3.1項目簡介
平原河網城市主要位于長三角區域,然而該區域在雨水徑流控制方面,面臨“土壤滲透差易形成徑流且難控制污染、地形平坦管道流速低易形成淤積、排出口分散且淹沒出流難以攔截污染”等技術瓶頸,在國家水體污染控制與治理重大專項資助下,由研究團隊歷經9年的研發和示范,形成“平原河網城市雨水徑流控制成套技術”標志性成果。最終形成了“源頭削減、過程控制、末端治理、管理保障”的成套化技術體系,技術路線見圖3-1。
經科技成果鑒定,由任南琪院士為組長的專家組一致認為該科技成果整體上達到國際先進水平,其中基于介質強化的土壤改良增滲減排技術、淹沒式排水口污染削減集成技術等處于國際領先水平。
3.2主要技術內容
1.創新點
(1)源頭削減:揭示了平原河網城市不同下墊面的雨水徑流污染規律,提出了粘性土壤的填料改良與介質強化控污、促滲機制,研發出了粘性土壤的強化改良方法,可使滲透系數提高90-5030倍,氨氮去除率可達27%-93%,總磷去除率可達30%-99%。基于多層級調控原理,研發了多場地雨水徑流源頭水量、污染雙削減系列技術與裝備,實現了雨水徑流水量和水質的顯著削減效果。
(2)過程控制:揭示了低流速下管道沉積物的起動規律,借助電子顯微鏡發現了微生物對含有機質的沉積物起動的影響,將生物粘性力加入并完善了現有的沉積物起動理論。在此基礎上,研發了低碳、精準的雨水徑流過程控制系列技術與裝備,實現了雨水徑流水量、水質的過程控制。
(3)末端治理:揭示了雨水排水系統分散式排放口污染排放特征與規律,發展了人工滲流設施多孔介質滲流流場與堵塞形成的互饋機制與規律,發現了懸浮顆粒在多孔介質中遷移-累積-壓實的堵塞形成過程,以及生物群落在生物堵塞的過程中的變化規律,提出了典型填料的物理堵塞閾值。在此基礎上,研發了基于不同尺度下的濱水空間立體式雨水徑流末端截控系列技術與裝備。
(4)管理保障:形成了“以水環境改善為主,兼顧排水安全。源頭削減優先,水系調蓄為重”的分層級規劃管控體系;形成了“增加審查內容不增加審批流程”符合浙江省最多跑一次要求的管控體系。
2.應用情況
成果在嘉興形成了建筑小區、城市道路、綠道、合流制區域調蓄與生態凈化4大類示范工程。作為嘉興第一批海綿城市試點的技術支撐,相關規劃技術、標準體系和管控辦法在嘉興18.44 km2試點區、嘉興全域進行了推廣應用。
研發團隊參與編制了《浙江省海綿城市規劃設計導則》等4項標準規范。在杭州、臺州承擔了海綿項目的設計,項目成果在浙江省進行了應用。
(3)經濟、社會效益情況
成果應用帶來顯著的環境效益。嘉興市海綿試點區18.44km2范圍,通過成果應用,每年可削減雨水徑流污染物COD約720噸,削減合流制溢流污水COD排放11噸/年。
借助本課題嘉興成功成為國家海綿城市試點,試點投資為40.24億,項目總投資為40.93億元。按照項目參與單位嘉興規劃院和泰寧兩家企業的經濟收入測算,及嘉興海綿試點區內因內澇降低、環境提升的土地升值,每年在經濟上收入約2.8億。且因雨水源頭減排和利用,節約優質水的使用和降低管網養護,每年可以節約投入經費約2.29億。本項目15年即可收回投資成本,經濟效益明顯。