摘要　针对屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层要求快速量大和水质要求高的特点，设计了相适宜的砂滤柱。采用室内砂滤试验研究了济南市屋面雨水径流回灌裂隙岩溶含水层之前的雨水净化效果。结果表明，砂柱对屋面雨水径流污染物有明显的去除效果，浊度的平均去除率达到87％，悬浮物的平均去除率达到70％以上，对色度、挥发酚、Pb和zn也有一定的去除效果，对NH₃-N、NO₂-N的去除效果较差。浊度、色度和悬浮物等大部分污染物的去除主要集中在上层完成，因此，砂柱的上层需要定期更换。
　　关键词　屋面雨水径流，砂滤柱，裂隙岩溶含水层补给管理。
　　随着济南城区面积不断扩大，不透水面积逐年增大，一方面汛期雨水白白流走，造成缺水和洪涝等灾害，另一方面，由于城市不透水面积不断的增大，雨水的人渗量减少，直接影响到泉水喷涌和地下水环境，因此，城市雨洪水回灌岩溶含水层是济南市水资源管理的重要措施之一。然而，已有研究结果表明，城市地表径流含有相当数量的悬浮颗粒物、营养盐、重金属和有机污染物，如未经处理回灌地下岩溶含水层，会污染地下水。城市屋面雨水便于收集且水质相对城市地面雨洪水较好，具有一定的开发利用潜力，成为城市雨水利用的重点对象。同时，济南市区域内的巨厚裂隙岩溶含水层为回灌提供了天然的储水空间。因此，掌握屋面雨水水质和对去除屋面雨水径流污染物方法的研究是有效利用雨水资源和回灌裂隙岩溶含水层的基础。
　　何江涛、陈鸿汉等提出的人工快速渗滤系统(Constructed Rapid Infiltration)，其渗滤池为人工填充的天然介质，主要由河流冲积砂颗粒组成，砂粒直径小、比表面积大、介质孔隙度小，并掺入一定量的特殊填料，通过渗滤介质和微生物的物理、化学、生物吸附，过滤与净化作用和自我调控功能，使污水得以净化。田景宏等人提出的利用砂滤人工湿地系统处理污染河水，取得了一定的处理效果，创造了良好的生态景观效果。Taylor Eighmy提出的利用砂滤和活性炭相结合的方法处理雨水，Adin A提出的用细砂组成的渗滤系统过滤后的微污染水来进行回用。雷鹏举等人利用微絮凝直接过滤系统处理低浊地表水效果明显。
　　本文通过室内砂柱过滤试验，研究探讨了整个砂滤柱和不同粒径砂层对济南市屋面雨水径流在回灌裂隙岩溶含水层之前的净化效果，目的是预处理设施既满足岩溶含水层渗透性好的特征又满足汛期屋面雨水处理后达到回灌水质的要求。
　　1　实验部分
　　1.1　试验装置
　　本试验主要采用石英砂滤柱，整个砂滤系统见图1。石英砂滤柱是内径为13cm的有机玻璃柱，高230cm，柱底有承托层，高为10cm。滤料高130cm，砂层上端铺有鹅卵石防止水流过大冲散上层砂粒，下端装以直径为1-2mm、高为8cm的砂层，以防止细沙漏过滤网。砂柱上部设有溢流口用于控制水头，为保证渗流符合达西定律留下15cm作为淹水水头空间。沿砂柱高每隔15cm设置取样口，通过打开阀门收集水样。根据试验需要选择取样口布设5个测压管，测定各砂层的渗透系数。