉或轉(zhuǎn)彎處的小型井室,用于檢查和清理管道。沉沙井是指設(shè)置在管道入口處或低點處的大型井室,用于沉降和攔截管道中的泥沙和雜物。
一般情況下我們的城市排水系統(tǒng)按照污水和雨水管道是否使用同一套管網(wǎng)系統(tǒng)可以分為合流制與分流制。合流制是雨水和污水用一套管網(wǎng)系統(tǒng)一起排入下水管道;分流制排水系統(tǒng)分為污水排放系統(tǒng)和雨水排放系統(tǒng),雨水和污水分開排入下水管道,分別設(shè)置雨水井和污水井。
輸送
城市中收集到的雨水和污水需要通過各種管道進行輸送,以便于處理和排放。常見的輸送管道有雨(污)水管、干(支)管、落(泄)水管等。
雨(污)水管是指直接連接雨水口或污水源的管道,用于收集雨水或污水。干(支)管是指連接雨(污)水管的主(分)干管道,用于輸送雨水或污水。落(泄)水管是指連接干(支)管和受納水體或處理設(shè)施的管道,用于排放或處理雨水或污水。
輸送管道示例(來源:龍泉驛區(qū)水務(wù)局)
處理
城市中輸送到的污水需要通過各種設(shè)施進行處理,以便于達到排放或再利用的標準。常見的處理設(shè)施有初級處理、二級處理、三級處理。
初級處理是指利用物理方法對污水進行粗略的處理,去除懸浮固體和沉降物質(zhì),如格柵、沉淀池、氣浮池等。
二級處理是指利用生物方法對污水進行進一步的處理,去除有機物和氮磷等營養(yǎng)鹽,如活性污泥法、生物膜法、生物濾池法等。
三級處理又稱深度處理,是一種凈化要求較高的處理,目的是除去二級處理中未能除去的污染物,包括不能被微生物分解的有機物、可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物(如氮、磷等)以及各種病毒、病菌等。一般采用的三級處理方法有:凝聚沉淀法、砂濾法、活性炭、硅藻土過濾法、臭氧化法、離子交換、蒸發(fā)、冷凍、反滲透、電滲析等方法。
污水處理流程圖(來源:網(wǎng)絡(luò))
排放
城市中經(jīng)過處理的雨水和污水需要通過各種方式進行排放或再利用,以便于保護環(huán)境和節(jié)約資源。常見的排放或再利用方式有排入受納水體、回灌地下水、灌溉農(nóng)田、綠化城市、供應(yīng)工業(yè)用水等。
排入受納水體是指將經(jīng)過一定標準的雨水和污水排入河流、湖泊、海洋等自然水體中,但要注意控制排放量和排放時機,避免對受納水體造成負面影響?;毓嗟叵滤侵笇⒔?jīng)過一定標準的雨水和污水通過人工井或滲濾場等方式注入地下,以補充地下水資源并改善地下水質(zhì)。
面向未來:城市排水系統(tǒng)的挑戰(zhàn)
目前,城市排水系統(tǒng)相對以前粗略式的排放污水已經(jīng)取得了巨大的進步,但仍然面臨著一些挑戰(zhàn):
1.城市化進程加速:隨著城市化的快速發(fā)展,人口數(shù)量不斷增加,城市面積擴大,建筑物和道路的增多,排水系統(tǒng)需要適應(yīng)更大規(guī)模的雨水和廢水排放。這給排水系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)和運營帶來了巨大挑戰(zhàn)。
2.氣候變化影響:氣候變化導(dǎo)致了極端天氣事件頻發(fā),如暴雨、洪水等。這些極端天氣事件給城市排水系統(tǒng)提出了更高的要求,需要能夠有效處理和排放大量的降雨水,防止水患和災(zāi)害發(fā)生。
3.基礎(chǔ)設(shè)施老化:許多城市的排水系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)存在一定的老化和磨損。長期使用和維護不足可能導(dǎo)致管道破裂、堵塞等問題,影響排水系統(tǒng)的正常運行。更新和修復(fù)老舊基礎(chǔ)設(shè)施需要大量的投資和資源。
4.土地利用變化:隨著城市發(fā)展,土地利用發(fā)生變化,如新增建筑物、道路或者土地改造。這些變化可能會影響原有的排水格局,導(dǎo)致水流受阻、積聚或者倒灌等問題,給排水系統(tǒng)帶來不確定性和挑戰(zhàn)。
5.水質(zhì)污染和環(huán)境保護:城市廢水排放對水體和環(huán)境造成污染,對水質(zhì)處理要求更高。同時,城市排水系統(tǒng)也需要考慮如何最大限度地減少對環(huán)境的負面影響,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
雨季一來,城市的排水系統(tǒng)作為防洪排澇、預(yù)防疾病傳播、實現(xiàn)水資源管理的重要角色就成為了大家關(guān)注的焦點。伴隨著海綿城市建設(shè)項目的不斷實驗完善,未來的城市排水系統(tǒng)將朝著更加綠色、智能和高效的方向發(fā)展。
在這個“秋雨知時節(jié)”的季節(jié)里,讓我們更加關(guān)注這位城市的“地下英雄”。只有當我們深入了解并關(guān)注城市排水系統(tǒng)時,我們才能更好地為建設(shè)更加宜居、綠色、可持續(xù)的城市貢獻自己的一份力量。