城市降雨屋面径流污染分析和管理控制

城市屋面是城市不透水面积的一个重要组成部分,屋面径流是城市非点源污染的一个重要来源。分析国外对屋面径流水质研究情况并结合自己的实验结果发现,屋面径流水质含有的污染物浓度较高。实验研究表明不同屋面材料、屋面的使用时间长短、位于不同功能区的屋面其径流中污染物浓度存在有很大的差异,其大致的规律是混凝土屋面径流的污染指标基本上都比较高,屋面使用的年载越长,其径流中污染物浓度相对越高,靠近交通要道的屋面,径流中污染物浓度都较高。用无量纲累积污染物量与累积径流量的比值方法分析初始冲刷效应,发现屋面径流初始冲刷比较明显。屋面径流处理后实现再利用,处理过程简单,可以成为城市用水的一个重要来源。     

农田降雨径流污染模型探讨——以上海郊区农田氮素污染模型为例

农田降雨径流污染是非点源污染研究中的一个重要问题 ,估算其发生负荷的难度很大。通过对农田降雨径流污染模型结构的理解和适当简化不可直接建模的部分 ,对农田非点源污染物输出的重要环节———降雨径流和污染物迁移进行了模拟。根据实测资料对SCS法的部分参数作了修正 ,使小块农田的降雨径流关系适合上海的区域自然地理条件 ;采用比较完善的径流试验资料建立了相应的径流单位线 ;并利用水流流速与固体颗粒被冲刷强度的关系 ,选择合适的试验资料 ,分析得到了径流过程与氮素流失浓度的相关关系 ,从而建立了以修正的SCS法、径流单位线和径流过程与氮素流失浓度的关系为基础的农田降雨径流污染模型。在具备较长系列降雨量资料的条件下 ,该模型确定了不同降雨量频率代表年份上海郊区农田氮素的年流失量     

农田降雨径流污染模型探讨 ——以上海郊区农田氮素污染模型为例

农田降雨径流污染是非点源污染研究中的一个重要问题,估算其发生负荷的难度很大。通过对农田降 流污染模型结构的理解和适当简化不可直接建械的部分,对农田非点源污染物输出的重要环节－－降雨径流和污染物迁移进行了模拟。根据实测资料对SCS法的部分参数作了修正,使小块农田的降雨径流关系适合上海的区域自然地理条件;采用比较完善的径流试验资料建立了相应的径流单位线;并利用水流流速与固体颗粒被冲刷强度的关系,选择合适的试验资料,分析得到了径流过程与氮素流失浓度的相关关系,从而建立了以修正的SCS法、径流单位线和径流过程与氮素流失浓度的关系为基础的农田降雨径流污染模型。在具备较长系列降雨量资料的条件下,该模型确定了不同降雨量频率代表年份上海郊区农田氮素的年流失量。     

河流底泥冲刷悬浮对水质影响途径的实验研究

进入天然水体的大部分污染物会在河流，湖泊底部形成富含各种污染物的沉积物层，在一定的水流流速及紊动作用下发生底泥冲刷及再悬浮。大量的污染物被重新释放出来造成河湖水体的二次污染，这种情况是外源污染得到治理后影响水质的主要因素。建立这种影响条件下的水质模型需要对沉积物的污染释放机理有充分的认识。采用富含污染物的天然河湖底泥，通过衡温静态培养等手段，在不同的水力条件。瞬彰服，连续悬浮和静止状态下，研究了污染物的释放，并对实验结果进行了分析。确定了底泥冲刷悬浮影响水质的主要途径，即在底泥间隙水污染物浓度接近平衡时，其与上层大水体的混合作用是影响水质的主要作用，其次是下部底泥的静态释放，而悬浮颗粒的污染物扩散释放作用则较小，这为底泥冲刷悬浮影响下的水质模型的建立提供了理论依据。     

太湖地区典型小流域非点源污染物流失规律 --以宜兴梅林小流域为例

由农业产生的非点源污染是湖泊的主要污染源。为了研究太湖流域非点源污染负荷流失规律,选择了宜兴梅林小流域为研究对象,对降雨过程中径流流量及其污染物浓度随降雨—径流变化过程进行监测研究。采用统计和系统分析方法,建立径流量和非点源污染负荷输出量之间的数学统计模型,得出该流域非点源污染物流失规律,此方法可以推广到与该流域相似的其它地区的非点源污染研究中,应用于太湖流域水污染综合治理。     

洞庭盆地东部地表垂直形变空间分布及原因分析

以洞庭盆地东部地区的南大膳、新河口、郭镇市、新墙、桃林寺5幅1955年和1983年1∶50 000地形图为数据源,运用地理信息系统(GIS)技术对数据进行矢量化、数字高程模型和形变模型构建,得到研究区地表垂直形变空间分布图,并结合研究区地表垂直形变分布图、洞庭盆地地质资料以及泥沙淤积资料,对研究区地表垂直形变的原因进行了分析。结果表明:(1)1955~1983年期间,南大膳-新河口地区沉降区面积大于抬升区,在其沉降区,构造沉降起主导作用,促使地表沉降,而在其抬升区,泥沙淤积和人类活动起主导作用,促使地表抬升;(2)郭镇市-新墙-桃林寺地区抬升区面积远远大于沉降区,其沉降区基本沿水域分布,流水冲刷与人类活动起主导作用,促使地表沉降,而抬升区主要表现为一般抬升,主要受幕阜山隆起影响;(3)盆地中心中部地区(南大膳-新河口)受构造沉降影响,以沉降为主,但局部地区在流水冲刷、泥沙淤积和人类活动影响下,或沉降加深,或地表抬升;盆地边缘地区(郭镇市-新墙-桃林寺)受到构造抬升影响,以抬升为主,但局部受流水冲刷、泥沙淤积和人类活动影响,或沉降,或抬升加强。因此,研究洞庭盆地地表垂直形变分布状况及原因,对掌握洞庭盆地演变趋势和洞庭盆地的工农业规划建设具有重要的理论意义。     

江阴市典型河流沉积物重金属污染和风险评价

在摸清河流表层沉积物重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、As)含量的基础上,利用综合污染指数和地累积指数评价其污染状况,计算潜在生态风险和人体健康风险。结果表明,江阴市河流沉积物已经受到重金属污染企业和城市径流双重影响,Cu、Zn、Pb峰值在汛期,As、Cr峰值在非汛期;污染负荷指数和地累积指数评价结果显示非汛期污染略轻,地累积指数法引入背景波动参数而使其评价结果较乐观。重金属潜在生态风险都为轻微风险级别;致癌风险处于10~(-3)数量级,非致癌风险数量级为10~(-7),致癌风险为人体健康风险主要承担者。潜在生态风险汛期高,人体健康风险非汛期高,这可能是重金属元素对致癌风险以及生态风险的贡献不同所致。     

流域尺度的营养物质输移模型研究综述

近几十年来,水体富营养化已成为许多国家密切关注的环境问题,氮、磷等湖泊富营养化营养元素与流域的点源、非点源排放密切相关。随着点源治理水平的逐步提高,非点源污染的比重和危害将逐步增大。对流域的营养物质输移进行数值模拟对于揭示我国浅水湖泊富营养化的机制有重要的意义。国内外对这类模型已经有相当多的研究,形成了种类繁多的各类非点源污染模型。从湖泊营养盐外源输移的研究角度出发,分析了流域尺度的营养盐输移模拟机理性模型的结构特征,并对非点源污染模型在国内外的研究概况、模型的研究动态、主要模型的功能、结构及其特点和发展趋势进行了多视角的综述。     

南京市典型工业区耕地中多环芳烃源解析

多环芳烃作为重要的环境激素类物质，对环境和人类健康具有严重危害而受到人们的广泛重视。选择南京市某一大型钢铁集团周边耕地土壤为研究对象，对研究区域内多环芳烃（PAHs）残留量进行调查，并对其污染来源进行解析，为该区域土壤PAHs的综合防治提供参考依据。结果表明：PAHs总残留量范围为312.2~27 580.9 ng/g，且以4环以上多环芳烃组分为主。单一污染物以芘、屈、荧蒽、苯并［a］芘、蒽、菲、苯并［a］蒽、苯并［k］荧蒽、茚并［1,2,3 cd］芘、苯并［g,h,i］苝为主。不同样区土壤PAHs残留量受常年风向影响明显。推测工业区的气体性排放物是本研究区域土壤中PAHs的主要来源。大气沉降可能是导致本研究区PAHs污染的重要途径之一。另外，地表径流、固体废弃物排放、生活燃煤等导致部分采样点含量较高。在对下风向区域中距中心污染源不同距离采样点PAHs含量分析时发现，高环PAHs总量总体表现出随污染源距离的增加，污染程度递减的规律。在对多环芳烃源成分谱轮廓特征的分析基础上，利用各种参数，从分子量优势度、环数相对丰度、特征指数等方面，分别对各区域土壤中多环芳烃来源进行比较分析，据此推断，四区域PAHs污染均在不同程度上受化石的燃烧所致，但各区域的PAHs污染源不同。钢铁企业内的炼焦厂是该区域多环芳烃主要污染源之一.     

典型喀斯特流域地表产流输出特征

由于喀斯特区域表层岩溶带的结构和构造表现为高度的异质性,以及大量缺失定位观测资料,使得该区域目前还没有较为完善的产汇流模型。对特定小流域地表产流输出过程的分析,有利于对流域内部各种水文过程的认识。本研究正是基于这一背景,通过对一完整自然年的地表产流输出进行分析发现,流域地表径流输出主要发生在5~10月份;受雨强和壤中流向地表径流转化过程的影响,5月份的地表径流产流输出为突发衰弱型伴有明显的迟滞效应,其他月份主要为渐进增强衰弱型,迟滞效应较5月份明显减弱;如去除5月份的影响,6~10月份流域地表径流输出量与降雨量呈显著正相关关系(p0.05,r=0.99);壤中流向地表径流径流转化具有明显的季节性差异;就全年而言,经由卡口站地表径流输出的量占全年降雨总量的23.1%。     

Study on Management and Control of Nonpoint Source Pollution from Urban Surface Runoff

Abstract

Urbanization is the dominant form of land-use change in terms of impacts on water quality, hydrology, physical properties of watersheds and their nonpoint source (NPS) pollution potential at present. Urbanization has changed the source, process and sink of urban NPS pollution, especially raised the pollution load of urban runoff NPS in receiving water. Urban runoff pollution is a hot spot of research on NPS. This paper analyzed type, source and harm of the NPS pollutants of urban runoff and its influence on the receiving water. Through estimating NPS pollution load of urban runoff and summarizing the law and characteristics of urban runoff NPS systemically, study on management and control of urban runoff NPS pollution was focused on the application of BMPs (best management practices). It is a fresh methodology that management and control on NPS pollution from urban surface runoff was analyzed by methods of landscape ecology, environmental economics and environmental management. The paper provided a scientific reference for mitigating urban water environment pressure and an effective method for management and control of NPS pollution from urban surface runoff.     

Study on Management and Control of Nonpoint Source Pollution from Urban Surface Runoff

Urbanization is the dominant form of land-use change in terms of impacts on water quality, hydrology, physical properties of watersheds and their nonpoint source （NPS） pollution po-tential at present. Urbanization has changed the source, process and sink of urban NPS pollution, especially raised the pollution load of urban runoff NPS in receiving water. Urban runoff pollution is a hot spot of research on NPS. This paper analyzed type, source and harm of the NPS pollutants of urban runoff and its influence on the receiving water. Through estimating NPS pollution load of urban runoff and summarizing the law and characteristics of urban runoff NPS systemically, study on management and control of urban runoff NPS pollution was focused on the application of BMPs （best management practices）. It is a fresh methodology that management and control on NPS pollution from urban surface runoff was analyzed by methods of landscape ecology, environmental economics and environmental management. The paper provided a scientific reference for mitigating urban water environment pressure and an effective method for management and control of NPS pollution from urban surface runoff.     

降雨径流面源污染年负荷预测方法的开发——以镇江古运河为例

在对镇江古运河2009~2013年的降雨量、降雨径流污染物量监测的基础上,运用回归分析建立降雨量-径流污染方程,并采用灰色理论对未来降雨量进行预测,进而得出降雨径流面源污染年负荷值。结果表明:2014~2020年间,镇江古运河降雨径流中污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷与降雨量同向变化,2020年降雨量达到1 381.2 mm时,污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷可分别达到217.15 t、421.4 t、5 811.87 t,数值较大;灰色理论与回归分析结合所提出的降雨径流面源污染年负荷预测方法,能够在小样本、贫信息和波动数据序列情况下,简捷有效的对降雨径流面源污染负荷进行高精度的预测,实用与推广价值较大。     

中国城市面源污染现状及其影响因素

城市面源污染已成为危害我国城市水体的重要污染源,本文结合国内外研究成果,对城市面源污染的污染特征、影响因素以及控制措施进行了综合分析。我国城市面源污染强度较高,污染物以SS、COD、营养物质为主,污染呈现一定的地域特征和时间特征。影响城市面源污染的因素很多,主要有下垫面、前期晴天时间以及降雨强度等。城市面源污染控制技术方面,要将工程措施与非工程措施综合实施,工程措施主要有植被控制、渗滤系统和湿地滞留系统等,各工程措施相结合,以取得更好的污染控制效果。     

分布式TOPMODEL模型在清江流域降雨径流模拟中的应用

以清江流域上游为研究区域，探讨TOPMODEL模型在大流域的应用；对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异，结果表明，虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异，但是模拟效率基本相同，SRTM数据作为全球覆盖的免费高分辨率DEM数据将极大促进TOPMODEL模型的应用；分析了TOPMODEL模型在大流域中应用存在的局限性，在此基础上，构建了基于子流域的松散耦合的分布式TOPMODEL模型，提出了利用流域实际下垫面数据进行模型参数率定的方法，探讨了子流域划分详细程度对模拟结果的影响，结果表明，分布式TOPMODEL模型充分考虑了流域降雨和下垫面属性空间不均匀性对水文过程的影响，模拟效率高于传统TOPMODEL模型，随着子流域数目的增加，模型在率定期和校验期的效率均呈上升趋势，但是到达一定程度之后，受降雨等输入参数及模型计算误差所限，增加子流域个数不能继续提高模拟效率.     

贵州红枫湖大冲小流域农业面源污染负荷特征研究

为揭示红枫湖汇水区农业面源污染物氮、磷、有机物输出的一般规律，以典型农业小流域为研究对象，自2010年1~12月，对流域降雨、流域出口的径流、TN、TP、CODcr浓度进行同步监测，并对流域内各个不同土地利用类型的产污负荷进行监测分析。结果表明，流域除TP外，其他指标严重超标；监测期间小流域径流量为414×105 m3，TN、TP、CODcr入湖总量分别为2 5467、856、10 8832 kg，其日均单位排放负荷分别为577、019 、1451 kg/(km2·d)；在降雨丰富、农业生产活动频繁的6~10月，TN、TP、CODcr的含量都明显高于其他月份，分别占各自总量的94.8%、73.3%、94.3%；坡耕地、天然林、疏林地产生的TN、TP、CODcr污染负荷量分别为流域入湖污染总负荷的13.38%、13.29%、13.54%，稻田、蔬菜地径流中TN、TP、CODcr含量分别为0.84~10.32、0.07~0.18、20.50~68.00；2.16~7.54、0.01~0.04、4.50~22.40 mg/L。居民生活污水中TN、TP、CODcr含量分别为13.84~50.11、3.20~5.10、35.7~207.0 mg/L，蔬菜、水稻种植、居民生活污水及禽畜养殖对流域面源污染贡献大；大冲小流域面源污染负荷与径流间存在极强的相关性     

水污染控制规划的GIS辅助技术研究

以宁波市甬江流域为例，以GIS技术辅助流域水污染控制规划，在ARCGIS90的环境中，完成了流域水系概化、水质评价，并利用GIS的叠置技术，建立功能区划水域－入河排污口－陆上汇流区的对应关系。根据水环境功能区的水质目标，通过建立污染源－水环境质量的输入响应关系，然后利用GIS技术对甬江流域数字高程模型（DEM）进行数字地形分析，得到甬江流域的模拟河网和流域汇水图，构筑了水污染控制单元，作为水环境容量核定和总量分配的基本工作区域。最后利用GIS的可视化表达进行辅助决策，确定各水环境功能区的水环境容量，结合排污状况（包括工业、农业、生活）的分析，得出流域水污染控制的总量控制方案和对策措施。甬江流域水污染控制规划的实践表明，在规划过程中，GIS作为一个必不可少的工具渗透在每一个环节中，为数据管理、空间图形表达和空间决策分析提供有效的工作平台和可靠的技术支持     

马颊河水系三条河流水质变化及污染物入海通量分析

分析了徒骇河、德惠新河与马颊河2003~2010年入海断面水质变化状况及入海通量的变化趋势。结果表明：徒骇河与德惠新河主要超标污染物为CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类，主要表现为耗氧类有机污染与有机有毒类污染。马颊河主要超标污染物除CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类外，还包括TP与VHB，以上各水质指标浓度分别超过III类水质标准的9、7、12、6、7、9、13倍，表现为耗氧类有机污染、营养盐类污染及有机有毒类污染问题。3条河流中，马颊河污染最为严重。研究期间，除德惠新河的无机无毒类与有机有毒类分类综合污染指数呈一定的上升趋势外，其它类别分类综合污染指数均呈下降趋势，表明3条河流的污染程度有所缓解。徒骇河TN、TP的入海通量总体上呈下降的趋势，其他两条河流污染物的入海通量均有所增加，至2010年，3条河流CODCr、CODMn、NH3 N、TN、TP及石油类入海通量分别为73 871、12 963、1 025、26、69、162 t，16 075、2 997、365、304、13、31 t及51 571、10 801、1 738、626、934、140 t；且3条河流主要污染物入海通量的贡献顺序为徒骇河>马颊河>德惠新河     

城市水环境治理运作机制构建与创新

中国实行改革开放以来，工业化和城市化推动了城市经济的快速增长，但城市水环境破坏严重。政府部门曾采取一些措施来改善水环境，但并未有效解决污染问题。由于城市水环境治理问题的重要性和紧迫性，国家科技部在武汉市汉阳区启动“水专项”寻求有效的治理模式。由于采用新的制度安排，注重科学技术与管理制度的结合，明显改善了汉阳地区的水环境。“武汉水专项”的试验显示出市场机制在城市水环境治理这类公益项目中同样是有效率的。构建更加有效的城市水环境治理运作机制既是必要的，也是可能的。构建城市水环境治理运作机制的核心是在确保水环境改善的公共目标的基础上，实现城市水环境治理投入的外部效应内部化，城市水环境治理可以成为具有广阔市场和丰厚盈利的现代服务业.