合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法技术

本发明专利技术公开了合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，包括如下步骤：S1：根据受纳水体的水质目标，计算出在该目标下水环境动态容量；S2：确定分析合流制区域旱季污水量与关键水质指标；S3：基于受纳水体水环境动态容量过程选择合适的截流倍数；S4：分析合流制溢流污染类型及截流井溢流污染对受纳水体水质影响。如果溢流污染超出受纳水体水环境容量负荷消减目标则重复上述S3‑S4步骤直至达到区域污染负荷消减目标；如果负荷消减目标实现则将其应用于实际河流水污染控制与治理中。本发明专利技术有益效果：将合流制区域污染负荷消减截流倍数的确定精确量化，提出截流倍数确定方法，使得合流制区域污染负荷消减截流倍数的制定更加科学、精准、经济。

A method for determining intercepting multiple of pollution load in confluent area

The invention discloses a method for determining the interception multiple of pollution load reduction in a combined flow system area, including the following steps: S1: calculating the dynamic capacity of the sewage environment under the target according to the water quality target of the receiving water body; S2: determining and analyzing the dry season sewage quantity and the key water quality index in the combined flow system area; S3: based on the dynamic water environment of the receiving water body. Selection of appropriate interception multiple for capacity process; S4: Analysis of the type of combined Overflow Pollution and the impact of interception well overflow pollution on water quality. If the Overflow Pollution exceeds the receiving water environmental capacity load reduction target, the above steps of S3_S4 will be repeated until the regional pollution load reduction target is reached; if the load reduction target is achieved, it will be applied to the actual river water pollution control and control. The invention has the beneficial effect of accurately quantifying the determination of the interception multiple of pollution load reduction in the combined flow system area, and putting forward the determination method of the interception multiple, so as to make the formulation of the interception multiple of pollution load reduction in the combined flow system area more scientific, accurate and economical.

【技术实现步骤摘要】
合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法
本专利技术涉及区域水污染控制与治理
，具体来说，涉及一种合流制区域污染负荷消减截流倍数的确定方法。
技术介绍
在我国城市排水系统建设中，合流制是用同一个管渠系统收集和输送污废水的排水方式，分为直泄式和截流式。其中，直流式合流制排水系统对周围水体污染严重，基本被改造。截流式合流制排水系统是在临河岸边建造截流干管，设置溢流井和污水厂，晴天和降雨初期的所有污水都输送至污水厂，处理后排入水体。随着降雨量增加，径流增加，当混合污水流量超过截流干管的输水能力后，部分混合污水经溢流井溢出排入水体，这种体制目前应用较广。当前，截流式合流制排水系统在我国城市普遍存在，但合流制管道溢流污染问题一直未得到有效解决。合流制管道溢流污水由旱季污水和雨水构成，其中旱季污水包括生活污水和工业废水。旱季，由于管道中流量较小，流速较低，易产生沉淀，部分污染物沉积在管渠底部；雨季，大量雨水进入合流管道，不仅带入径流冲刷的污染物，而且由于水量较大、流速较高，部分沉积于管渠底部的污染物被雨水冲刷，导致管道中污染物浓度明显升高，故合流制管道溢流污水直排入河将会影响受纳水体水质。截流倍数是指合流制排水系统在降雨时截留的雨水量与旱流污水量之比值。在截流倍数较小的情况下，就会发生合流制管道溢流，溢流污水将直接排入城市周边水体，污染受纳水体，而若截流倍数取值过大，工程投资量会大幅增加，造成不必要的浪费。在当前的设计中，截流倍数的取值一般按照住房和城乡建设部颁布的《室外排水设计规范》，取值1~5之间或参照国内外经验进行取值，其不确定因素诸多。可见，如何根据合流制区域降雨特征，基于受纳水体水环境动态容量，科学精准地选择经济合适的截流倍数对于区域水污染控制与治理尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方法是这样实现的：合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，包括如下步骤：S1：根据受纳水体的水质目标计算出该目标下的水环境动态容量，包括旱季和雨季；S2：通过资料收集和现场调查，分析控制区域旱季废污水量（生活污水和工业废水），及其主要水质指标变化特征；S3：基于受纳水体不同时期水环境容量，分析区域降雨特征，计算不同截流倍数下截流量，推算溢流水量，选择最佳截流倍数；S4：分析旱季和雨季合流制溢流污染特点，及截流井溢流污染对受纳水体水质影响，进而验证截流倍数选择是否合适。如果溢流污染超出受纳水体水环境容量负荷消减目标则重复上述S3-S4步骤直至达到区域污染负荷消减目标；如果负荷消减目标实现则将其应用于实际河流水污染治理中。进一步的，所述的步骤S1中基于受纳水体的水质目标计算出该目标下的水环境动态容量计算公式为：式中：W为计算河段的水环境容量，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，Q0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量；其中河流流量Q0的计算采用环境流量选择-水文法中的7Q10法。进一步的，所述的步骤S3中基于受纳水体水环境动态容量过程选择截流倍数，进一步包括：分析合流制区域至少3个自然年的降雨特征，包括降不同日降雨量的降雨事件数和降雨量统计、不同降雨强度降雨历时与降雨量统计；截流量采用《合流制系统污水截流井设计规程》中污水截流量计算公式进行计算，公式如下：Q=Qh(n0+1)式中：Q为污水截流量，m3/s；Qh为合流管道内旱流污水设计流量，m3/s；n0为截流倍数，1~5。为更好建立降雨量与截流量的关系，采用以下公式对截流量进行换算，具体如下：ih=Qh/(R×F×24)式中：ih为旱季污水等效降雨强度，mm/h；Qh为合流管道旱季污水量，m3/d；R为城市建成区平均径流系数，一般取0.5-0.8；F为截流范围建成区面积，km2。进一步的，所述的步骤S4中分析旱季和雨季合流制溢流污染特点，进一步包括：S4.1旱季合流制溢流污染类型Qh＝q1+q2+…+qi式中：Q为输送至污水处理厂水量，Qh为旱季污水量，qi为单个旱季污水量；Q＝Qh≤Qw，可全部进入再生水厂。S4.2雨季合流制溢流污染类型Q′1＝q′1+q′2+…+q′i式中：Q’1为截流井溢流水量；q’i为单个截流井溢流水量，这部分溢流污染为截流井溢流污染，对河水水质产生直接影响。当Q≤Qw时，污水处理厂可全部受纳输送水量，此时，污水处理厂不存在溢流污染；当Q>Qw时，超出污水处理厂最大受水量，需进行超越处理，此时污水处理厂将产生溢流污染。Q′2＝Q-QwQ为输送至污水处理厂水量，Q’2为超出污水处理厂最大受水能力的溢流水量；这部分溢流污染会因污水处理厂超越水量及超越方式的不同而不同。采用上述技术方法后，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术将合流制区域污染负荷消减截流倍数的确定精确量化，提出基于受纳水体水环境动态容量过程的截流倍数制定方法。本专利技术将使得合流制区域污染负荷消减截流倍数的制定更加科学、精准、经济。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例的基于受纳水体水环境动态容量过程的合流制区域污染负荷消减截流倍数确定流程图；图2是本专利技术实施例的某市2012-2014年降雨历时与降雨量统计；图3是本专利技术实施例的区域合流制溢流污染类型分析图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-3所示，本专利技术实施例所述的合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，包括如下步骤：S1：根据受纳水体的水质目标计算出该目标下的水环境动态容量，包括旱季和雨季；S2：通过资料收集和现场调查，分析控制区域旱季废污水量（生活污水和工业废水），及其主要水质指标变化特征；S3：基于受纳不同时期水体水环境容量，分析区域降雨特征，计算不同截流倍数下截流量，推算溢流水量，选择最佳截流倍数；S4：分析旱季和雨季合流制溢流污染特点，及截流井溢流污染对受纳水体水质影响，进而验证截流倍数选择是否合适。下面以北方某河流水污染控制与治理为例，详细说明基于受纳水体水环境动态容量过程的合流制区域污染负荷消减截流倍数的确定方法：(1)受纳水体水环境动态容量计算水环境容量是指水环境单元在特定的环境目标下所能容纳污染物的量，亦指环境单元依靠自身特性使本身功能不至于破坏的前提下能够允许的污染物的量。本方案中水环境容量核算主要是采用《河流水环境容量计算模型分析》中的以下公式(控制断面法)进行计算：式中：W为计算河段的水环境容量，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，Q0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量。对于河流流量的选择方法采用了的是环境流量选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据受纳水体的水质目标，计算出在该目标下旱季和雨季的水环境动态容量；S2：确定分析合流制区域旱季污水量与关键水质指标；S3：基于受纳水体水环境动态容量过程选择合适的截流倍数；S4：分析旱季和雨季合流制溢流污染类型及截流井溢流污染对受纳水体水质影响，验证并确定合适的截流倍数。

【技术特征摘要】
1.合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据受纳水体的水质目标，计算出在该目标下旱季和雨季的水环境动态容量；S2：确定分析合流制区域旱季污水量与关键水质指标；S3：基于受纳水体水环境动态容量过程选择合适的截流倍数；S4：分析旱季和雨季合流制溢流污染类型及截流井溢流污染对受纳水体水质影响，验证并确定合适的截流倍数。2.根据权利要求1所述的合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，其特征在于，步骤S1中所述的基于受纳水体的水质目标计算出该目标下的水环境动态容量计算公式为：式中：W为计算河段的水环境容量，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，Q0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量；其中河流流量Q0的计算采用环境流量选择-水文法中的7Q10法。3.根据权利要求1所述的合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，其特征在于，步骤S2所述的中旱季污水包括生活污水和工业废水。4.根据权利要求1所述的合流制区域污染负荷消减截流倍数确定方法，其特征在于，步骤S3所述的中截流倍数的选择，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：单保庆，李振涵，
申请(专利权)人：北京中科乾和环保科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11