城市区域不同屋顶降雨径流水质特征

城市屋顶降雨径流是城市面源污染的主要组成部分之一。为了解城市不同屋顶降雨径流的水质特性,以重庆地区5种屋顶为例进行了20场降雨径流的水质监测。研究结果表明,不透水屋顶降雨径流污染物浓度均随降雨历时的延长而降低,混凝土屋顶降雨径流的COD、TP、TN、NH3-N平均浓度分别是瓦屋顶的1.6、1.7、1.4和1.5倍,且不透水屋顶降雨径流总氮的70%~80%为无机氮,总磷的20%~32%为磷酸盐;浅层屋顶降雨径流COD、TN、TP、NH3-N和NO-3-N浓度分别是深层绿色屋顶的0.25~0.26、0.3~0.5、0.07~0.09、0.3~0.6、0.05~0.06倍,且绿色屋顶降雨径流总氮的60%~80%为硝态氮。前期干旱天数和混凝土屋顶径流中的TN、接骨草屋顶径流中的氨氮浓度呈显著正相关关系,混凝土屋顶径流TP浓度与降雨强度显著正相关,降雨持续时间和瓦屋顶径流TSS平均浓度显著正相关。研究结果为城市建筑屋顶降雨径流的科学管理提供了参考。     

不同降雨条件下非渗透地表径流TOC、TP输出规律和成因分析研究

研究城市非渗透地表径流TOC和TP的污染特性具有重要意义。以北京工业大学西校区和西大望路为研究对象,选取2015年的4场典型降雨场次(6月26日、7月18日、7月27日和8月31日),对该区域的非渗透地表径流中TOC和TP的输出规律及成因进行研究。结果表明:径流中TOC在各非渗透地表之间的变化差异性比TP大;非渗透屋面、道路和广场的地表径流污染初期冲刷效应显著,其中西大望路TP、TOC的初期径流浓度总体最高;地表径流污染物浓度受到下垫面空隙率、清扫频率和降雨间隔时间的影响,降雨间隔时间越长时TOC和TP的累积量越大,形成的径流浓度就越高,当下垫面空隙率越大时,TOC和TP越易蓄积,形成的径流浓度也越高。     

不透水表面雨水径流污染物冲刷规律研究

针对雨水径流污染冲刷模型中降雨强度与污染物冲刷存在的时间差问题,采用有效降雨强度替代降雨强度,建立了径流污染物冲刷模型,并利用建立的模型对不透水表面雨水径流污染物冲刷进行了模拟。结果表明,模型对SS、COD、TN和TP模拟的相关系数R2平均为0.87、0.81、0.93和0.89,具有较高的模拟精度。SS、COD、TN和TP的冲刷系数分别为0.77、0.66、0.92和0.74 mm-1,TN的冲刷系数略高,但总体相差不大。SS、COD、TN和TP均显示了较强的初期冲刷效应,在有效降雨强度为4 mm时,截留初期雨水径流量的35%~40%,即可控制70%以上雨水径流污染物。建立的模型可应用于研究不透水表面的雨水径流污染物冲刷规律,为雨水径流污染物控制提供理论计算依据。     

前期晴天数对不同材质屋面径流污染特征的影响

以城市典型屋面材质(油毡、塑钢、瓦)为研究对象,通过人工模拟降雨考察不同前期晴天数对不同材质屋面径流污染特征的影响。结果表明,不同材质屋面径流中悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)和总氮(TN)的场次降雨径流平均浓度由大到小都依次为油毡屋面、瓦屋面和塑钢屋面。不同材质屋面径流中重金属的场次降雨径流平均浓度各不相同。总体而言,污染物浓度随前期晴天数增加而增大,主要是小粒径的颗粒物体积分数增加,而大粒径的颗粒物体积分数反而减小。屋面径流中SS是COD、TP和重金属的主要载体,污染物与小粒径的颗粒物相关性更高,因此要想控制屋面径流中的COD、TP和重金属,关键是控制细小的颗粒物。     

双基质层绿化屋面的雨水水文水质特征分析

绿化屋面作为低冲击开发的常用措施之一,能有效削减暴雨径流、延缓产流时间,从而缓减城市市政管网的压力。但绿色屋面暴雨径流的水质特征依然存在很多不确定性。在天津市气候条件下,通过搭建不同厚度的"双基质层"绿化屋面小试实验装置开展人工降雨实验,着重研究分析了不同降雨条件下,绿化屋面的产流过程以及绿化屋面暴雨径流中污染物的平均出水浓度与吸附基质层厚度、降雨强度的关系。结果表明,产流阶段的产流速度与降雨总量无关,只与降雨强度有关,径流累积量与降雨强度无关,与填料层厚度和降雨总量有关;污染物径流平均浓度与吸附基质层厚度、降雨强度有关;绿色屋顶能够有效降低雨水的COD和浊度,且对酸雨有较好的中和作用。     

深圳大工业区初期雨水水质污染特征研究

为研究深圳大工业区初期雨水水质污染特征,分别选择深圳大工业区6个功能区作为监测点监测初期雨水中污染物浓度。结果表明:深圳大工业区居住区和商业区初期雨水COD污染最严重,COD最高分别达到1 467.00、1 333.00mg/L;出口加工区及高科技工业和现代物流业区域的初期雨水TN、TP浓度略低于其他区域。初期雨水中COD、氨氮、TP浓度与SS浓度存在线性相关关系,而TN浓度与SS浓度的线性相关性较差,不同区域随降雨历时变化规律波动各异。深圳大工业区附近河流SS、COD、TN、氨氮、TP浓度受初期雨水影响较大。     

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。     

高效旋流分离-生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流应用研究

设计高效旋流分离—生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流。确定高效旋流分离器的最优进水压力为0.03MPa,生态砾间接触氧化装置的最优水力停留时间(HRT)为8h,模拟初期雨水SS、COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到93.00%、91.00%、74.00%、95.00%和83.00%。该联合装置主要通过离心力作用,填料层吸附和过滤作用,微生物的同化和异化作用,植物根系的吸收、截留和降解作用将污染物去除。构建中试系统应用至实际初期雨水径流的处理,中试系统运行稳定,出水SS、COD、TN、氨氮和TP平均分别为89.00、42.00、3.97、1.84、0.42mg/L,有效削减初期雨水径流污染物的排放量,从而缓解天津市滨海新区的面源污染。     

雨水斗截污装置对屋面初期雨水净化规律及关键参数设计

在西安市某文教区屋面排水立管设径流采样点,雨期采用人工时间间隔采样法采集径流水样,对2016年8月—2016年11月3场屋面径流SS、COD、TN、NH_3-N、TP、浊度、Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、Cr等污染指标进行监测,界定了初期雨水的概念并根据屋面初期雨水水质、水量特征、雨水斗构造设计屋面雨水截污装置,研究了该截污装置的透水性能、工作状态、截污效果和清洗更换周期。结果表明:将暴雨次降雨前30～40min、大雨和小雨次降雨前40～50 min雨水定义为初期雨水;土工布单位面积质量越大,透水能力越小,且其过滤通量与过滤水头呈线性关系;在不发生溢流的情况下,500 g·m~(-2)的土工布制成的截污装置过滤出水可满足《生活杂用水水质标准》(GB/T 18920-2002)要求;为避免5年一遇的暴雨下屋面积水,截污装置上部溢流孔孔口面积至少应为0.015 4 m~2,须至少保证有效过滤区高度为568 mm。研究为缓解西安等干旱、半干旱地区用水紧张问题提供参考。     

山地城市暴雨径流污染特性及控制对策

为了解山城重庆的暴雨径流污染特性,充实国内仍然薄弱的基础资料,对4种用地类型的4场暴雨进行了监测,测试指标包括TSS、COD、TP、TN和NH3-N。结果表明,对于坡度2.5%的交通干道和坡度30%的校园人行道,从污染物浓度降幅的角度考虑初期径流的控制量应分别为2～3 mm和1.8 mm。随降雨时间的延长,路面污染物浓度迅速降低,坡度越大,降低速率越快。对于平均浓度,校园屋顶和草坪的各污染物浓度均达到地表水环境质量Ⅴ类标准(总氮和氨氮除外)。交通干道和校园人行道的总磷平均浓度也满足地表水环境质量Ⅴ类标准,但2种下垫面的COD、TN和氨氮平均浓度分别超出地表水环境质量Ⅴ类标准的2～8倍、1.9～3.1倍和1.9～4.3倍。对于交通干道,场次降雨径流的总氮、总磷和氨氮平均浓度与初期浓度的比值和污染物浓度20 min降幅接近(分别为0.5～0.53和50%～55%)接近,而COD和TSS平均浓度与初期浓度的比值和污染物浓度20 min降幅相近(分别为0.35～0.37和78%～84%)。对于校园人行道,污染物浓度20 min降幅均达到90%以上(90%～96%),场次降雨径流的总氮、总磷、氨氮、COD和TSS的平均浓度与初期浓度的比值接近(0.3～0.4)。研究结果为山地城市暴雨径流的污染控制提供了参考。