金矿渣场废水对地面水环境的影响评价

阐述了在降雨时金矿渣场浸渣中残留的氰化物及泥沙淋溶于雨水中,形成地表径流进入地面水,对地面水环境造成的污染影响。具体介绍了在降雨时,渣场地表径流量、径流中污染物排放量、地面水（湖泊）允许纳污量的预测模式的应用。可为一般工矿企业露天渣场废水预测及环境影响评价提供借鉴。     

降雨特征与地表径流和雨水管内径流污染物变化特征

选择3场典型降雨事件,对应检测了地表径流和雨水管网径流的污染物指标,分析了不同降雨特征引起地表径流雨水和管网径流雨水中污染物变化的规律及相关性。结果表明:宜兴市地表和管网径流污染物的EMC变化范围较大,地表径流中COD介于IV~劣Ⅴ类,TN均为劣Ⅴ类,TP介于Ⅲ~V类;管内径流中COD介于Ⅰ~劣Ⅴ类,TN均为劣Ⅴ类,TP介于Ⅱ~劣V类;小雨情景下地表径流中SS、COD、TN、TP的EMC要高于管网,大雨情景下与之相反,中雨时的规律不明显;地表和管网径流污染物的初期质量浓度要高于后期,污染物的变化趋势受降雨强度变化的影响;地表与管网污染物质量浓度的差异与雨峰大小及出现时间、降雨强度、降雨量等因素有关,在较小降雨强度作用下,地表污染物质量浓度高于管网,反之相反;管内污染物冲刷效应由第一次雨峰引起;地表和管网径流中同种污染物质量浓度之间相关性系数差异明显,总体上相关性从大到小表现为大雨、中雨、小雨。     

镇江老城区降雨地表径流污染特征分析

城市道路地表径流污染已经成为城市水体恶化的重要原因之一。为了解镇江老城区地表径流污染特征,2010年7月到8月对镇江老城区的城市客厅、江滨新村以及南门夜市这3个汇水区域在不同降雨强度下的地表径流进行监测分析。结果表明,3个汇水区域地表径流水质COD、NH3-N、SS均超出国家地表水环境V类标准,其中南门夜市(商业区)污染最为严重;从降雨-径流过程污染物浓度历时变化看,各个水质参数均呈现一定的初始冲刷现象,初期雨水污染浓度极高,随降雨历时的延长污染物浓度逐渐下降并趋于稳定;干期长度与降雨强度对地表径流水质参数COD、NH3-N的影响较显著。     

西安市城市主干道路面径流污染负荷研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,对2009年3-11月的34场降雨径流进行径流过程连续采样,测试各场次径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的事件平均质量浓度(EMC),计算径流次污染负荷,并在分析次污染负荷影响因素的基础上,采用多元回归方法建立径流次污染负荷数学模型.结果表明,西安市城市主干道路面径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的次污染负荷分别为4.56～778.39 kg/hm2、2.22～308.7 kg/hm2、0.01 ～ 1.39 kg/hm2、0.05 ～ 33.09 g/hm2和1.38～115.82 g/hm2,不同场次径流事件携带入受纳水体的污染物量差异大,对受纳水体造成冲击影响.表征降雨特征的各因子中,降雨量与路面径流次污染负荷呈显著正相关,在显著性水平0.01时相关系数为0.734～ 0.943,最大降雨强度和降雨历时也与次污染负荷显著正相关,而前期晴天时间与次污染负荷不相关.所建立的径流污染负荷模型一致通过拟合优度检验和方程显著性检验,可用于对路面径流次污染负荷的预测.     

模拟装置研究绿地系统在暴雨径流污染控制中的作用

采用城市绿地和降雨系统模拟装置,研究绿地系统对实际暴雨径流污染的削减作用.历时60 min,降雨重现期为1 a、3 a、5 a时,绿地系统可以削减雨水径流量.1 a一遇时,绿地系统对雨水径流中COD、氮和磷总量的去除率分别为60.2%,49.2%和61.5%.以无植被裸土为对照,模拟绿地系统对径流雨水中COD、NH+4N及TP去除率较对照组分别提高7.1%,6.2%和4.4%.降雨期间污染物的去除主要依靠土壤和植物根系的截留、吸附和吸收作用;降雨后微生物开始降解吸附于土壤颗粒表面和植物根系上的污染物,降雨后第5～8 d,土壤中微生物数量达到最大值,第14～17 d微生物完成对吸附有机物等的降解,数量恢复到降雨前水平.研究表明, 模拟绿地对降雨地表径流量的削减、径流污染物浓度的削减和污染物总量的控制有较好作用.     

城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。     

珠三角地区城市雨洪过程模拟与计算——以佛山市南海区北村水系为例

受城市化快速发展及其内在的土地利用、水系调整、高架桥建设等复杂因素影响,城市降雨、入渗、蒸发、径流及其污染物输移过程已发生很大改变,由此导致的城市内涝与水环境污染等问题已经成为制约当地经济社会可持续发展的重要因素.基于城市雨洪径流传输过程模拟模型SWMM(Storm Water Management Model)对广东省佛山市南海区北村水系雨洪过程进行模拟计算,分析得到不同降雨和土地利用条件下北村水系雨洪可利用量及径流过程、地表污染物入河量及输移过程规律.结果表明,随降雨频率的减小,北村水系主要控制点的径流总量增大,面源污染物总量增大,通过增加城市绿地面积可以有效地减少洪水总量以及消减洪峰流量.     

西安市城市主干道路面径流颗粒物沉降性能及粒径分布研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流采样站,利用自制流量等比例采样装置,采集2009年4-9月的16场降雨路面径流,采用累积曲线法试验研究路面径流中颗粒物的沉降性能和粒径分布,并就降雨特征对径流中颗粒物粒径分布影响进行分析.结果表明,沉降可有效去除颗粒物,沉降60 min和2 h平均去除率分别为78.4%和86.3%. 要达到45%、60%和80%的沉淀去除率,表面负荷应分别为1.1～9.3 cm/min、0.6～5.9 cm/min和0.1～2.7 cm/min.沉淀去除率每提高10%,表面负荷相应减少1.3～3倍. 径流中颗粒物粒径分布呈宽幅变化,d10、d50、d90分别为3～23 μm、17～56 μm和40～65 μm,表明径流中颗粒物以粒径3～65 μm的细颗粒为主. 最大降雨强度与颗粒物粒径相关性较强,其他因子与颗粒物粒径相关性不强,降雨强度是影响径流中颗粒物粒径分布的主要因素.     

沘江两岸耕地土壤重金属径流迁移模拟研究

为研究重金属污染土壤在暴雨径流条件下是否存在水环境风险,对亚洲最大铅锌矿所在地,即沘江两岸耕地土壤中重金属元素As、Zn、Cd、Pb累积状况进行系统调查,并选择上游、中游、下游污染程度不同的3个代表性供试土壤,通过人工模拟降雨方法,研究不同坡度(5°、15°和25°)和不同降雨强度(30 mm/h和60 mm/h)下沘江流域耕地土壤中重金属元素As、Zn、Cd、Pb随地表径流迁移流失的环境风险.结果表明:1)沘江两岸耕地土壤重金属累积存在不同程度的污染,流域内中风险组As、Zn、Pb、Cd的含量超标率分别为7.69％～85.71％、7.69％～100％、23.08％～46.67％和38.46％～60％,高风险组Pb和Cd的含量超标率分别为53.33％～71.43％和40％～100％,流域不同位置耕地土壤中重金属As、Zn、Cd、Pb平均累积量从大到小表现为上游、中游、下游;2)模拟研究结果显示,沘江流域耕地土壤的地表径流水中出现不同程度重金属污染,上游耕地土壤的径流中As、Zn、Cd、Pb均被检出,中游耕地土壤的径流中Zn、Cd、Pb被检出,下游耕地土壤的径流中只有Cd被检出,其中Cd和Pb质量浓度在地表水Ⅳ-劣V类之间波动,径流中As和Zn质量浓度均未超过I类水质标准;3)地表径流水中As、Zn、Cd、Pb的质量浓度和迁移量都随着坡度和降雨强度的增加而增大.沘江两岸耕地土壤中存在重金属污染,土壤污染程度、降雨强度和坡度都可能对研究区域耕地土壤重金属径流迁移造成影响.     

镇江市雨水径流水质分析与旋流分离处理技术试验研究

水力旋流器在暴雨径流污染控制中的应用是一项新技术。通过分析镇江市城市暴雨径流,发现城市地表降雨径流污染物浓度较高,COD与SS之间存在较好的相关性,控制SS可以有效减少COD的排放量。通过实验室模拟降雨初期雨水,并利用水力旋流器去除其固态污染物,实验结果表明去除率均在70%以上,可有效地控制暴雨径流中的污染物。     

西安市路面径流污染季节变化特征研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,对2009年3月—2010年2月的36场降雨径流和3场融雪径流进行全程采样,测试各场次径流SS、COD、溶解态COD、NH+4-N、Pb、溶解态Pb、Zn和溶解态Zn的事件平均质量浓度(EMC),结合径流污染来源,利用单因素方差分析方法,识别路面径流污染季节变化特征并进行致因分析。结果表明:路面径流中SS质量浓度、COD和NH+4-N质量浓度随季节变化显著,SS质量浓度和COD呈现冬、春季高、秋季最低的趋势,表明其受交通污染源排放和大气降尘的共同影响;NH+4-N质量浓度秋冬采暖季最高、夏季最低,且与雨水接近,表明其主要源于雨水溶解大气中的含氮化合物造成的雨水污染;Pb、Zn主要来自交通污染源,道路交通量不随季节变化,因此其质量浓度季节差异不大,场次间质量浓度的波动主要与场次降雨特征有关。     

不同粒径尾矿中重金属水平迁移转化规律

针对桂北铅锌尾矿中重金属在水平方向上的释放、迁移和转化问题,利用尾矿为研究对象,通过降雨模拟装置进行径流冲刷试验,分析冲刷过程中尾矿重金属浓度和形态的变化。结果表明,在径流冲刷过程中,尾矿中重金属浓度整体呈下降趋势,深度对尾矿中重金属浓度变化的影响不明显,同一深度的尾矿,粒径与其重金属释放量呈负相关关系,粒径小于75μm时重金属Zn减少率高达24%。径流作用下,尾矿的粒径大小与迁移能力成反比。径流冲刷前后,尾矿中重金属含量下降,Cd,Zn和Pb的含量在弱酸提取态下分别减少2.4%,1.6%和0.3%。随降雨时间延长,液相可溶态重金属浓度未发生显著变化,固相颗粒态重金属浓度持续降低,液相颗粒态重金属含量减少最明显。     

铝电解槽大修渣的无害化处理

从多个方面分析了电解槽大修渣的危害性,对大修渣进行了分类,总结了大修渣中阴极碳块的利用途径,在作最终处理时,将石灰渣与大修渣混合堆存,可有效防止废渣中可溶性氟随雨水向下渗透,减轻对土地及地下水的污染,复土后的渣场可还林(耕),实现大修渣无害化堆存。     

铝电解槽大修渣的无害化处理

从多个方面分析了电解槽大修渣的危害性,对大修渣进行了分类,总结了大修渣中阴极碳块的利用途径,在作最终处理时,将石灰渣与大修渣混合堆存,可有效防止废渣中可溶性氟随雨水向下渗透,减轻对土地及地下水的污染,复土后的渣场可还林(耕),实现大修渣无害化堆存。     

铁路取弃土场生态恢复调查分析

选择我国不同地域6条铁路,现场调查铁路取土、弃土(渣)场的使用及恢复情况,从取弃土场的占地面积及类型、取土量、弃土量等方面分析了其利用现状,并对植被恢复效果和难易程度进行了讨论。调查表明:北方平原区、荒漠区铁路的取土量较多,南部丘陵区的弃土(渣)场及弃渣量较多。从恢复效率和程度看,南部地区植被恢复相对容易且在1年内可以恢复到较好程度,但植被恢复不到位,较易发生水土流失等次生灾害;东北、华北地区植被恢复2年左右可以恢复至良好程度;西北地区植被恢复需求较小;对于部分高原地区,海拔越低、降雨越多,恢复越好,但部分地区降雨量是生态恢复的首要制约因子,保水措施是这类地区生态恢复的重点。     

开挖扰动及降雨入渗影响的地表沉降特征研究

为研究施工扰动和强降雨浸透影响下的地层变形演化特征,采用通用离散元程序(UDEC),开展不同降雨强度及不同开挖深度组合下地表沉降特征的模拟研究,探索开挖过程中的地表孔隙水压力及位移场分布规律。结果表明:随着开挖深度的增加,孔隙水压力逐渐减小,而土层的沉降量明显增加,且两者均受监测点与开挖位置之间距离的影响;降雨条件下土层的沉降量易受开挖工况的影响,靠近土体上层的土质(如杂填土及碎石填土,黏性土和砂土等)在开挖后产生的沉降量变化相似,下层的土体(如构造破碎带)相对发生沉降量较小;此外,上层土体的性能松散,透水性较好,具有较大的变形特性,所以,降雨入渗会增加上层土体的沉降量。     

山仔水库典型样地次降雨径流过程磷流失特征研究

降雨径流是农业非点源污染发生的主要动力.福州第二饮用水源地山仔水库是周边以农业用地为主的峡谷型水库,由降雨径流输入库区的农业非点源污染不容忽视,而磷污染是引起水体富营养化最关键的限制因子.选取山仔水库库区典型样地松竹林、水稻田和地瓜地为研究对象,同步监测4次降雨径流过程径流量、总磷和可溶性磷浓度,对次降雨产流和磷输出特征以及两者的相关性进行了研究.结果表明,径流量峰值滞后于降雨量峰值约20 min,样地按径流量从大到小排序为松竹林、水稻田、地瓜地;土壤中大部分的磷以颗粒态形式流失,地瓜地、水稻田和竹林在4次降雨径流过程输出总磷的平均质量浓度分别为0.145 1 mg/L、0.124 3 mg/L、0.097 0 mg/L,可溶性磷的平均质量浓度分别为0.036 9 mg/L、0.031 3 mg/L、0.022 8 mg/L;松竹林、水稻田、地瓜地的总磷输出负荷与降雨径流量之间存在典型的多项式正相关关系,其相关系数分别为0.998 2、0.997 8、0.998 4.     

上软下硬地层隧道盾构施工引起的地表沉降研究

以大连地铁5号线地区盾构施工为背景,研究了在穿越上软下硬地层时盾构施工引起的地表沉降.运用线性回归和实测数据相结合的方法研究了盾构隧道掘进过程中地表沉降的规律,在Peck公式中引入最大地表沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对公式进行修正,使其适用于大连地区上软下硬地层中盾构施工的地表沉降预测.结果表明,当α、β的取值范围分别为0.249～0.612和0.551～0.739时,修正后的Peck公式预测曲线与原始Peck公式曲线相比误差更小,预测结果更可靠.     

九寨沟旅游设施非点源污染人工降雨实验

对九寨沟国家公园的旅游设施(栈道和公路)进行了人工降雨试验的设计、操作和测试数据分析.模拟试验选择6处公路和栈道试验区,采用人工降雨方法模拟历时30min的降雨.试验中按3 min间隔对各试验场降雨径流带出的总磷负荷进行现场监测.对公路和栈道降雨径流和浓度特征分别进行了相似性和异同性分析.     

浅埋近距离煤层群开采过程中上覆采空区自燃危险区预测研究

为揭示浅埋深近距离煤层群开采过程中地表裂隙发育对上覆采空区遗煤自燃的影响规律及影响范围,以苏家沟煤矿为研究背景,建立采空区流场流动及低温氧化的数学模型和三维几何模型。采用FLUENT模拟软件模拟了下煤层工作面推进过程中上覆采空区的氧气分布情况,得到了浅埋近距离煤层上覆采空区基于裂隙动态发育的氧气场和风流场的分布规律。依据采空区自燃危险区域判定理论,对上部煤层采空区内的自然发火危险区域进行预测。结果表明：连通地表与采空区的裂隙数量随工作面的推进而增加,上覆采空区氧化升温区域主要集中在滞后工作面0～20 m范围内,采空区深部的氧化带分布在新、老裂隙附近,在进风侧靠近地表且在回风侧靠近裂隙底端;当工作面推进120 m,即产生3条贯通型裂缝时,采空区自燃危险性最大,结合风流场云图确定上煤层底板自燃危险区距工作面水平距离为97.5 m,是煤矿开采过程中的重点防护区域。