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。     

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。     

合流制排水系统降雨径流初期冲刷效应

通过对昆明主城区3个集水区合流制排水系统10次降雨径流过程水质水量的监测,计算了污染物的次降雨平均浓度(EMC),并采用无因次累积负荷体积分数曲线(M(V)曲线)和初期冲刷系数方法对初期冲刷现象进行了探讨。结果表明:(1)对于同一个常规污染指标,不同集水区的EMC平均值没有较明显差异,但都表现出较高浓度的污染特征。不同集水区总悬浮颗粒物(TSS)、COD、TN和TP的EMC平均值分别为140.18~174.11、144.65~161.78、21.44~23.18、1.80~2.35mg/L。(2)3个集水区所有观测降雨事件中,TP、TN、COD和TSS的初期30%径流量所对应的污染物累积负荷量(FF30)平均值分别为38.7%、37.1%、40.7%、44.6%;TSS和COD的初期冲刷强度明显较TP和TN变化更剧烈,不同污染物初期冲刷强度依次为TSSCODTPTN。(3)对于合流制排水系统,在区域特征相近情况下,汇水面积越小则初期冲刷效应越显著。而当汇水面积大到一定程度时,不同集水区之间初期冲刷强度没有显著差异。(4)降雨量、平均雨强和最大雨强与合流制排水系统的初期冲刷强度呈显著的正相关性,是影响其初期冲刷的重要水文参数;降雨历时和前期晴天与其初期冲刷强度没有显著相关性,两者对初期冲刷无明显影响。     

沸石渗滤床在城市初期雨水径流污染控制的应用研究

根据城市初期雨水径流的污染负荷初始冲刷效应以及主要污染物COD和N/P与SS成线性相关性的污染特点,对初期雨水的主要污染物COD和N/P开展了控制技术研究。以示范工程为基础,研究城市初期雨水径流污染控制的强化处理技术即沸石渗滤床技术,运行结果表明,对NH3-N、TP、COD都有较好的去除效果,其中对NH3-N的去除效果较为明显,进水氨氮浓度在2～5 mg/L,出水都能达到地表IV类水标准(NH3-N≤0.5 mg/L)。     

西安市城市主干道路面径流初期冲刷效应

以西安市城市主干道南二环太白路高架桥为路面径流采样区域,采用人工等时间间隔采样方法,在桥梁排水立管对2010年9—11月的3场径流事件进行全程采样,测试径流过程SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、溶解性Pb、Zn和溶解性Zn的浓度变化,研究路面径流的初期冲刷效应及其影响因素。结果表明,西安市城市主干道路面径流污染严重,降雨数小时后的末期径流仍具有较高的污染水平;径流过程污染物浓度变化规律与其赋存形态有关,SS、COD、Pb等以颗粒态为主的污染物的浓度随雨强变化剧烈波动,NH3-N、溶解态COD、溶解态Zn等以溶解态为主的污染物浓度变化受雨强影响较小,随径流过程呈逐渐减小趋势;路面径流初期冲刷现象并非普遍存在,与污染物的赋存状态和场次降雨特征密切相关,溶解态污染物易于出现初期冲刷现象,颗粒态污染物是否出现初期冲刷与场次降雨特征有关;测试的3场径流事件初期30%的径流携带的SS、COD、溶解性COD、NH3-N、Pb、Zn和溶解性Zn的负荷占场次径流总负荷的比例分别为21.8%～50.0%、25.5%～49.3%、36.3%～52.6%、52.6%～66.7%、26.8%～45.0%、27.2%～63.4%和36.2%～62.6%,表明仅对初期径流进行治理无法实现对西安市路面径流污染的有效控制。     

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。     

典型城市道路雨水径流污染解析和利用标准探讨

作为一种非常规水资源,雨水就地利用可以缓解城市用水矛盾。但其利用程度主要取决于雨水利用水质标准,以确定处理程度和是否弃流初期雨水。然而现行雨水利用的标准不完备,且部分指标尚不明晰。结合典型城市道路雨水径流污染现状解析,发现道路雨水中TSS和COD是主要特征污染物,营养物质和重金属污染相对较轻,且初期雨水弃流对雨水水质有明显的改善作用;综合分析现有雨水利用标准和规范的基础上,提出了雨水不同利用方式的水质建议标准值。针对性探讨其利用的BMPs LID措施,即加强源头污染物及初期雨水的控制、完善雨水利用系统管理,制定出台相应的法规标准。     

滇池流域不透水表面的水环境影响分析及其治理措施

当前滇池水污染的治理措施主要关注农业面源污染和城市生活污水,忽视了城市化过程中不透水表面带来的城市面源污染问题。采用基于遥感、GIS的生态环境影响评估模型,分析了滇池流域不透水表面的水环境效应。结果表明:不透水表面面积增加可导致流域地表径流量增加以及水质下降,进而导致流域水环境问题日益严重;当子流域不透水表面覆盖率(ISC)控制在0%~8%时,流域水环境状况良好;当ISC增长到8%~23%时,流域水环境受到影响;超过23%时,将形成不可逆转的水体污染,流域水环境严重退化。根据滇池17个子流域的不透水表面覆盖率大小,提出了滇池流域的子流域分类规划与治理思路,详细列出了分类治理的具体措施。     

利用生态混凝土控制城市坡面暴雨径流污染试验研究

利用生态混凝土作为护坡材料,研究暴雨条件下生态混凝土控制山坡降雨径流污染的机理,以期对生态混凝土在城市护坡和护岸中的应用提供理论依据.研究结果表明,生态混凝土改变了雨水在坡面上的水文过程,阻延径流作用十分明显,有效地降低了污染物的负荷输出.生态混凝土试验小区(T2)与裸地(CK)和改良土壤小区(T1)相比,径流量分别减少了48%和24%,TN年度污染负荷(UPLRs)分别减少了53%和45%,溶解态氮(DN)减少了26%和28%,TP减少了57%和30%,溶解态磷(DP)降低了80%和33%,COD降低了62%和40%,TSS降低了56%和43%,产流时间和流量峰均明显滞后.另外,同植被覆盖良好的小区(T3)相比,生态混凝土对各种污染指标的控制效果没有明显差异,但其抗冲刷能力较强,更能适应城市护坡和护岸的需要.     

利用生态混凝土控制城市坡面暴雨径流污染试验研究

利用生态混凝土作为护坡材料,研究暴雨条件下生态混凝土控制山坡降雨径流污染的机理,以期对生态混凝土在城市护坡和护岸中的应用提供理论依据.研究结果表明,生态混凝土改变了雨水在坡面上的水文过程,阻延径流作用十分明显,有效地降低了污染物的负荷输出.生态混凝土试验小区（T2）与裸地（CK）和改良土壤小区（T1）相比,径流量分别减少了48%和24%,TN年度污染负荷（UPLRs）分别减少了53%和45%,溶解态氮（DN）减少了26%和28%,TP减少了57%和30%,溶解态磷（DP）降低了80%和33%,COD降低了62%和40%,TSS降低了56%和43%,产流时间和流量峰均明显滞后.另外,同植被覆盖良好的小区（T3）相比,生态混凝土对各种污染指标的控制效果没有明显差异,但其抗冲刷能力较强,更能适应城市护坡和护岸的需要.