峰值流量和径流污染联合控制的延时调节设施设计方法探析

延时调节技术可同时对城市雨水径流峰值流量和径流污染进行有效控制,但其设计方法尚不完善。分析了延时调节设施的峰值流量和径流污染控制目标及标准的确定方法,对延时调节设施的类型、功能和适用条件等进行分析。以延时调节塘为例,对设施各组成部分的构造和设计参数进行剖析,提出延时调节设施的设计方法和程序,为海绵城市建设中延时调节设施的设计与应用提供参考。     

雨水花园土壤重金属的累积效应与污染风险研究

土壤中重金属累积可污染土壤和地下水,危害人类身体健康.雨水花园作为海绵城市建设过程中雨水径流集中入渗的重要措施之一,长期雨水径流集中入渗导致雨水花园土壤发生重金属累积和污染风险.本文以陕西省西安市某高校内雨水花园为研究对象,该雨水花园建成于2011年,运行至今（2020年）,汇流面积为604.7 m²,汇流比为20：1,主要收集屋面雨水.雨水花园土壤重金属监测时间为2017年4月—2019年4月,采用富集系数法、单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法对雨水花园重金属累积和污染风险进行评价.结果表明：雨水花园各土层均有3种元素（Cu、Zn、Cd）累积,Cu在土壤中小幅累积,Zn在土壤表层轻微富集,其它各层基本未富集;Cd在不同土层中富集程度不同,且易受人为活动影响.经单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法分析评价,Cu、Zn元素虽有累积,但未达到污染标准;各层土壤均受到Cd的污染,污染等级均为轻污染.     

上海市典型畜禽养殖场雨水径流中PPCPs的输移特性

以上海市某大型畜禽养殖场为研究区域,揭示了该养殖场雨水径流中19种药物和个人护理品（PPCPs）的存在水平和时间变化规律,阐明了雨水径流的初期冲刷效应.结果表明,不同采样时间点雨水径流样品中目标PPCPs浓度范围为0.62~166ng/L,15种PPCPs检出率可达100%;目标PPCPs在降雨前期（径流产生的15~30min）出现浓度峰值,随后浓度降低并趋于稳定;通过描述径流污染输出负荷同径流量关系的L_P-F曲线和前30%径流流量排放的污染物负荷比指标（FF30）进一步证明该养殖场雨水径流中PPCPs具有显著的初期冲刷效应;研究结果为有效控制畜禽养殖场雨水径流中PPCPs污染提供了重要参考.     

北方沿海城市屋面雨水径流水质及影响因素

选取天津市某小区3种材质的屋顶(瓦面、油毡屋面、沥青面)径流为研究对象,通过7场连续降雨监测,分析探讨了径流污染物平均浓度(EMC),屋面雨水径流水质特点,污染物出流规律以及径流水质影响因素。结果表明,天津市天然雨水中含氮量较高;通过计算3种屋面径流及路面径流EMC值,得出屋面径流中SS和COD严重超标,油毡面径流污染最重,天津市屋面径流污染水平比上海市高,也比美国、德国和法国等国家高;屋面雨水径流前期污染较高,存在一定的初使冲刷效应;晴天积累天数是影响屋面径流水质的重要因素,屋面初期径流污染物浓度与晴天累积天数成正相关;降雨强度对径流污染物具有分段影响,降雨强度6 mm/h时,径流污染物浓度随降雨强度的增大而增加,降雨强度6 mm/h时,径流污染物浓度随雨强的增大而降低。     

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。     

建筑小区雨水花园空间布局对径流过程影响规律研究

为探究建筑小区雨水花园空间布局对径流过程的影响规律,采用耦合SWMM(暴雨洪水管理模型)管网模块和GAST模型(基于GPU加速技术的地表水动力数值模型)的一二维耦合水动力模型,并以西咸新区天福和园小区为例,模拟计算了实测降雨条件下的径流过程。以雨水花园为研究对象,分别在该小区上、中、下游布设雨水花园,模拟6种重现期,共18种典型工况下其对管网出口径流的调控效果。结果表明:该耦合模型可精确可靠地模拟城市管网排水及地表积涝过程,纳什效率系数为0.80和0.76,模拟结果较好;随着设计降雨重现期增加,径流总量控制率逐渐降低;在相同重现期下,将雨水花园布设于下游侧的径流总量控制率较布设于上游侧时提升了5.33~8.74百分点,提升效果较明显。可见,该研究结果可为优化建筑小区雨水花园空间布局提供参考。     

渗透铺装控制城市非点源污染的研究进展

渗透铺装在部分发达国家已得到广泛应用。作为城市雨洪调控的技术之一,渗透铺装不仅可以削减雨水径流量,减缓径流速度,还可以有效地控制部分城市非点源污染,改善径流水质。根据国内外近年的研究情况,从渗透铺装对城市雨水径流水质的净化方面介绍了渗透铺装在控制城市非点源污染中的应用研究情况。研究结果表明:渗透铺装对雨水径流中的总悬浮固体、磷、重金属有较好的去除效果,而对氮的去除效果不稳定。最后,对渗透铺装的研究和应用方向进行了展望。     

薄壁堰式智能流量监测装置的设计及其应用

在海绵城市建设中,雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点,使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题,设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置。该装置基于三角形薄壁堰测流原理,结合1种水位实时监测模块,实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理,通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度,再通过三角堰流量率定公式,计算得到被测流量。通过物联网技术,将数据实时发送到网站,实现在线监测。对设计的三角堰进行率定,流量为0. 5871～6. 4741 L/s,率定实验结果表明,所建立的拟合公式R~2=0. 9983,相对误差<4. 7%,具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试,能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数,并且满足精准度的要求,在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。     

多层渗滤介质系统对城市雨水径流氮磷污染物的净化作用

根据北京市雨水地表径流污染的特点,设计了用于去除屋顶和机动车路面雨水径流污染物的多层渗滤介质系统,进行污染雨水净化效果的试验研究.结果表明,系统对屋顶和机动车路面雨水径流中的氮磷污染物有明显的去除效果,NH+4-N、TN、TP的去除率分别达80%、90%、50%以上,出水浓度达到地表水Ⅱ类水质标准;"砂砾料"垫层对TP的去除效果稍好于"无砂混凝土"垫层;雨水径流中氮磷浓度愈高则对氮磷的去除率愈高.雨水径流氮磷浓度变化对氮磷去除效果的影响较小.多层渗滤介质系统通过微生物的硝化和反硝化作用实现生物脱氮是系统去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是多层渗滤介质系统去除磷的主要途径.系统对城市雨水径流氮磷污染物的净化能力主要发生在垫层及地基土层0.3m以内.     

城市雨水调蓄池水质控制效果及其影响因素分析

随着我国城市化进程的加快,城市不透水区域面积急剧增加,导致雨水径流外排总量和峰值流量增加,同时城市区域人类活动带来的道路交通、地表沉积物、空气沉降等污染,最终在雨水径流的冲刷作用下排入受纳水体,对城市排水防涝和水体水质带来了极大的威胁。针对上述问题,雨水调蓄池在城市雨水管理中得到越来越广泛的应用,但目前普遍存在投资大、设计功能单一、利用效率较低等问题。分析了雨水调蓄池内水质变化规律,同时模拟某下凹桥区调蓄池在不同重现期及进水浓度下污染物的变化规律,以期为雨水调蓄池优化运行和实时控制提供参考。     

雨水花园设计要点剖析与应用实例

雨水花园是一种有效的雨水最佳管理实践措施,也是我国海绵城市建设优先推荐选用的技术措施,可有效净化雨水中的污染物,并实现水文削峰与调控功能,具有良好的景观效应和生态功能。首先根据不同区域与规模介绍了雨水花园的布局形式,然后结合不同应用条件,详细剖析了雨水花园蓄水层、过滤介质层、植物、进水与溢流系统等主要构造,并对比分析了雨水花园面积常用的确定方法;最后解析了墨尔本中心街道雨水花园设计实例,以期为国内雨水花园的设计提供参考。     

城市雨水径流水质特征及处理方法

雨水径流量随着城市化高速发展而高速增长。大气污染物和地表污染物被降水冲洗．其污染威胁不能再被忽视。总所周知,雨水是自然界水循环系统中的重要环节。污染物主要聚集在早期的少量雨量中,雨水径流具备显著的初期冲刷作用。城市径流污染控制和雨水利用系统防治污染主要措施是优化雨水径流水质。笔者根据实际工作经验．本文就城市雨水径流水质特征和处理方法进项阐述。希望对同行工作者有一定的参考价值。     

基于多目标优化与综合评价的海绵城市规划设计

海绵城市源头减排设施已被广泛应用于城市雨水径流削减与污染控制,但仍缺乏一种综合评价方法来实现其科学规划设计.本研究构建了一种基于多目标优化与综合评价相耦合的海绵城市规划设计方法,以建设成本、雨水综合径流系数、污染物综合控制率为目标函数,以源头减排设施建设规模和海绵城市径流控制指标作为边界条件,建立基于快速分类的非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多目标优化模型;然后结合层次分析法对优化解集进行综合指标评价,得出最优化设计方案.利用该方法以研究区A为案例,构建了一套建设成本最小化、水文水质效益最大化的设计方案,并通过海绵城市建设前后的暴雨洪水管理模型（SWMM）,评估最优化方案的降雨径流控制与径流污染控制效果.研究结果表明,海绵城市建设能大幅削减雨水径流量,年径流总量控制率达70.1%;雨水峰值流量削减率超过40%,同时延后径流峰值出现时间;有效降低雨水径流污染,研究区各类污染物综合削减率均超过30%.本文提出的多目标优化与综合评价方法,能够基于特定的目标与需求,针对性提出适合区域发展的海绵建设方案,为海绵城市规划设计提供技术支持.     

淮南城区传统开发模式下雨水径流水质污染特征研究

选取淮南城区6种不同下垫面,研究了自然降雨和径流雨水随降雨历时和径流历时的水质变化,并探讨了降雨强度对初期径流水质的影响和径流污染物之间的相关性。研究表明:初期自然降雨和初期径流污染较为严重,随着降雨历时和径流历时的延长,自然降雨和径流雨水污染程度均逐渐降低并趋于稳定,且径流雨水中SS与其他污染物之间具有良好的正相关性;不同下垫面径流雨水水质具有一定差异,屋面径流雨水明显好于路面径流雨水;降雨强度对初期径流水质具有较大影响,降雨强度越大,初期径流雨水污染越严重。     

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.     

下垫面雨水初期地表径流污染物的研究

选取校园内两种不同下垫面(屋面、路面)的雨水径流,同时以天然雨水作对比进行水质污染指标分析。通过两种不同下垫面的水质污染指标分析结果研究校园雨水初期地表径流污染物特征。研究结果为水质污染物浓度随径流历时先增后降最后趋于稳定,从污染物含量来看,道路雨水径流高于屋面雨水径流,屋面雨水径流又高于天然雨水。     

广东小城镇雨水径流污染特征及其藻毒性解析

雨水径流污染已成为城市受纳水体水环境恶化的主要原因之一。目前针对雨水径流的研究主要集中在大城市,而针对数量众多、面积较大、人口密集及卫生环境欠佳的小城镇研究较少。而且,传统的雨水径流水质是用单个污染物的浓度或负荷表征,这忽略了污染物之间的耦合作用,因此无法综合表征雨水径流水质的优劣。据此,该研究选取了广东省汕头市典型小城镇为研究对象,从污染物浓度和毒性2个角度深入解析了小城镇不同下垫面的雨水径流水质特征。研究结果表明,小城镇雨水径流的化学需氧量、总氮、氨氮、总磷和固体悬浮物等污染物指标的场次降雨径流平均浓度值分别介于8～491、0.09～17.33、0.05～9.62、0.02～0.83、3～3 090 mg/L之间。主干道和次干道雨水径流的重金属污染较严重,居民区雨水径流氮、磷污染严重,而学校路段和屋顶雨水径流污染较轻。从蛋白核小球藻的毒性实验结果来看,主干道、次干道和居民区道路雨水径流均对蛋白核小球藻的生长量、叶绿素a的合成量产生了一定的抑制作用并促进了胞内过氧化氢酶的生成;但学校路段和屋顶污染物浓度较低,未对小球藻生长产生明显抑制作用。研究成果能够为小城镇雨水径流污染管控提供重要...     

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。     

国内外城市道路雨水径流水质研究现状分析

道路是城市汇水面的重要组成部分,也是城市受纳水体非点源污染的主要污染源之一,道路雨水径流污染问题日益引起人们的重视。本文对当前国内外研究进行分析,总结了道路雨水径流污染物成分、来源,对国内外道路雨水径流的EMC进行了对比分析,并对道路径流初期冲刷效应进行整理总结,基于我国城市道路径流污染控制中存在的不足提出了改进的方向。     

雨水径流污染负荷评价方法及水源污染治理对策

结合我国南方某镇对雨水径流现场取样的结果和降雨量数据,给出了雨水径流污染浓度拟合的指数曲线方程,并采用与降雨量方程结合的污染负荷方程评价径流污染程度的程度和变化,并提出了以生态雨水处理系统为主体的可行性策略。