同沙水库雨水径流污染控制工程方案研究

为了尽快恢复作为备用水源的同沙水库的水质,防止初期雨水径流污染。根据流域面积、用地性质、降雨量,结合相关研究成果,对雨水径流的水量水质进行估算,从而确定雨水径流污染控制工程的处理规模;根据工程用地情况,提出雨水径流污染的拦截、分流、调蓄、处理的技术方案,设计出水水质达到地表IV类水体。为治理同沙水库雨水径流污染提供工程方案。     

调蓄池在排水系统中的研究进展

城市排水系统是城市非常重要的一个组成部分。中国大部分城市的旧城区采用的是合流制排水系统,新建区域则多规划采用分流制排水系统,调蓄池在各排水系统中起着重要的作用。本文探讨了调蓄池在国内外的发展、调蓄池的功能及设计方法,并介绍了中国调蓄池的研究及应用状况,指出调蓄池可有效削减排水系统雨季污水排放量,并改善排放水质,从而改善了城市水体环境。文章最后对调蓄池的未来研究方向进行了展望。     

基于CFD的雨水调蓄池颗粒物沉淀特性研究

雨水调蓄池在峰值流量和合流制溢流污染控制中发挥着重要作用,但对于雨水径流中颗粒物在调蓄池的沉淀特性尚缺乏系统研究。运用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟技术,系统研究了雨水调蓄池不同构造和不同工况条件下颗粒物的沉淀特性。模拟结果表明:进水流速由0.276 m/s增加到0.553 m/s时,普通(Ⅰ型)、增加挡板(Ⅱ型)、增加消能孔(Ⅲ型)构造调蓄池颗粒物去除率分别降低14.90%、13.89%和15.32%。当进水中颗粒物粒径由0.075 mm增加到0.15 mm时,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型构造调蓄池颗粒物去除率分别增加9.10%、62.48%和36.65%;进水浓度由1000 mg/L增加到2000 mg/L时,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型构造调蓄池颗粒物去除率分别增加3.60%、2.84%和13.30%。各影响因素对Ⅰ型调蓄池水质控制效果影响的重要程度顺序为进水流速>颗粒物粒径>进水浓度,其对Ⅱ型、Ⅲ型调蓄池水质控制效果影响的重要程度顺序为颗粒物粒径>进水流速>进水浓度。     

城市雨水径流水质特性及分析

通过对宝鸡市市区雨水径流的水质进行测定,对其污染特性进行分析,探讨城市雨水径流对城市水环境的影响,并提出相应的污染控制措施,为研究及治理雨水径流对城市水体的污染提供基础资料和技术支持。     

天津生态城水系统构建与海绵建设技术研究及实践

围绕天津生态城高标准水系统建设目标,分析不同发展阶段的水环境问题与技术需求,全方位开展水系统及海绵城市规划、建设与管理技术研究,创新形成了统筹所有涉水设施的生态城市新型水系统规划模式、耦合大水系构建与全过程灰绿蓝结合的海绵城市规划策略,研发了非常规水多源多功能净化处理技术、景观水体水质保持与生态修复技术、盐碱区域生物滞留设施雨水径流污染控制技术、盐碱影响下的雨水调蓄与利用技术、基于盐渍土改良和耐盐植物群落构建的景观生态改善技术,建立了融合水动力-水质耦合模型、多水源补水优化调度模型和内涝模型的天津生态城水系统智能化管理平台。该技术成果在天津生态城水系统和海绵城市规划、建设与管理中得到应用,实现非常规水利用率超50%、水体水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类,年径流总量控制率>80%,径流污染削减率>65%(以SS计),年雨水资源化利用总量达30余万m3,优化了水资源结构并提高了水资源利用效率,全面改善了天津生态城水环境质量,提升了涉水设施动态联动联控的协同管理水平,为同类型地区水系统和海绵城市高标准建设提供了参考和借鉴。     

镇江市城区降雨径流水质分析

雨水径流污染是城市面源污染的主要形式,通过对镇江市城区2011年10场降雨径流水质监测,分析了镇江市城区降雨径流水质。结果表明,镇江市城区降雨径流存在一定污染,直接排入城市地表水体会对其造成污染。其主要污染指标为COD、BOD5、NH3-N、TP和总悬浮颗粒物,重金属含量较低,基本不存在重金属污染。各种不同类型雨水径流水质污染程度差异较大,天然降雨、屋面径流,大市口路面径流水质相对较好,基本能达到Ⅲ或Ⅳ类水体的水质标准;泵站、排口径流、河道径流污染较重,大多属于超Ⅴ类水体;南门大街路面径流污染最为严重,部分水质指标接近工业废水。     

城市雨水径流污染物变化规律及处理方法研究

研究了武汉市交通干道、居民区和山林雨水径流水质随降雨历时、降雨时间间隔、降雨强度等的变化规律,认为应对其中的主要污染物(COD、SS等)采取措施进行处理。并探讨了自然沉降和化学混凝等处理城市雨水径流的方法及其效果。     

基于Monte Carlo法的城市雨水径流污染负荷模拟

为了评价流域雨水径流对受纳水体的污染程度和为城市雨水管理、受纳水体水质控制及规划提供依据,把以物理过程为基础的模拟特征融入到概率模型中,建立了城市雨水径流污染负荷的概率模型,并用Monte Carlo随机抽样法,对长期的径流污染负荷进行了模拟试验,得出流域径流污染负荷的分布特性及其特征值。以某市一小区的TP负荷为例进行了验证,模拟结果与实测结果较为一致。     

城市雨水径流热污染特征、负荷评估及其控制对策研究进展

目前我国关于城市雨水径流污染的研究大多集中于SS、COD、TN、TP、重金属、难降解有机物等污染物,而对于雨水径流热污染问题尚缺乏系统研究。城市雨水径流热污染不仅会导致水体溶解氧浓度降低,还会危及冷水性鱼类等水生生物的生存,进而破坏整个水生态系统的平衡。通过综述国内外城市雨水径流热污染研究进展,系统分析了城市雨水径流热污染来源及主要影响因素、城市雨水径流热污染机理和冲刷规律、城市雨水径流热污染负荷评估模型及方法比较、城市雨水径流热污染控制对策等,并提出了我国今后在雨水径流热污染方面的发展方向,以期为城市雨水径流热污染控制和土地可持续开发提供科学依据。     

镇江市雨水收集利用示范工程雨水水质特性研究

以镇江市雨水利用示范工程为研究对象,通过对8场典型降雨雨水取样检测,得出了示范点雨水径流的污染状况和水质特性,分析各种雨水水质变化规律、雨水质量及其主要影响因素,研究各类污染物之间的相关性。结果表明:降雨初期径流污染严重,主要是有机污染物和悬浮物固体污染,雨水中的悬浮物与有机污染物浓度有一定的相关性;在弃去初期雨水后,水质基本满足景观环境再生水水质和城市杂用水水质的控制指标。     

西丽水库水质因降雨引起的污染变化及治理对策

通过对西丽水库降雨前、中、后水质以及雨水和地表径流的监测,初步研究降雨和产生的径流对西丽水库水质的影响.结果表明,雨水和地表径流中均含有严重超标污染物;降雨时,水库各项污染指标全面上升,总体水质从Ⅱ～Ⅲ类恶化至Ⅳ～V类,增加幅度最大的污染指标是总氮、含铁量和浊度;雨后半小时,水库水体出现一定程度的自净作用,但含铁量在整个水库继续增加,其他部分指标在不同区域也在继续上升.     

人工调水回灌和海绵城市促渗补给地下水方案比较

随着城市化快速发展和城市人口急剧增加,城市需水量急剧增加,导致许多城市地下水被过量开采。与此同时,随着城市建设用地的增加,不透水面积比例逐年升高,阻断了雨水下渗通道,导致地下水补给量逐年减小。地下水资源的过量开采引起了地面不均匀沉降、地下水污染、海水入侵等一系列问题。针对上述问题,以某市为例,从水量、水质、工程可靠性等方面比较了人工调水回灌与海绵城市促渗补给地下水方案的综合效益。结果表明:人工调水方案地下水补给量约为779万m3/年,海绵城市建设方案地下水补给量为339万m3/年,2种方案补给水水质中污染物种类相似,但雨水径流污染物浓度波动较大。因此,人工调水具有补水量易于控制、水质相对稳定,但调水水量受可利用水源的制约。海绵城市建设在保证地下水补给效果的同时,还具有雨水径流污染控制、洪涝缓解等多重效益,综合效益相对较高,且更符合城市可持续发展的理念。     

宁波市典型城市下垫面雨水径流污染特征解析

雨水径流污染影响受纳水体水质,为掌握宁波市雨水径流污染特征,于2009～2019年开展了8场降雨调查,采用频率统计分析和相关性分析方法研究了中心城区的屋面、广场、绿地、小区道路、商业街道路和城市主干道等不同下垫面的雨水径流污染水平,径流污染来源,以及中小雨型径流水质的冲刷规律.结果表明,宁波市各下垫面雨水径流的化学需氧量(COD)、氨氮、总氮、总磷和总悬浮固体(TSS)等污染指标的次降雨径流平均浓度(EMC)均值分别介于23.88～102.31、 0.40～1.69、 3.41～8.71、 0.09～0.50及37.6～323.4mg·L~(-1)之间.除广场外,其它各下垫面雨水径流的COD和总氮污染严重,屋面、商业街和小区雨水径流氨氮显著高于广场、绿地和主干道(P0.05),商业街、主干道和绿地雨水径流总磷浓度显著高于(P0.05)其它下垫面;屋面、广场、主干道及商业街雨水径流中的TSS与COD、氨氮、总磷具有同源性质,绿地和小区雨水径流的氨氮和总氮具有同源性质;在中小雨情景下屋面和绿地等下垫面的氨氮较易形成初始冲刷效应,而广场、小区和城市主干道等下垫面的总氮和总磷初始冲刷效应并不明显.     

城市雨水径流水质演变过程监测与分析

为了探讨降雨从落地前至居住小区出口径流的水质演变规律和污染特性,于2011年7～10月进行了6场雨水径流水质演变过程的监测与分析,同时,初步对比了草带对屋面径流的净化效果.结果表明:①城市降雨从"落地前雨水-屋面径流-路面径流-小区出口径流",水质变化规律明显,落地前雨水水质最好,屋面径流和小区出口径流水质较差,路面径流水质最差;②雨水水质从落地前到小区出口的演变过程中,除可溶性TP平均浓度未超出地表水环境质量Ⅳ类标准外,COD、NH4+-N、TN平均浓度均超出地表水环境质量Ⅴ类标准;③前期晴天时间短的降雨径流污染物平均浓度明显低于前期晴天时间长的降雨,并且同一场降雨过程,降雨结束时径流水质明显好于初期;④草带对降雨径流中污染物的浓度削减作用明显,约1.0 m宽的草带对屋面径流污染物COD和氮的削减率基本都在30%左右.     

雨水土壤渗滤系统中菌种的应用分析

随着城市化进程的加快,城市地表径流污染成为农业污染之后的第二大面源污染源,而道路面源污染又是城市下垫面面源污染的主要来源。现在我国城市道路径流雨水中含有较高浓度的磷,如果不加以处理直接排入城市水体会造成水体的富营养化。土壤渗滤设施作为一种新兴的原位径流雨水控制措施,对水质尤其是磷净化效果非常显著。土壤渗滤系统在净化路面径流雨水同时,土壤中吸附的磷大部分以难溶解态磷酸盐的形式存在,无法被植物所吸收利用。土壤中积累的磷会逐渐增加,影响土壤渗滤系统的磷吸附效果,进而导致土壤板结,失去净化作用。该文在解磷细菌和VA菌根真菌农田土壤中的作用机理的基础上,通过对比雨水土壤渗滤系统和农业系统在构成和运行方式上的不同,分析解磷细菌对雨水土壤渗滤系统中难溶解态磷的活化作用和VA菌根真菌对植物吸收利用磷的促进作用。     

夏季降雨期间城市湿地径流区水质变化特征

有关降雨对水体水质的研究有诸多报道,但是作为城市湿地的重要景观区域以及连接不同功能区的水文单元,径流区水质对降雨过程的响应以及不同水文过程在其中的影响作用仍不清晰。文章选择北京奥林匹克森林公园湿地径流区作为研究对象,于2016年8月18日(降雨期间)、19日(降雨结束后12 h)和22日(雨后表层土壤干燥)三个时期采集水体样品,通过分析水体理化指标,探索城市湿地径流区水质对夏季降雨过程的响应,以及水文因素在该变化过程中的影响作用。研究结果表明,夏季降雨过程中湿地径流区水体氧化性显著下降,水体中NH4-N和NO2-N浓度短暂增加,但在雨后迅速降低,单次夏季降雨过程不会引起城市湿地径流区水质的明显恶化;跌水过程能显著缓解由于降雨造成的水体溶解氧浓度下降;水体流速与水体溶解氧浓度呈显著正相关关系,高流速的分流水质优于主干流。因此,在城市湿地公园中,因地制宜地设计景观跌水和湿地径流场,可以有效缓解夏季降雨过程中湿地水体的缺氧现象,促进水体自净能力,提高下游湿地水体净化效率。     

合流制排水系统的集成优化处理

镇江地区的合流制排水系统改造及雨天溢流污染控制已经步入实施阶段,但针对排水系统的雨天雨水径流水质、水量及降雨特征还缺乏系统的研究,对雨天排水系统溢流水质水量与旱流污水及雨水径流水质水量的相关性也缺乏必要的了解。主要对镇江地区旱流污水水质、雨水径流水质和溢流水质特性进行了监测和分析,提出采用溢流污水调蓄与强化快速处理工艺对溢流污水进行末端处理,并进行了中试试验,结果表明,出水基本达到城镇二级污水处理厂排放标准,可有效控制溢流污染负荷。该工艺可为镇江地区的合流制排水系统溢流污水的末端处理提供示范。     

大纵坡城市道路透水边带截留能力试验

道路是城市重要的交通纽带,一旦发生积水内涝,将导致城市交通瘫痪,甚至危及生命财产安全,特别是山地城市道路普遍存在纵坡大、雨水口截留效率低等突出问题,发生积水内涝和马路洪水的风险较高。针对上述问题,提出了利用透水边带提高大纵坡城市道路雨水径流截留效率的方法。在实验室搭建了城市单车道物理试验模型(比例1∶1),采用人工模拟降雨方法,系统研究了不同透水面积比、不同重现期降雨条件下透水边带对雨水径流的截留效率,并与传统道路雨水口截留能力进行了比较。试验结果表明:相同透水面积比条件下,雨水径流截留能力随着重现期的增大而减小;相同重现期条件下,雨水径流截留能力随着透水面积比的增加而增大,在重现期P=5 a时,透水边带面积比从12.5%增加到50%,雨水径流截留率从72.3%增加到79.3%。与传统雨水口截留能力相比,增加透水边带后雨水径流截留能力可提高30%左右。因此,大纵坡城市道路在不影响交通安全的条件下,可根据道路空间布局特征,通过设置透水边带来提高雨水径流的截流效率。     

海绵城市建设的水质水量控制效果实证研究:以鹤壁试点区为例

首批国家海绵城市试点建设已经完成,有关海绵城市规划与模型模拟的研究也层出不穷,但是对于海绵建设区开展持续监测并进行深入分析的研究较为缺乏,而对于海绵城市实际建设区的水质水量研究是规划建设理论与实践效果差别的唯一检测器,是优化未来海绵城市规划和建设的关键。以河南省鹤壁市国家海绵城市建设试点区为研究对象,开展试点区地表水体与雨水管网的水质水量多年持续监测研究,分析海绵城市建设对地表水主要水质指标和雨水年径流总量控制率的实践作用效果。采用人工监测与设备在线监测相结合的方式,于2015-08—2018-09在海绵城市试点区地表水体10个采样点进行了16次人工采样,共计获得109个地表水样并测定了常规水质。利用试点区内20个雨水管道出口处的流量在线监测设备获得2018-01—12的分钟级流量数据。结果表明:研究区域内波动较大的水质指标为NH₃-N、TN和DO,波动较小的为pH。与海绵城市建设前相比,研究区域的地表水系水质得到改善,试点区该年度的雨水径流总量控制率达到85.7%,满足规划建设要求指标70%。但当实际场次降雨量低于设计雨量23 mm时,仍有雨水外排。不同地块的径流控制率差异明显。以上结果丰富了海绵城市建设的实践研究,可为优化海绵城市的规划与设计建设提供参考。     

北方平原区大型机场生态恢复及雨水利用研究——以北京新机场为例

北京新机场施工期,人为扰动地表强烈,若不采取防治措施可能造成较为严重的水土流失,尤其是对生态破坏和雨洪资源的影响突出。通过生态恢复分析和降雨径流、雨水利用计算,探讨了机场工程生态修复和雨水利用技术。生态恢复及雨水利用技术主要包括:1)施工前采取表土剥离,加以保护利用;重建地表水系;恢复耕地;恢复植被,重建植被生态系统;做好施工期临时防护措施,加强施工管理;提高工程区域林草覆盖率及生态景观,修复生态;2)收集降水,调蓄地表径流,雨水回用。通过布设调蓄水池、排水明渠、地埋式储水模块、渗透铺装、下凹式绿地、回用设施等收集降水,调蓄地表径流,使雨水主要用于绿地浇洒、道路洒水、水面景观用水、冲厕等,达到充分利用雨水资源,减少外排流量,节约用水的目的。