长江流域丘陵与平原2类典型城镇面源污染来源解析

在长江流域丘陵城镇重庆永川区和平原城镇常州金坛区分别选取各含合流制和分流制2种排水体制的4个区域作为研究对象,监测雨天4个区域的河流、沿河排口和下垫面径流相关数据,分别采用河流质量守恒法、PMF模型和地表径流质量守恒法解析2类城镇4个区域面源对河流污染贡献、沿河排口污染来源贡献和各下垫面污染贡献。结果表明,城镇面源对4个研究区域内河流的5项水质指标(SS、COD、NH₃-N、TN和TP)均有一定程度的贡献,其贡献率与降雨等级、地区特征和排水体制有关;降雨期间,在2类城镇2种排水体制的沿河排口污染负荷来源中,地表径流是SS和COD负荷的主要来源,生活污水和管道沉积物是NH₃-N、TN和TP负荷的主要来源;受地形坡度和人口密度等因素影响,永川和金坛的主要产污下垫面不同,永川为小区道路,金坛为交通道路和屋顶。为提高上述研究区域面源污染的精细化管理,提出了针对性的控制措施。     

上海市城区径流污染及控制对策

随着城市点源污染控制程度的提高,雨水径流引起的面源污染日益突出.非渗透性地表径流污染成为城市水体污染的主要来源.对上海市城区非渗透性地表径流进行了为期3年的采样调查,监测了COD、BOD5、SS、NH3-N、TP和TN等污染物指标,并估算了单位面积径流年污染负荷.结合上海市实际情况,提出了城区径流污染控制的综合策略.     

沛沿河流域农田地表径流氮流失的模拟研究

在室内人工模拟降雨条件下,选择沛沿河流域最具代表性的3种土地利用类型,研究暴雨过程中农田地表径流氮的流失规律。结果表明,在暴雨条件下,3种土地利用类型的地表径流量大小顺序为水稻田林地果地;地表径流氮流失量随土地利用类型表现出明显差异,暴雨条件下3种土地利用类型的地表径流水相TN流失量大小顺序为果地林地水稻田,地表径流水相颗粒态氮(PN)占水相TN的比例在67%以上,地表径流沉积物相TN流失量大小顺序为林地水稻田果地,地表径流氮流失均以水相为主;3种土地利用类型的累积地表径流量与累积氮流失量的相关系数都在0.99以上。     

城市湖泊总磷对干湿沉降和地表径流污染的响应研究

随着对水污染的深入治理，干湿沉降、地表径流等面源污染逐步成为城市湖泊最重要的污染源之一。通过对武汉市东湖流域连续4个月干湿沉降和2场次地表径流的监测，分析了湖泊水体总磷(TP)对干湿沉降和地表径流污染的响应。结果表明，东湖湿沉降TP累积通量远大于干沉降TP累积通量，这可能与降水的洗尘作用有关；低强度降雨地表径流TP质量浓度为0.74～1.59 mg/L,高强度降雨地表径流TP质量浓度为0.95～5.82 mg/L,初期地表径流TP浓度大于后期地表径流；湖泊TP浓度变化与风速、湿沉降TP通量、降雨量紧密相关，当降雨量小于20 mm时，风速是造成湖泊中TP变动的主要因素之一，当降雨量超过20 mm时，湖泊TP变化与湿沉降TP通量变化较为一致。点源污染防治与大气污染治理、城市道路清洁、城市绿化、沉水植物生态恢复等的协调治理，将是未来城市湖泊TP污染防治的重要途径。     

集水花坛对农村区域初期地表径流的净化效果

针对农村集中居住区地表硬化,高氮磷浓度的初期地表径流直排进而污染附近河道的问题,设计了"集水花坛-拦截沟"组合工艺,研究了4个不同水力停留时间(HRT)下处理初期地表径流的净化效果。结果表明:"集水花坛-拦截沟"组合工艺利用植物吸收、微生物降解及基质层吸附拦截的综合作用,有效降低了农村初期地表径流中的污染物浓度;在4种HRT条件下,该组合工艺均可快速去除径流水体中的悬浮物SS,去除率达96%以上;当HRT为3 d时,该组合工艺能够显著降低径流水体中的TN、TP及COD值,去除率分别达到90%、90%和75%以上,且出水TN和COD达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水标准,TP浓度达到V类水标准。以上结果可为农村初期地表径流的处理提供技术参考和数据支撑。     

昆明主城区城市地表径流污染特征分析

昆明市位于滇池上游,城市地表径流污染负荷对滇池水质具有直接影响。通过对昆明主城区内不同功能区12个监测点7次降雨径流过程水样的采集与分析,研究了昆明主城区城市地表径流污染特征。结果表明,昆明主城区城市地表径流中TSS、COD、TN和TP的多场降雨平均浓度分别为182.8、138.2、2.37和0.43 mg/L。不同功能区的地表径流水质存在显著差异(p<0.05);各功能区径流污染负荷顺序为:公路区>商业区>住宅区>文教区;不同功能区单场降雨径流水质动态变化规律是:污染物浓度在降雨径流初期相对较高,中后期浓度快速下降,并逐渐趋于稳定;地表利用功能、降雨特征和交通流量是影响城市地表径流水质的主要因素;城市地表径流中COD、TN、TP与TSS之间有较好的相关性,说明大部分的污染物质是以颗粒吸附态存在。     

于桥水库流域污染负荷估算和管理效果评估

于桥水库流域非点源污染已成为政府高度关注的热点问题之一。使用非点源污染负荷模型PLOAD,以流域数字高程模型(DEM)、2010年土地利用现状图和不同土地利用的污染物输出系数等作为模型主要输入数据,结合流域现场调查监测等方式,对于桥水库流域的TN和TP污染负荷进行估算,分析污染物的空间分布特征,模拟实施不同管理实践下的流域TN和TP削减率。结果表明,于桥水库流域内TN和TP污染负荷分别约为223.4、19.5t/a,分布特点为"南部高于北部,河流和水库沿岸污染较重"。综合管理实践对TN和TP的削减率分别为24.49%、27.23%,其中农村人畜粪便管理、生态移民等的去除效果较显著。     

非点源污染负荷估算方法研究进展及对北京市的应用

非点源污染是目前影响北京市水环境质量的主要污染源之一,对国内外水环境非点源污染负荷估算方法的研究进展及应用情况进行了总结和分析,介绍了污染负荷当量法、径流分割法、经验相关关系法等经验统计方法,并重点对SWMM模型、输出系数模型等模型估算方法的原理、特点及对北京市的应用情况进行了概括分析。     

不透水表面雨水径流污染物冲刷规律研究

针对雨水径流污染冲刷模型中降雨强度与污染物冲刷存在的时间差问题,采用有效降雨强度替代降雨强度,建立了径流污染物冲刷模型,并利用建立的模型对不透水表面雨水径流污染物冲刷进行了模拟。结果表明,模型对SS、COD、TN和TP模拟的相关系数R2平均为0.87、0.81、0.93和0.89,具有较高的模拟精度。SS、COD、TN和TP的冲刷系数分别为0.77、0.66、0.92和0.74 mm-1,TN的冲刷系数略高,但总体相差不大。SS、COD、TN和TP均显示了较强的初期冲刷效应,在有效降雨强度为4 mm时,截留初期雨水径流量的35%~40%,即可控制70%以上雨水径流污染物。建立的模型可应用于研究不透水表面的雨水径流污染物冲刷规律,为雨水径流污染物控制提供理论计算依据。     

晋江西溪流域茶园降雨径流产污特征

在野外模拟降雨条件下,开展了晋江西溪流域茶园和裸地的径流产沙及氮磷养分流失过程对比实验,研究结果表明,在相同降雨强度下,3种下垫面径流和产沙量顺序均为:裸地＞2年茶园＞4年茶园,径流量与产沙量之间呈显著正相关.对地表径流水相而言,2年茶园、4年茶园和裸地的TN流失量分别为:461.29、129.38和107.86 mg/m2;NO3-N流失量分别为:286.42、98.58和103.00 mg/m2,均占TN流失量的60％以上;NH4-N流失量分别为:48.67、16.19和4.42 mg/m2;Tp流失量分别为:34.71、16.47和23.88 mg/m2.对径流泥沙相而言,2年茶园、4年茶园和裸地的TN流失量分别为:379.28、44.81和747.16 mg/m2,占流失总量的比重在25.72％～87.93％之间;TP流失量分别为:27.94、4.17和58.85 mg/m2,占流失总量的比重在53.42％ ～68.36％之间.茶园的N、P主要随径流流失,而裸地以泥沙迁移为主.这说明茶叶种植具有一定的水土保持效应,且种植年限较长的茶园可显著减少随径流泥沙进入水体中的N、P元素.     

不同地表雨水径流冲刷特性分析

选择北京市某城区典型地表(校园、自行车道、商业街和高架桥)的雨水径流作为研究对象,系统分析了不同地表雨水径流的冲刷特性。分析结果表明:不同地表初期冲刷现象都比较明显,控制不同地表20%的初期雨水可以削减污染物总量的40%～60%,高架桥初期雨水径流中COD、SS和TP浓度最高,校园初期雨水径流中TN浓度最高。不同地表雨水径流的水质优劣顺序为:校园>商业街>自行车道>高架桥。校园和自行车道在整个降雨过程中D50和D90粒径大小相近,分别为30μm和50μm左右,且变化幅度都较小。高架桥和商业街在雨水径流初期D50和D90粒径有明显减小,但后期均出现较大幅度的波动,其粒径明显大于校园和自行车道。上述研究成果对于城市不同地表雨水径流污染控制和场地开发具有重要意义。     

不同降雨条件下非渗透地表径流TOC、TP输出规律和成因分析研究

研究城市非渗透地表径流TOC和TP的污染特性具有重要意义。以北京工业大学西校区和西大望路为研究对象,选取2015年的4场典型降雨场次(6月26日、7月18日、7月27日和8月31日),对该区域的非渗透地表径流中TOC和TP的输出规律及成因进行研究。结果表明:径流中TOC在各非渗透地表之间的变化差异性比TP大;非渗透屋面、道路和广场的地表径流污染初期冲刷效应显著,其中西大望路TP、TOC的初期径流浓度总体最高;地表径流污染物浓度受到下垫面空隙率、清扫频率和降雨间隔时间的影响,降雨间隔时间越长时TOC和TP的累积量越大,形成的径流浓度就越高,当下垫面空隙率越大时,TOC和TP越易蓄积,形成的径流浓度也越高。     

苏州市工业用地地表径流污染特性研究

对苏州新区枫桥工业园湘江路段的10场有效降雨事件的地表径流污染特性进行了研究.研究表明.地表径流水质参数COD、SS、NH3-N、TN、TP均服从对数正态分布,在95%置信水平下,SS与COD、TP、TN之问存在线性相关性(R=0.45～0.72).统计了污染物事件平均浓度(EMC),COD、SS、NH3-N、TN、TP的EMC中值分别为213、491、2.65、5.19、1.07 mg/L,相对应的单位面积污染物负荷分别为1 898、4 375、24、46、10 kg/(hm2·a).与韩国Chongju工业区和上海市相比,SS负荷高是苏州新区枫桥工业园地表径流水质的主要特点,削减SS负荷对控制其非点源污染具有重要意义.     

吉林省招苏台河流域农业非点源污染特征研究

招苏台河吉林段为辽河重污染支流,以发展农业为主的产业结构使流域内非点源污染十分严重。采用输出系数法与地理信息系统(GIS)技术相结合,对2003—2012年流域农业非点源污染的组成结构、年际变化和空间分布特征进行研究。研究结果表明:(1)2003—2012年研究区农业非点源TN、TP负荷均呈先增后减趋势,TN负荷平均贡献率由高至低依次为种植业(52.62%)、畜禽养殖业(37.66%)、农村生活(9.72%);TP负荷平均贡献率依次为畜禽养殖业(51.58%)、种植业(30.36%)、农村生活(18.06%);(2)河流两岸1 000m缓冲区内农业非点源污染负荷相对集中,2012年缓冲区内TN、TP负荷分别为流域总负荷的50.30%、54.68%;(3)种植业和农村生活所产生的污染相对稳定,缓冲区内的畜禽养殖业是该流域农业非点源污染防治的重点和突破口。     

降雨促渗对地表径流污染物负荷影响模拟试验研究

建立模拟降雨装置,研究降雨条件下功能性材料与聚合物对降水土壤渗透性与地表径流污染负荷的影响.研究证实,沸石与PAM不仅能够促进降雨土壤水的入渗、延缓并减少地表径流,而且使土壤渗液和地表径流水质TSS、TN、TP、COD污染物负荷降低.以3 kg/hm2 PAM、3 kg PAM与7.5 t/hm2沸石、6 kg/hm2 PAM 3种方式处理,径流COD负荷为对照的39.12%～69.76%、26.14%～46.63%和20.60%～28.09%;TN、TP与TSS负荷较对照分别减少44.36%～96.47%、66.63%～98.99%、93.71%～99.62%和50.46%～98.40%、83.30%～99.31%、94.91%～99.72%和31.06%～77.23%、46.82%～86.22%、83.54%～95.33%.聚合物与功能性材料改良土壤是一种削减地表降雨径流非点源污染的有效手段.     

河水受百年一遇大旱后城市降雨径流的污染与治理

2009年入秋至2010年春,中国西南地区发生了百年一遇的特大旱灾。为探讨河水受百年一遇大旱后降雨径流污染的状况,对昆明典型交通干道路面的降雨径流和河水水质进行了监测,分析了大旱后降雨径流污染的严重性和对河水水质的影响,并考察了曝气塘—浮石床水平潜流人工湿地复合系统处理大旱后由城市降雨径流污染导致的重污染河水的效能。结果表明,大旱后的前3场降雨径流污染程度较正常雨季降雨径流污染程度严重,SS、COD、TN及TP浓度平均高出1.3倍。大旱后的前3场降雨径流溢流会对河流造成严重污染。该复合系统在塘调蓄—循环处理运行工况下能有效处理大旱后的重污染河水,对SS、COD、TP、TN和NH4+-N的平均去除率分别为98%、90%、96%、60%和90%,出水均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。     

遗传算法推求瞬时单位线参数并计算流量过程线

城市雨水地表径流模型的目的是推求城市雨水地表径流的流量过程线，从而模拟雨水的地表径流过程。瞬时单位线法是解决模型的一种方法。由瞬时单位线推求S曲线和时段单位线，可以得到城市雨水口径流的流量过程线。瞬时单位线是该过程的基础，求解瞬时单位线参数N和K值是十分重要的。与过去用矩法求解这两个参数比较，介绍了用遗传算法来推求瞬时单位线参数的方法和过程，并验证了遗传算法推求参数的可行性和可信性。     

城市污泥植物处理对地表径流和下层土壤的影响

城市污泥的农业利用逐渐成为世界城市污泥处理处置的最具前景的方式之一。通过设置无污泥+不种植物、污泥+不种植物、污泥+东南景天单种、污泥+东南景天与香芋套种4个处理,对污泥植物处理系统的地表径流以及各处理1年后的下层土壤(20~40 cm)进行了监测。研究结果表明:地表径流中的TN、TP和COD的含量随着时间的推移均有不断下降的趋势,其中,地表径流中的TP含量超出国家污水综合排放中的二级标准。地表径流中Zn、Cd、Cu和Pb的含量随着时间的推移略有上升的趋势,但它们的含量远低于国家污水综合排放标准中的二级标准。处理1年后下层土壤中的氮磷钾和有机质含量明显提高,下层土壤中的Zn、Cd、Cu和Pb含量也有一定程度的增加。     

煤火裂隙区CO_2排放通量观测装置的开发与应用

煤田自燃中的CO2排放是碳排放的重要组成部分。对煤火区CO2排放的观测研究有助于准确估算煤炭烧失量和温室气体排放量。以空气动力学理论为基础,开发了针对CO2排放监测的环境数据实时采集系统,用于采集CO2浓度以及不同高度的气温和风速等环境参数,最终估算CO2排放通量。所研制的系统在内蒙古典型煤火裂隙区现场进行了实验观测。结果表明,在煤火裂隙区CO2排放通量观测研究中,根据通量估算模型开发的低成本移动式在线观测装置具有同时采集多种环境参数的特性,工作稳定,结果合理,弥补了目前观测方法和设备中的不足,具有一定的实用价值。     

太湖北部藻类生长旺盛期大气氮、磷沉降特征

按照<大气降水样品的采集与保存标准>(GB/T 153580.2-92)收集大气N、P沉降物和降水量,并测定了2007年5～11月太湖北部梅梁湾藻类生长旺盛期间大气TN、TP的干、湿沉降通量.结果表明,太湖北部梅粱湾大气TN月湿沉降通量和月总沉降通量的变化趋势均呈双峰型特征,与当地梅雨和台风侵袭时的降水量呈明显正相关,并且TN的月湿沉降通量高于月干沉降适量,但降水量最少的11月则相反;大气TP月干、月湿沉降通量呈相互交替的变化趋势.大气N沉降物中主要以溶解性氮(TDN)为主,平均约占91.4%;而P沉降物中溶解性磷(TDP)占的比例相对较低,平均约为65.1%.经测定,2007年太湖北部梅梁湾TN和TP的年沉降通量分别为2 976、84.0 kg/km2,相比2002年7月至2003年6月分别下降34.4%和78.7%;2007年太湖北部梅粱湾大气TN的年沉降量高达6 958 t,远超过太湖湖泊生态系统理论允许的TN年沉降量.