Study on Management and Control of Nonpoint Source Pollution from Urban Surface Runoff

Abstract

Urbanization is the dominant form of land-use change in terms of impacts on water quality, hydrology, physical properties of watersheds and their nonpoint source (NPS) pollution potential at present. Urbanization has changed the source, process and sink of urban NPS pollution, especially raised the pollution load of urban runoff NPS in receiving water. Urban runoff pollution is a hot spot of research on NPS. This paper analyzed type, source and harm of the NPS pollutants of urban runoff and its influence on the receiving water. Through estimating NPS pollution load of urban runoff and summarizing the law and characteristics of urban runoff NPS systemically, study on management and control of urban runoff NPS pollution was focused on the application of BMPs (best management practices). It is a fresh methodology that management and control on NPS pollution from urban surface runoff was analyzed by methods of landscape ecology, environmental economics and environmental management. The paper provided a scientific reference for mitigating urban water environment pressure and an effective method for management and control of NPS pollution from urban surface runoff.     

强化浅基质层干植草沟对道路径流的脱氮效果

搭建6个不同结构和介质组成的浅基质层干植草沟模拟柱,在基质层添加较多发酵木屑,利用进水期的脱氮作用,并设置饱水层提高设施落干期脱氮能力,从而强化设施全周期脱氮效果.以半人工道路径流作为进水,考察各模拟柱运行效果,并结合分层取样水质检测结果和模拟柱内体积含水率、ORP的变化过程,分析氮素在不同模拟柱内的去除机制.结果表明:在运行参数相对实际应用环境更为不利的条件下,设置饱水层的模拟柱的TN去除率在67%～78%; TN去除过程主要发生在进水期,且在含较多发酵木屑的基质层即被大量去除;设置饱水层不仅可提高落干期设施脱氮能力,还可保证较浅的基质层在进水期快速达到适宜反硝化的缺氧条件,从而保证进水期设施的脱氮效果;设置持水性过渡层并在其中放置有机质可以有效平衡饱水层碳源补给并控制有机质淋失的问题.     

城市街道地表物特性分析

通过对城市街道地表物的收集、处理、分析和典型降水的径流冲刷实测,全面探究了城市街道地表物的分布、累积和冲刷规律,并对其污染物的含量和污染物总量进行了定量计算。为现代城市非点源污染截污处理和环境综合整治提供了理论和实践依据。     

近地表土壤水分条件对坡面农业非点源污染物运移的影响

采用人工模拟降雨实验,研究了近地表土壤水分条件,尤其是土壤水分饱和条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物运移的影响.结果表明,前期近地表土壤水分条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物的迁移有着很大影响.饱和含水量时径流及泥沙中非点源污染物的流失浓度和流失量大于非饱和含水量,且前期近地表土壤含水量越大,径流及泥沙中农业非点源污染物的流失浓度和流失量越大.土壤氮素的主要流失途径是降雨所产生的径流,约占总流失量的90.4%～99.8%;土壤磷素的流失途径是降雨径流和侵蚀产沙,分别占总流失量的2.67%～23.5%和76.5%～97.3%.同时,土壤质地对磷素养分的流失有很大影响,杨凌土随泥沙流失的DP浓度和流失量均大于安塞黄绵土.最后,提出了采取最佳管理措施等控制农业非点源污染的针对性建议.     

DEM格网尺度对AnnAGNPS预测山地小流域径流和物质输出的影响

为了解流域地形空间参数和其它参数的精度对农业非点源污染模型AnnAGNPS预测准确性的影响,利用三峡库区黑河小流域观测资料校准了AnnAGNPS模型,分析了1.5-12.5m格网尺度DEM对地形参数和模型负载输出的影响.结果表明,1.5～12.5m格网尺度DEM对流域径流量、洪峰流量、总N输出影响不显著,但对泥沙、总P、有机碳输出影响显著.三峡库区类似小流域宜采用5m格网尺度DEM,AnnAGNPS模型较不适合于尺度较小、坡度较大的小流域泥沙负载预测.     

北京城市道路地表径流中PAHs的污染特征研究

以北京城市道路地表径流中的PAHs为研究对象,于2006年雨季在海淀区成府路和海淀路设置3个采样点采集了6场地表径流和同期雨水样品,分析了溶解相和颗粒相PAHs的浓度.对地表径流和雨水样品中PAHs的浓度特征,地表径流中PAHs在时间和空间上的变化,及辅助参数的相关性进行了探讨.结果表明,海淀路地表径流EMC值大于成府路,自行车道地表径流EMC值与机动车道相近,道路地表径流PAHs的污染程度不能仅根据车流量判断.对单场径流历时中PAHs浓度变化的分析和累积污染负荷曲线的研究均表明,道路径流初期冲刷效应并不是普遍发生的,而是受路面积尘特征和降雨条件等多种因素的影响.     

蒙古高原东部和南部气候要素变化特征及其生态环境影响分析

使用线性回归、趋势倾向性和空间相关等方法对比分析内蒙古辖区蒙古高原东部呼伦 贝尔与南部额济纳旗地区器测时段气候变化特征。结果表明,呼伦贝尔与额济纳旗两地器测时 段全年和生长季（6—9 月）平均温度增温显著,降水无显著共同变化,区域暖干化趋势明显。 年径流总量变化、空间相关结果和周期分析显示,两地气候干湿变化具有同步趋势。全球变暖 背景条件下,内蒙古东部沙地樟子松和西部胡杨面临着相近的气候环境与人类活动双重压力。     

重庆市汞污染的观测研究

为研究重庆市区汞污染状况,2004年9~11月,同步观测了重庆市近郊铁山坪小流域（TSP）和观音桥(GYQ)两个区域的全沉降、穿透水、地表径流和土壤中的总汞含量,估算了小流域中汞的输入输出通量,分析了城区和郊区的大气汞沉降和分布特征。结果表明,重庆已在一定程度上受到汞污染。在TSP,湿沉降是汞输入的主要方式,也就是说,在TSP,细颗粒是大气汞的主要来源,表层土则是大气汞的一个主要的汇。GYQ区域的汞污染比TSP相对严重。在GYQ,除了湿沉降以外,干沉降是汞来源的重要形式,表明在GYQ,粗颗粒可能对大气汞有很大的贡献。因此,本地源的排放对城区的影响比对郊区的影响大,尤其是城区火电站附近的土壤样品比郊区土壤的汞含量高很多,说明火电站是大气汞的重要来源之一。     

Study on Management and Control of Nonpoint Source Pollution from Urban Surface Runoff

Urbanization is the dominant form of land-use change in terms of impacts on water quality, hydrology, physical properties of watersheds and their nonpoint source （NPS） pollution po-tential at present. Urbanization has changed the source, process and sink of urban NPS pollution, especially raised the pollution load of urban runoff NPS in receiving water. Urban runoff pollution is a hot spot of research on NPS. This paper analyzed type, source and harm of the NPS pollutants of urban runoff and its influence on the receiving water. Through estimating NPS pollution load of urban runoff and summarizing the law and characteristics of urban runoff NPS systemically, study on management and control of urban runoff NPS pollution was focused on the application of BMPs （best management practices）. It is a fresh methodology that management and control on NPS pollution from urban surface runoff was analyzed by methods of landscape ecology, environmental economics and environmental management. The paper provided a scientific reference for mitigating urban water environment pressure and an effective method for management and control of NPS pollution from urban surface runoff.     

平原地区复合土地利用系统中氮磷流失敏感区界定——以浙江大学华家池校区为例

为正确识别平原地区复合土地利用系统中氮磷流失敏感区,利用美国农业部水土保持局设计的水文模型中的CN值描述地表状况,反映不同土地利用条件下下垫面对土壤氮、磷流失的影响;运用等标污染负荷计算方法评估不同类型污染源强度;建立了复合土地利用系统中土壤氮、磷流失敏感区的综合指数评价体系.构建的氮、磷流失评价方法在浙江大学华家池校区的应用评价结果表明,氮磷流失敏感性高的区块主要为研究区内的居民区、畜牧场和一些施肥量大的种植区,而敏感性最低的区块集中在具有良好植被覆盖的绿化区.高的污染源和高的迁移因子叠加区构成了高的流失敏感区.