城市面源污染特性及污染负荷预测模型研究

通过分析城市面源污染的来源和污染特征,并针对城市土地利用和下垫面类型特点,建立城市面源污染预测模型,研究探讨城市降雨径流及污染负荷预测模拟和迁移规律。所建模型已成功地应用于武汉市汉阳地区城市面源污染控制技术研究,获得了满意的结果。该模型可为城市水环境规划、面源控制和管理研究提供科学手段。     

上海市淀北片降雨径流过程污染时空特性分析

面源是城市水体的主要污染来源之一,其负荷强度及时空分布特征对于城市水环境污染防治具有重要意义.以上海市淀北片为研究区域,选择漕河泾为代表性汇水单元,按照屋面、路面、绿地3种下垫面,于2015年期间进行大、中、小3种雨型的径流-水质同步监测,分析降雨径流特性和面源污染负荷强度,并结合GIS估算区域面源污染负荷的空间分布.结果表明:淀北片CODMn、TP、TN、NH3-N年径流污染负荷强度均值分别为385.40、4.07、57.22、11.22 kg·hm-2·a-1,总体强度较大;屋面和路面径流污染负荷均具有一定程度的初期冲刷效应,对初期55%径流采取截流措施可有效控制60%~70%的面源污染负荷;根据受纳水体河道的空间拓扑,对研究区域进行汇水单元划分,并考虑雨型对污染物EMC(事件平均浓度)的影响,可更精确地估算城市面源污染负荷及其对城市河道的影响,为城市河道水环境治理提供污染负荷来源信息,从而对河道及城市面源污染进行高效而有针对性的治理.     

新型城市降雨径流污染控制与利用研究

随着我国城乡一体化与新型城镇建设和发展,由降雨径流产生的突发性、冲击性强的城市面源对其受纳水体污染愈显突出。根据城市不同功能区面源污染特点,结合工程示范研究采取源头污染控制与利用、输移污染控制与利用、汇集污染控制与利用生态处理技术与工程措施相结合的方法,实现新型城市降雨径流产生的面源污染治理与资源利用。提出了在新型城市规划设计建设中引入雨水径流污染控制与利用技术理念,以期城市规划建设与面源污染治理同时设计、同时施工、同时建成运行,及时发挥其效能,推动城市生态文明与经济社会协调发展。     

城市降雨径流污染及最佳治理方案探讨

城市降雨径流污染已经成为非点源污染的一个新亮点,随着城市工业废水和生活污水等点源治理力度的加大,城市降雨径流污染问题将越来越突出.文章系统阐述了城市降雨径流污染的过程、污染类型及来源、污染物特征,对各种具体的城市降雨径流污染控制与治理技术进行了总结,并着重介绍了城市降雨径流污染最佳管理措施,还提出了实施城市降雨径流污染治理的具体对策和指导思想.     

农业面源污染治理的技术与政策研究进展

随着固定源污染治理的成效日益显现,农业生产活动所导致的农业面源污染已成为水环境质量改善的主要影响因素。国内外经过近40年的研究,在农业面源污染治理方面积累了大量的经验做法。本文通过从农业面源污染负荷核算与关键源区识别、农业面源污染治理措施评估以及监督指导农业面源污染治理政策三个方面对国内外相关研究进展进行综述,以期为该领域未来学科发展提供一定的思路和借鉴。主要建议如下:(1)编制我国监督指导农业面源污染治理技术路线图;(2)开展农业面源污染监测网络优化研究;(3)开展农业面源污染评估技术体系研究;(4)开展构建"萝卜+大棒"的治理政策体系研究。     

城市面源污染负荷动态更新体系构建研究

为及时掌握城市面源污染状况,构建了城市面源污染负荷动态更新体系。以北京市建成区典型下垫面为研究对象,采用事件平均浓度统计法,估算了基准年污染负荷,并通过变量更新系数,更新了2012年北京市城市面源污染物SS、COD、TN、TP、氨氮负荷。结果表明:街道路面和屋面污染负荷最大,城市绿地面积显著增加对削减城市面源污染负荷具有重要作用。     

区域尺度黄河流域面源污染负荷特征与来源解析

掌握黄河流域甘肃段面源污染负荷特征及其来源,是在区域尺度上提升水环境污染治理水平的重要基础。基于DPeRS面源模型,从农田径流、城镇径流、畜禽养殖、农村生活、水土流失5大污染类型,选取TN、TP、NH₃-N和COD 4个污染指标,对甘肃黄河流域9个市(州)58个县(区)面源污染进行污染负荷估算、污染来源解析及空间分布分析。结果表明:从模型估算结果看,2018年整个流域TN、TP、NH₃-N和COD面源污染排放负荷均值分别为65.6,11.8,19.1,77.2 kg/km2。从区域尺度分析,甘肃黄河流域TN、TP面源污染负荷最高的区域均是兰州市安宁区,分别占整个流域总负荷的10.83%和5.16%;NH₃-N和COD面源污染负荷最高的区域均是临夏回族自治州临夏市,分别占整个流域总负荷的26.23%和56.56%。从污染产生来源分析,TN、TP、NH₃-N和COD的首要污染来源分别为农田径流、水土流失、农田径流和畜禽养殖。从空间分布分析,黄河流域各县(区)面源污染总负荷呈中间高两边低的分布特征,污染负荷较重的区域主要集中在黄河兰州段、大夏河临夏段、渭河天水段等局部区域。     

滇池流域城市面源污染控制区划研究

滇池流域点源污染已逐步得到控制,面源污染成为水污染治理的重点。随着流域内城市迅速发展,城市面源污染控制将成为水环境改善的重要瓶颈。结合滇池流域城市发展规划,依据城市下垫面特征,降雨径流污染程度和距离入滇河道远近,将流域内城区划分为重点防控区、中等防控区和一般防控区,其面积百分比分别是17.9%、39.1%和43.0%;重点控制区为昆明市主城区,其次是呈贡新区,并在此基础上提出相应的防治措施。城市面源污染控制区划,对滇池流域面源污染治理具有重要意义。     

不同开发模式下城市雨洪及污染模拟研究进展

近年来,城市化进程的加快加剧了城市洪涝灾害及面源污染问题,建立有效的、适合中国城市发展状况的雨洪及面源污染模拟模型,可为海绵城市规划和建设提供有力支撑。总结了典型城市雨洪及面源污染模型的计算方法,对比了各模型对城市传统开发和低影响开发模式的模拟结果。低影响开发模式较传统开发模式,对城市地表径流水量、水质有较好地调控效果。同时,探讨了各模拟软件的现状和不足。为提高模型的适应性和模拟的准确性,城市雨洪及面源污染模型在模拟计算时需强化具体的量化方法、考虑多种影响因素并对模型模拟结果进行不确定性分析。未来研究的重点应侧重于:从宏观尺度上,研究和开发水文学-水力学、水量-水质耦合模型、提高雨水监测技术、强化3S技术耦合能力;从微观尺度上,耦合土壤孔隙介质变化过程中水流和溶质迁移过程模型。同时,结合低影响开发水文与水质改善情况,模拟过程中可进行经济、环境和社会效益分析,为区域水土环境保护决策提供定量依据。     

流域农业面源污染防治科学问题与技术研发需求

农业面源污染是当前我国面临的重要环境问题之一,也是影响我国水体环境质量持续改善的瓶颈.近年来,我国面源污染治理日益受到重视,相关治理管理体系逐步建立,但我国农业面源污染治理起步相对较晚、研究基础较薄弱.本文针对农业面源污染的现状及研究进展,总结提出了流域农业面源污染的三大科学问题及技术难题：流域面源污染发生规律及水体水质响应机制、农业面源污染削减和资源化原理、监管机制,并从农业面源污染通量监测、负荷核算、适用性技术研发、考核评估机制建立等方面提出了技术研发的需求,以期为我国流域农业面源污染防治及管理提供科学参考.     

城市径流污染控制与治理的探讨

目前我国各大城市均注重点源污染的控制与治理,并取得了阶段性的成果,但城市内水体水质仍然无法得到较大改善,对城市污染治理造成了很大困扰。经研究表明城市降雨径流污染未得到有效控制是其重要原因。文章主要分析了城市主要三大垫层径流污染对水体污染的贡献程度,并结合海绵城市建设理念从源头到终端全方位提出了城市降雨径流污染的控制措施,为城市建设提供技术参考。     

维护良性水循环的城镇化LID模式:海绵城市规划方法与技术初步探讨

海绵城市是低影响开发模式(Low Impact Development,LID)的重要途径,也是解决我国城市水问题的重要举措。论文从良性水循环理念的角度,针对城市防洪排涝、面源污染控制以及雨洪资源化利用等三大核心问题,以城市雨洪模拟技术和LID优化技术方法为重点,探讨了支撑海绵城市实施的关键技术方法,构建了具有自主知识产权的城市雨洪模型;并以首批海绵城市试点常德市为例进行了应用研究。研究得出:现状常德城区径流系数在0.33~0.81之间,平均值为0.64;按确保年径流总量控制目标的实现,采用渗、滞和蓄等多种LID消纳各地块径流,城区90%的地块均能达到控制目标,下沉式绿地、透水铺装和绿色屋顶总面积分别为496.75、1 338.15和613.21 hm2,占各地块面积的3.9%~31.4%之间。污染负荷SS削减率在45.0%~47.7%之间,平均削减率为46.1%。常德城区通过实施LID措施,雨洪径流和污染负荷的输出量将显著降低,基本能够达到控制目标。研究为常德海绵城市规划设计提供了重要技术支撑和理论依据,为我国海绵城市规划方法和技术研究提供了参考。     

透水路面-生物滞留池组合道路的城市面源污染控制效果评估

不同低影响开发(LID)技术组合对于控制城市面源污染具有重要应用价值,但是其对城市面源污染形成过程(污染物累积-冲刷-输送)的影响及污染负荷削减效果的评估鲜见报道.本研究以深圳市国际低碳城为例,分析了6场降雨事件下透水路面-生物滞留池组合对城市面源晴天污染物累积量、降雨径流冲刷量、不同LID设施的削减量、溢流的负荷量的影响.结果表明,研究区地表颗粒物平均累积量为(15.80±3.79)g·m~(-2),粒径250μm的颗粒物质量占比约为65.14%;6场不同强度降雨对地表颗粒物的平均冲刷率为17.15%,粒径105μm的颗粒物冲刷率为62.71%~74.94%;降雨冲刷地表径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为2.02、0.025、0.001 3 g·m~(-2);透水路面下渗、过滤作用对污染物SS、TN、TP的去除率分别为70.26%、46.29%、19.27%;生物滞留池对径流二次净化去除率分别为85.25%、20.22%、70.27%;入河径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为0.08、0.011、0.000 3 g·m~(-2),是地表冲刷污染负荷的4.05%、43.47%、24.39%.透水路面-生物滞留池组合应用对道路径流中污染物的净化效果显著.通过定量化表征透水路面-生物滞留池组合应用道路的城市面源污染形成过程,以期为城市面源污染形成过程的污染负荷估算及LID工程绩效评估提供科学依据,为LID在国内的推广应用和海绵城市设计提供参考.     

城市面源污染物排放量监测技术方法研究

我国城镇化水平快速发展,基础化设施建设不完善,城市面源压力较大,但我国城市面源研究和管理均较滞后。城市面源污染呈现初始冲刷效应,并且不同城市下垫面和不同功能区的污染特性有比较明显的差异。基于对城市面源污染特征的研究,按照城市面源的形成与转移过程,针对城市面源不同尺度的体现,文章提出3种城市面源污染物排放量监测方法:基于城市下垫面监测、基于雨水/雨污合流排放口、基于地表径流监测的排放量监测。这3种方法之间存在逻辑校验关系,又存在各自的适用条件,在有条件的地区运用不同方法进行监测,并根据实测结果优化布点、频次等监测方案,从而形成较为规范的城市面源监测方法,具有现实意义。     

镇江城市降雨径流营养盐污染特征研究

城市降雨径流污染是城市水体水质恶化的主要原因之一,为了分析降雨径流的污染特征,从2006-05开始,选择镇江具有代表性的土地使用功能对其降雨径流水质进行监测,分析了径流中固体悬浮物和营养盐的变化特征.结果表明,镇江不同功能区中5～40 μm粒径的固体悬浮物体积分数最大;商业区径流污染物浓度很高,其中SS浓度高达978 mg/L,是城市面源污染的主要来源;降雨初期的30 min径流污染物浓度很高,随降雨历时的延长污染物浓度逐渐下降并趋于稳定;溶解态氮、颗粒态磷和固体悬浮物是径流中污染物输出的主要形态;通过分析固体悬浮物与其他污染物的相关性,发现固体悬浮物是径流中营养盐吸附的载体,去除固体悬浮物是治理镇江降雨径流污染的有效途径.     

湘潭市地表雨水径流污染的特性研究

目前,由于地表雨水径流污染日益严重,造成的损失也越来越大,人们的目光逐渐从传统的点源污染转向面源污染(即非点源污染)。为防止地表雨水径流污染对地表水体的污染,探讨城市地表径流的污染特性,本文对晴天时湘潭市雨湖区道路路面沉积物的粒径分布及污染潜力进行了测试,对雨天时湖南科技大学校园内家属区一道路的雨水径流也进行了测试,旨在为相关部门治理地表污染提供一定的参考与依据。     

城市不同材料屋面径流的污染负荷特性

分析不同材料屋面径流污染负荷特性,对于提高城市面源污染负荷估算精度和确定初期径流截流比具有重要意义.以扬州市为研究区域,通过对小青瓦屋面、水泥瓦屋面和混凝土屋面这3种屋面进行降雨径流监测,比较不同材料屋面径流污染物浓度、冲刷规律以及初期冲刷效应.结果表明暴雨事件中,小青瓦屋面径流中总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数和总悬浮物(TSS)的事件平均浓度(event mean concentration,EMC)约为水泥瓦屋面的4～9倍;小青瓦屋面径流污染物浓度变化受雨强影响程度大于水泥瓦屋面,其中TP和TSS的浓度变化趋势和雨强变化趋势的Pearson相关系数r分别为0. 853和0. 822;各材料屋面的初期冲刷强度呈水泥瓦屋面混凝土屋面小青瓦屋面,分别截流3种屋面初期径流的31. 5%、58. 0%和60. 4%,可以完成削减60. 0%的屋面径流污染负荷量的目标.如果未具体区分瓦屋面材料,用水泥瓦屋面径流污染物的EMC估算古建筑聚集区的屋面污染负荷量,将严重低估暴雨事件中TN、TP、TSS和高锰酸盐指数的实际排放量,表明精细化区分屋面材料对提高城市面源负荷估算精度具有重要意义.     

农业面源污染防治研究现状与展望

农业面源污染是影响水环境质量的重要污染源,对水环境的污染贡献率逐年提高,逐渐成为制约农业可持续发展和实现农村现代化的环境瓶颈。文章在广泛调研国内外相关领域研究成果的基础上,综述了农业面源污染防治相关领域的研究进展,主要包括:农业面源污染物流失特性研究、土地利用方式影响研究、农业面源污染控制和治理技术研究、面源污染模型研究、现代电子信息技术的应用以及最佳管理措施(BMPs)的研究与实践等。最后,对农业面源污染控制领域未来重点研究方向进行了展望,并提出了相关建议。     

2次降雨间隔时间对城市地表径流污染负荷的影响

2003～2005年通过对武汉市十里铺集水区12次降雨径流的水量和水质过程监测,研究了城市降雨径流污染负荷同2次降雨间隔时间的关系,探讨了城市地表状况、排水系统管理以及降雨特征在城市降雨径流污染负荷形成中的作用.结果表明,城市降雨径流污染负荷受2次降雨间隔时间和降雨径流量的共同影响.2次降雨间隔时间与初期降雨径流污染负荷存在显著的正相关关系 (p<0.01).汉阳地区城市地表卫生管理差和雨、污合流制的排水系统是城市径流污染负荷形成的主要原因.可以利用2次降雨间隔时间和降雨径流量预测城市降雨径流污染负荷.加强城市地表卫生管理和排水系统的管理,降低污染物在晴天累积的程度,从源头上减少污染物的数量,是有效控制城市降雨径流污染的首先途径.     

曲靖阿岗水库径流区农业面源污染负荷分析及评价

以区域水环境保护为出发点,把曲靖阿岗水库坝址以上径流区作为研究范围,通过调查了解研究范围内的农业面源污染情况,核算了农业面源污染负荷,并利用等标污染负荷法对农业面源污染进行了分析与评价。结果表明,2013年阿岗水库坝址以上径流区的农业面源污染物COD、TN、TP和NH3-N的入库量分别为1693.67t/a、186.62t/a、41.57t/a和90.37t/a。东山镇和阿岗镇的等标污染指数最高,分别为12.97和11.96,对水库水体存在污染。农业面源污染的主要污染来源是人畜粪便污染,等标污染负荷比达到54.28%,主要污染物是TP和TN,等标污染负荷比分别为43.38%和38.95%,磷污染应该受到重视。