降雨入渗与地表径流污染减量模拟试验研究

针对造成水体污染的城市降雨地表径流问题,建立模拟降雨系统,选用聚合物与功能材料,改良土壤结构,提高土壤对雨水的渗透性,削减地表径流及径流携带污染物对纳污水体的污染.结果表明,复合施用PAM与沸石使降雨径流过流体土壤结构被改良,对降雨径流的削减作用明显,对土壤的降水渗透有显著的促进.数据表明,沸石与PAM配施对削减降雨地表径流与提高降雨土壤入渗的效果有协同作用.在36、72和108 mm/h不同降雨强度下,处理土壤水的入渗较对照分别提高了35%～76%、32%～66%和18%～47%,降雨后土壤的含水量较对照可提高1～5倍.     

降雨入渗与地表径流污染减量模拟试验研究

针对造成水体污染的城市降雨地表径流问题,建立模拟降雨系统,选用聚合物与功能材料,改良土壤结构,提高土壤对雨水的渗透性,削减地表径流及径流携带污染物对纳污水体的污染.结果表明,复合施用PAM与沸石使降雨径流过流体土壤结构被改良,对降雨径流的削减作用明显,对土壤的降水渗透有显著的促进.数据表明,沸石与PAM配施对削减降雨地表径流与提高降雨土壤入渗的效果有协同作用.在36、72和108 mm/h不同降雨强度下,处理土壤水的入渗较对照分别提高了35%～76%、32%～66%和18%～47%,降雨后土壤的含水量较对照可提高1～5倍.     

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.     

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。     

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人渗、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3kg／hm^2PAM、3kgPAM与7．5t／hm^2沸石、6kg／hm^2 PAM3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％～99．3l％、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袁降雨径流非点源污染的有效手段。     

2种改良土壤渗滤系统对降雨径流中氮的去除

为研究改良土壤渗滤系统对降雨径流中不同形态氮(NH+4-N,NO-3-N,NO-2-N,TN)的去除效果及径流中氮负荷对氮去除率的影响,实验分别以聚氨酯泡沫和人工草皮为改良材料,以降雨径流中的氮为处理对象进行室内模拟研究。结果表明,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统及草皮土壤渗滤系统对TN,NH+4-N均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。TN平均去除率分别为72.65%和71.07%,NH+4-N平均去除率分别为98.10%和99.09%。2种渗滤系统对NO-3-N去除效果均较差,表现为-420.07%和-171.66%的负去除率。聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对NO-2-N的平均去除率为87.29%,高于草皮土壤渗滤系统53.77%的平均去除率。总体上,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对径流中氮的去除效果优于草皮土壤渗滤系统,具有较好的应用前景。     

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.     

管道沉砂用作雨水花园土壤改良材料的可行性

以建筑黄砂为对照,采用排水管道清通作业产生的管道沉砂作为提高土壤渗透性能的改良材料,通过模拟土柱实验考察了雨水花园对路面径流污染的控制效果.实验结果表明,在装置初始运行阶段,模拟柱中污染物的淋出浓度迅速降低,污染地下水的风险很低;当污染物淋失达到稳定时,掺加同比例管道沉砂与建筑黄砂的模拟柱在提高土壤渗透速率方面效果相近,而对COD、TP、TSS、NH4+-N、NO3--N、重金属等污染物的去除两者效果则相差不大.结果表明,以管道沉砂作为土壤改良材料,在降低南方粘性土壤地区雨水花园的建造成本、实现废弃物的再利用方面具有良好前景.     

沸石渗滤床在城市初期雨水径流污染控制的应用研究

根据城市初期雨水径流的污染负荷初始冲刷效应以及主要污染物COD和N/P与SS成线性相关性的污染特点,对初期雨水的主要污染物COD和N/P开展了控制技术研究。以示范工程为基础,研究城市初期雨水径流污染控制的强化处理技术即沸石渗滤床技术,运行结果表明,对NH3-N、TP、COD都有较好的去除效果,其中对NH3-N的去除效果较为明显,进水氨氮浓度在2～5 mg/L,出水都能达到地表IV类水标准(NH3-N≤0.5 mg/L)。     

西安市城市主干道路面径流污染及沉淀特性研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流采样站,利用自制流量等比例采样装置,采集2009年3-11月的34场降雨径流,测试研究径流SS、COD事件平均浓度(EMC)、有机污染物赋存状态,并就降雨特征对径流污染的影响进行相关分析,还采用累积曲线法对16场径流水样进行沉淀实验,研究沉淀对径流中污染物的去除效果.结果表明,城市...     

生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%～98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。     

城市降雨径流人工湿地处理的效能研究

根据广东省东莞市同沙水库集水区的降雨径流的平均水质特征,采用改进的人工湿地系统对其污染物的降解效果和耐冲击负荷能力进行了模拟研究,实验中人工模拟城市降雨径流污染物平均浓度COD为169.19 mg/L、TP为0.58 mg/L、TN为5.69 mg/L和NH4+-N为3.69 mg/L.实验结果表明,该湿地系统各对污染...     

草皮缓冲带对洱海流域面源污染的削减效果

在前期植物调查和资料调研的基础上,构建了以百慕大、结缕草、混播草草皮为陆生植物的缓冲带,以洱海流域面源污染水样为这些植被缓冲带的进水,进行削减效果的现场中试实验。结果表明,裸露地表对径流SS几乎没有削减效果,而草皮缓冲带能有效截留径流SS,去除率大小顺序为混播草缓冲带结缕草缓冲带百慕大缓冲带;草皮缓冲带渗流水中的TN、TP的去除率均在60%以上,而径流水中TN、TP的去除率在40%以上;总体而言,草皮缓冲带对面源污染的削减效果沿程增强,且前段去除效果较强,后段去除效果减弱,其中混播草缓冲带的削减效果最好,百慕大缓冲带的削减效果相对较差;通过计算,当SS去除率为70%时,混播草缓冲带的最佳宽度仅为13.4 m,比百慕大缓冲带缩短了5.2 m。     

不同化学氧化剂对氯苯类污染土壤修复效果比较

采用不同投放方式、不同水土比、不同氧化剂量对比研究高锰酸钾、过硫酸钠、过氧化氢以及Fenton试剂4种常见强氧化剂对土壤中氯苯类污染物的去除效果。结果表明,泥浆化投放方式好于喷洒;水土比的增加对去除效果有促进作用;不同氧化剂对定量氯苯类污染物的去除存在各自的最佳投放剂量。4种常见强氧化剂对土壤中氯苯类污染物去除效果较好的是过硫酸钠与高锰酸钾,高锰酸钾处理后因回收液中含有部分污染物,因而不能有效地将污染物氧化从环境中去除。过硫酸钠以喷洒为投加方式、水土比2∶10、投放剂量0.16 mmol/g时对模拟污染土壤中氯苯类的去除率能达94%以上;过硫酸钠与土壤制成泥浆方式、水土比为10∶1、投加量0.15 mmol/g时,对氯苯类去除率达95%以上,其中氯苯去除率高于邻二氯苯。     

城市非点源污染逐日排放特征及控制策略研究——以昆明市北部排水片区为例

城市非点源污染的排放负荷计算及特征分析是开展相应污染控制工作的基础。基于SWMM模型开展昆明市北部排水片区2013年城市非点源污染逐日排放负荷模拟与特征分析,并选取6项评价指标对比分析了3种源头控制技术措施的径流和污染物削减潜力。结果表明:2013年研究区域排入盘龙江的非点源COD、TN和TP年排放负荷分别为2 818.39、119.24、75.21t,最大日排放负荷分别为135.41、5.69、3.86t;2013年非点源COD、TN和TP入盘龙江日平均排放值分别有171、170、215d未达到水环境功能区划目标;削减潜力分析结果表明,水质浮选雨水口对COD年总负荷超标倍数和超标日平均超标倍数的削减程度最大,屋面雨水收集则对其余指标的削减效果最好。     

人工湿地-沉水植物塘组合系统治理村镇污染水体

采用人工湿地-沉水植物塘组合系统在不同水力负荷(200、500、1 000mm/d)条件下对村镇污染水体净化效果进行研究。结果表明:在不同水力负荷和污染负荷下,组合系统整体运行稳定、耐负荷能力强、去除效果良好;出水COD达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类标准,出水总磷达到GB 3838—2002的Ⅴ类标准,出水总氮达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,出水氨氮达到GB 18918—2002的一级B标准。除溶解性正磷酸盐以外,组合系统对污染物的去除效果均随着水力负荷的增加整体呈现出下降趋势,低水力负荷去除效果最优。沉水植物塘在氮、磷去除效果上优于人工湿地,而人工湿地在COD去除效果上则优于沉水植物塘。     

海绵城市下垫面基质优化及其对模拟雨水处理效果

针对日益严重的城市内涝和雨水径流污染问题,引入沸石、蛭石、陶粒和煤渣作为海绵城市下垫面基质,采用人工调配雨水,通过渗滤柱模拟下垫面对雨水的下渗、储蓄和净化效果,比较几种不同基质组合对径流雨水的渗滤速度、最大持水量和对污染物的去除效果。结果表明:改进后的渗滤柱渗透速度可承受连续72 h大暴雨,最大持水量为39.73%,可有效削减城市径流洪峰;沸石+蛭石+陶粒分层渗滤柱对污染物的去除效果最好,出水NH4+-N浓度满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)中道路清扫、消防等各项用水指标,COD浓度满足《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(GB 50400-2016)除娱乐性水景以外的各项用水要求;除此之外,出水中NH4+-N、TP和COD浓度均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A要求;研究结果可为海绵城市建设提供技术支撑。     

基于AnnAGNPS模型的灞河流域非点源污染模拟研究

以灞河流域下属子流域为研究对象,运用AnnAGNPS模型对流域内非点源污染特征进行了定量分析,并以非点源污染严重的灞河中游子流域为例,提出不同的非点源污染控制方案。结果表明:AnnAGNPS模型对径流模拟效果总体良好,率定期模拟相对误差(Re)基本在-10%～0,模拟效率系数(Ens)为0.65,相关系数(R~2)为0.81,验证期模拟Re基本在-50%～0,Ens为0.68,R~2为0.71。利用5次降雨事件数据考察AnnAGNPS模型对TN、TP污染负荷的拟合精度,AnnAGNPS模型对4次降雨的TN污染负荷模拟Re控制在-13%～5%,3次TP污染负荷模拟Re维持在-12%～40%;在非点源污染控制方案中,耕地变换成林地对TN、TP污染负荷的削减效果非常显著,假设灞河中游小流域耕地变为林地的转变率分别为30%、50%、100%时,TN污染负荷削减28.20%、43.01%、78.23%,TP污染负荷分别削减33.55%、53.94%、66.81%。     

西安市城市主干道路面径流初期冲刷效应

以西安市城市主干道南二环太白路高架桥为路面径流采样区域,采用人工等时间间隔采样方法,在桥梁排水立管对2010年9—11月的3场径流事件进行全程采样,测试径流过程SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、溶解性Pb、Zn和溶解性Zn的浓度变化,研究路面径流的初期冲刷效应及其影响因素。结果表明,西安市城市主干道路面径流污染严重,降雨数小时后的末期径流仍具有较高的污染水平;径流过程污染物浓度变化规律与其赋存形态有关,SS、COD、Pb等以颗粒态为主的污染物的浓度随雨强变化剧烈波动,NH3-N、溶解态COD、溶解态Zn等以溶解态为主的污染物浓度变化受雨强影响较小,随径流过程呈逐渐减小趋势;路面径流初期冲刷现象并非普遍存在,与污染物的赋存状态和场次降雨特征密切相关,溶解态污染物易于出现初期冲刷现象,颗粒态污染物是否出现初期冲刷与场次降雨特征有关;测试的3场径流事件初期30%的径流携带的SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解性Zn的负荷占场次径流总负荷的比例分别为21.8%～50.0%、25.5%～49.3%、36.3%～52.6%、52.6%～66.7%、26.8%～45.0%、27.2%～63.4%和36.2%～62.6%,表明仅对初期径流进行治理无法实现对西安市路面径流污染的有效控制。     

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。