外部污染源控制是城市湖泊水體治理最關鍵的一環。城市老城區管道年限久遠，混接嚴重，排查困難，單純依靠管道改擴建難以達到污水截流、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用效果。

　　一、工程概況

　　南太子湖藍線內面積約3.571km2，匯水面積約16.32km2，藍線長度約14.1km，湖底高程約17.500m，高水位時水深約1.7m，規劃常水位18.650m，規劃控制最高水位19.150m。控源截污工程包括新建1座調蓄池、2座一體化污水提升泵站、8座智能分流井及相應截污管道2750m，調蓄池有效容積2.8萬m3，單座泵站污水處理效率為360m3/h。

　　二、水環境污染源頭治理

　　2.1 源頭分析

　　導致城市水環境污染的主要原因有3個：外源污染、內源污染和水體生態功能喪失。外源污染主要由工業廢水、生活污水和徑流污染3方面導致。城市降雨徑流污染在城市水環境質量惡化過程中占有重要地位。

　　2.2 外源治理

　　水環境外源治理中，主要是防治城市降雨徑流污染，根據以往資料可知，初期5mm徑流中污染負荷占總負荷的平均值為48%，初期10mm徑流中污染負荷占總負荷的平均值為67%，初期15mm徑流中污染負荷占總負荷的平均值為78%。雨水中初期攜帶的污染物占全部雨水攜帶的污染物的絕大多數，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號分流井進入截污干管(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應有一個最大限流功能。

　　3.1.2 流量調節功能

　　隨著污水廠的擴建或建設污水廠削峰調蓄池，截污干管的擴建提升輸送能力或建截污干管的削峰調蓄池，最大限流值可能增加，截污管道b-c應具有流量調節功能。

　　3.1.3 截斷功能

　　若下中大暴雨，從a進入b的雨水中含有極低濃度的污水時，即符合排放標準時，應將雨水從b到d排入自然水體，不必送入截污干管到污水廠，此時需關閉從b到c的通道，即b-c須有截斷功能。

　　3.1.4 止回功能

　　有時截污干管的水位(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進入分流井中，然后沿b-d進入自然水體，故c-b應有止回功能。

　　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

　　進入a-b的初期雨水，按水質要求應全部截流至污水干管，中大暴雨時，可能會造成城市洪澇。在安全第一的情況下降低b-d的擋水高度，防止城市內澇，同時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，從而實現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高，河湖水便會直接進入污水廠，造成進入濃度低或高于城市內澇的警戒水位時，導致城市內澇發生。從b到d須有止回功能。

　　3.2.4 泄洪功能

　　在止回的同時，有時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，行洪時不能有阻礙。固定堰等會阻礙行洪。理想狀態下，行洪時堰門必須全開。

　　3.3 應用效果

　　智能分流井通過內部液位計及水質監測儀測得的指標數據，結合計算機設定的程序，通過液動下開式堰門及液動限流閘門，不同天氣、管道流量、水體水質，自動調節堰門、限流閘門的開啟幅度，實現不同條件下的智能截流功能。

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

　　2)當井內的污染物濃度C大于設定的污染物濃度值(如80mg/L)時，液動下開式堰門關閉至警戒水位對應的開度，液動限流閘門開啟，液動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超過設定的流量值。污染物濃度超標時智能分流井的工作狀態如圖3所示。

　　3)當井內的污染物濃度C小于設定的污染物濃度值(如80mg/L)時，液動限流閘門關閉，液動下開式堰門開啟，后期雨水排放到自然水體。圖4所示為污染濃度正常時智能分流井的工作狀態。

　　4)當井內水位大于警戒水位時，液動限流閘門關閉，液動下開式堰門開啟行洪。

　　防止自然水體倒灌的控制原理為：當自然水體水位上升時，超聲波液位計將信號傳送給控制室，控制室控制液動下開式堰門上升，使堰頂始終比自然水體水位高150mm，防止自然水體倒灌。當自然水體水位下降時，液動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所示為井內水位大于警戒水位時智能分流井的工作狀態。

　　四、智能分流井在城市水環境治理中的應用

　　隨著武漢經開區(漢南區)經濟社會發展和城市功能定位提升，帶來局部水環境質量差、水生態受損嚴重、環境隱患多等問題，影響和損害群眾健康，不利于經濟社會持續發展。2016年環保部門監測數據表明，武漢經開區(漢南區)2條重點河流水質監測斷面水質均未達到水質管理目標：26個重點湖泊中水質劣于IV類標準的湖泊有16個，水質達水質管理目標的僅8個，不到湖泊總數的30%。部分水體仍有惡化趨勢，氮磷超標較突出，水體生態結構破壞，生態功能退化。規劃區域水體外源輸入性負荷長期超標，沒有得到有效控制，進一步加劇了本區域水體惡化。隨著武漢市國家中心城市的發展和武漢經開區(漢南區)城市功能定位進一步提升，水污染形式更加嚴峻，大污染防治工作壓力將更加艱巨。

　　在對武漢市經濟技術開發區南太子湖進行水環境治理過程中，分別設置污水和雨水2套獨立的管渠系統，并在雨水支管上每隔一定距離設置1座截流井，截流井內設置截流管與污水管相通。雨季時，截流井內設置截流管與污水管相通。雨季時，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，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。

　　通過應用智能分流井，有效控制面源污染，使南太子湖水質有了明顯提升。根據連續2個月對南太子湖周邊排口處的水質分析，水質從劣于IV類變為V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)