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。     

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。     

植草沟净化地表径流运行条件优化

设计了黑麦草沟和天堂草沟两类植草沟,采用正交实验的方法研究了水力负荷、草高、水深等3个因素对植草沟净化地表径流的影响,以探索植草沟最佳运行条件。结果表明,各因素的影响大小依次为：水力负荷 > 草高 > 水深。黑麦草沟和天堂草沟的最佳运行条件相同,均为水力负荷0.5 m3·（m2·d）-1,草高15 cm,水深4 cm。在最佳运行条件下,黑麦草沟对地表径流中COD、TSS、TN、TDN、NH3-N、TP、TDP的去除率分别为,59.76%±6.52%、81.77%±13.89%、32.56%±15.34%、28.31%±16.56%、23.59%±15.53%、71.66%±12.68%、63.01%±12.8%,天堂草沟分别为,53.2%±5.57%、76.88%±11.99%、24.22%±9.85%、17.75%±6.6%、19.87%±11.69%、69.17%±11.17%、62.48%±13.04%。黑麦草沟在净化地表径流污染物方面整体优于天堂草沟,黑麦草更适宜在植草沟中使用。     

滇池流域2种坡耕地农林复合系统的地表径流、泥沙输出及径流N、P流失的特征

针对滇池宝象河流域坡耕地水土流失严重的现状,为寻求更合理的坡耕地种植模式,实验对2种农林复合系统的径流流失量、泥沙流失量和径流中氮磷流失的特征进行了研究。结果表明,玉米//花椒间作模式对径流流失具有较好的削减效果,与玉米单作模式相比,径流流失量减少了9.72%。桃树//玉米套作模式对径流中氮素流失的削减效果最好,相比玉米单作模式,分别削减了30.87%的TN、61.33%的氨氮和34.11%的硝氮。2种模式对磷素流失的削减均不显著。     

加气混凝土砌块吸附初期径流中磷的效果与机制

为发掘具有高效除磷性能的新型基质,提高人工湿地处理初期径流能力。选用废弃的加气混凝土砌块（加气块）作为实验材料,通过吸附动力学、吸附等温线实验及磷形态分析实验等探究其对磷的吸附机制,并将其作为基质应用于人工湿地中处理初期降雨径流,与传统基质砾石作对比,考察湿地除磷效果。结果表明：吸附过程随时间呈现快速吸附、缓慢平衡的特点,且可用准二级动力学方程拟合;吸附过程中溶液的pH、Ca2+浓度均随时间增加而升高;Langmuir吸附等温方程相较于Freundlich可更好地描述加气块对磷的等温吸附过程,最大吸附容量（Qm）为4 170.71 mg·kg-1;吸附主要是以Ca-P形式的化学吸附,且不易解吸。加气块湿地除磷效果明显优于砾石湿地。因此,将加气块应用于湿地处理初期经流,能有效提高湿地除磷能力。     

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。     

慢速渗滤系统对氮磷净化效果的研究

两年实际运行表明,慢速渗滤系统对一沉进水中的TK-N、NH_4-N和T-P的总去除率达95％以上,对氧化塘进水中这三种组分的总去除率在80％以上。本系统对氮磷的处理效果优于二级生化处理,达到国外同类工艺水平。两种进水中NO_3-N浓度低于0.5毫克/升,而出水浓度增加,但大多数在10毫克/升以下,总均值<2毫克/升,远在我国饮用水NO_3-N标准(20毫克/升)以下。几种作物对氮磷有较高的吸收去除率。     

山地城市典型区域地表径流污染迁移空间特征

选取包括山体和城市活动区域等下垫面在内的典型区域,对山地城市地表径流污染迁移特征、降雨等级和降雨强度对污染迁移的影响进行了研究,并分析了从小雨到暴雨等5场典型降雨条件下污染物赋存形态的变化。结果表明,受迁移段人为活动区域的影响,污染物呈现先升高再降低的趋势,入湖前化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH3-N)的浓度分别在26.6~87.1、0.87~6.96、0.08~0.28和0.52~1.48 mg/L之间。溶解性COD(DCOD)、溶解性TN(DTN)、溶解性TP(DTP)和溶解性NH3-N(DNH3-N)分别占总污染物的55%~79%、83%~98%、18%~61%和55%~79%。除DTN外,其他3种污染物溶解态浓度占总浓度的百分比随降雨等级和雨强的增大而增大。NH3-N、COD、TP浓度与TSS浓度呈正相关,DCOD、DTN、DTP浓度与总悬浮物(TSS)浓度无相关性。TSS与场降雨的最大雨强呈现正相关。     

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。     

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。     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

组合型生态浮床对水体修复及植物氮磷吸收能力研究

在天鹅湖水体中构建以水生植物和陆生喜水植物为实验植物,浮法控制器、水循环增氧系统和造浪-输送系统相集合的组合型生态浮床。在中试研究中,研究了其对天鹅湖上覆水和沉积物中营养物质的修复动态。结果表明,经过4个多月的组合型生态浮床生态修复,天鹅湖上覆水中TN、NH4+-N和TP的去除率分别达到61.92%、63.09%和80.0%,沉积物中TN和NH4+-N含量的去除率分别达到23.79%和37.04%,TP含量升高了43.71%;组合型生态浮床的5种浮床植物的氮磷累积量差异显著,再力花和美人蕉对氮磷的吸收速率显著高于菖蒲、薄荷和水稻,再力花和美人蕉对氮的吸收速率达到12.19 g/(m2.d)和7.90 g/(m2.d),对磷吸收分别达到0.81 g/(m2.d)和0.99 g/(m2.d)。美人蕉和再力花对氮磷的吸收量均是茎叶>根系,其中美人蕉茎叶氮、磷吸收量分别为根系的2.73倍和1.93倍,再力花分别为1.83倍和1.19倍,通过浮床系统植物水上部分的收割可以去除水体中的氮磷。     

北方景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果

以千屈菜(Lythrum salicaria L.)、黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)3种植物为对象,研究了北京市朝阳区景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果.结果显示,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾均生长迅速,且千屈菜表现最佳;移栽4个月后,3种植物的生物量分别较初始增加了15.9、8.5和13.1倍,达到945.5、489.2和585.0 g/m2.千屈菜对水体氮、磷的吸收去除能力显著(P<0.001)高于黄菖蒲和鸢尾,其总氮、总磷吸收量分别为黄菖蒲的2.2倍和2.3倍,为鸢尾的2.1倍和1.9倍.生态浮床的水质净化效果总体良好,运行60 d后,水体总氮、总磷浓度分别从16.28和0.27 mg/L降低至5.70和0.18 mg/L,二者去除率分别为65.0%和35.0%.研究表明,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾在营造景观和净化水质方面协同作用良好,其中千屈菜表现尤为突出,可作为北方地区生态浮床的首选植物.     

城市旅游区暴雨径流污染过程中的不透水面效应

选取武汉市动物园4种典型的不透水面暴雨径流污染特征进行了系统的研究，以期为旅游区面源污染危害评价和治理提供基本的依据。结果表明，动物园4种不透水面初期径流污染物浓度很高，COD最大值达1140mg／L，下垫面类型及地表累积污染物是影响径流水质的主要因素。通过无量纲累积曲线的分析，表明旅游区不透水面径流初期冲刷严重，该曲线还为面源治理提供了重要的工程参数。     

城市旅游区暴雨径流污染过程中的不透水面效应

选取武汉市动物园4种典型的不透水面暴雨径流污染特征进行了系统的研究,以期为旅游区面源污染危害评价和治理提供基本的依据.结果表明,动物园4种不透水面初期径流污染物浓度很高,COD最大值达1140 mg/L,下垫面类型及地表累积污染物是影响径流水质的主要因素.通过无量纲累积曲线的分析,表明旅游区不透水面径流初期冲刷严重,该曲线还为面源治理提供了重要的工程参数.     

生物质碳源组合型生态浮床系统脱氮效果研究

利用农业废弃物和水生植物,结合水下空间与水面景观,构建集成脱氮技术的新型立体组合式生态浮床系统用以地表水体中氮的脱除以净化水质。立体生态浮床运行2个月之后的结果显示,NH3-N、TN和CODMn的去除率可分别达到96.77%、95.51%和77.75%,本浮床具有较高脱氮能力,水体净化效果明显;同时,整个生态浮床系统的生物多样性较为丰富,原水分别为Ⅴ类和劣Ⅴ类的池2和池5中分别鉴定出6种和8种主要氨氧化菌谱带,位于系统中部的玉米芯和稻草表面微生物多样性丰富程度较高;稻草和底泥中氨氧化菌的谱带种类最多。与池2相比,池5中除了存在共有谱带外,还存在特有谱带h和j带,表明可能有特殊氨氧化菌群的存在。本组合型生态浮床具有同步硝化与反硝化作用,利于沉水植物生长,并能促进水生态系统构建。     

北京城区雨水径流水质及其主要影响因素

掌握城区雨水径流水质及其主要的影响因素是有效地利用城区雨水资源和控制城市非点源污染的基础。根据北京 1998— 2 0 0 0年大量的降雨径流水质数据 ,本文分析了城区屋面和道路雨水径流的水质变化规律及其主要影响因素城市雨水径流的水质很差 ,初期径流的污染程度甚至超过城市污水。除了空气质量的影响外 ,最重要的影响因素是屋面材料、道路类型及路面污染状况、气温、降雨强度、降雨量和降雨间隔时间等