平原河网城市典型滨河片区雨水径流监测研究

开展城市雨水径流监测,定量评估径流污染水平,分析污染规律及影响因素,可为科学制定水环境治理方案提供重要依据。以我国平原河网地区某城市一典型滨河片区为例,基于对不同下垫面雨水径流及周边河道常规污染物指标的监测,结合河道水环境质量时空变化特征,分析径流污染程度及对河道水环境的影响。结果表明,监测区域径流污染程度总体较高,其中COD、TN、TP指标的平均浓度均接近或超过地表水劣Ⅴ类水质;不同降雨事件、不同污染物、不同取样点雨水径流的初期冲刷程度均不相同,并且与降雨强度和前期污染物积累情况等因素密切相关;降雨过程中工商业发达、人员与交通密集区域排放的雨水径流增加了河道中COD、SS、TN、TP等污染物的浓度;对比结果显示监测区域部分污染物指标的城市径流污染物年排放量超过污水处理厂尾水污染物排放量。     

芜湖中心城区初期雨水径流面源污染特征研究

为研究芜湖中心城区径流面源特征,选取了芜湖中心城区道路、公共建筑、绿地、城区居住区、工业企业、码头6种下垫面,分别收集并监测了上述下垫面初期雨水径流中的COD、氨氮、总磷、总氮4项水质指标,同时分析了其随降雨历时的变化特征。结果表明:①在人为活动较为频繁的道路、公共建筑、居民区几类下垫面,其污染物浓度相对较高,地表人为活动较少的则污染浓度相对较低;绿地为非硬质地表,其产流过程与降雨过程存在约30 min的时差,能有效降低初期雨水汇集强度和污染。②除总磷外,人为活动频繁的下垫面径流的EMC值均较大,其他几类下垫面径流的EMC值则相对较小;初期雨水后期,绿地地表径流中的总磷、总氮EMC值反而高于部分硬质地表下垫面的地表径流。     

北京城区阵雨径流水质分析与评价

从有机物含量、营养物质含量等较重要的化学指标进行分析,降雨与各种不同下垫面径流水质污染程度差异较大,天然降雨、绿地径流与屋顶径流水质相对较好;但是雨水径流有明显的初期冲刷作用,污染物集中在初期的数毫米雨量中.     

邯郸市区不同下垫面降雨径流水质变化特征研究

为缓解邯郸市城区水资源供需矛盾,合理利用雨洪资源,在对生活区屋面、城区道路、公园绿地降雨径流水质进行检测的基础上,分析了雨水径流中主要污染物的变化过程,探讨降雨径流水质受环境条件影响情况。通过研究得出城区初期雨水径流污染最为严重,随降雨历时的延长,污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。不同城区下垫面雨水径流污染物含量差异明显,城区主干道路降雨径流水质最差。     

城市区域降雨径流季节性初期冲刷效应研究

探究降雨径流的季节性初期冲刷现象对城市水环境治理和水污染防治具有重要意义。以无量纲化后的雨水径流污染物输送量与有效降雨量为基础,通过建立径流污染物的季节性初期冲刷效应定量评价模型,对建筑屋顶和校园区域雨水径流季节性初期冲刷现象进行了研究。结果表明:建筑屋顶和校园区域年雨水径流水质具有相似的变化规律,径流污染物浓度总体上呈现出雨季始末两期高于中期的现象;研究区域中呈现了不同的冲刷性质,SS和TN显示出较强的季节性初期冲刷效应,以春季控制为主,而COD和TP的季节性初期冲刷效应较弱,以春季和深秋双季控制为主。     

青岛市李沧工业园区降雨径流污染特征研究

以青岛李沧工业园为研究区域,选取上下游分设水质监测点,研究了降雨径流污染物浓度随降雨历时变化规律及径流污染物分布特征,并探讨了工业区径流冲刷效应和污染物之间的相关性。研究表明:初期降雨径流污染较为严重,区域初期冲刷效应明显,随降雨历时延长,径流污染物浓度逐渐降低并趋于稳定,且径流雨水中各污染指标与SS之间存在良好相关性,拟合度较好。     

河北省邢台市降水特性及雨水资源化研究

邢台市降水具有年际变化大,年内降水极不均匀的特点,其中年际丰枯水相差可达到5.7倍;年内汛期的水量占全年降水的75%～80%以上,降水径流中的主要污染物以有机质、氮类以及重金属等为主,有机质的含量顺序为:人行道路、机动车道、屋面、绿地;不同下垫面径流水质优劣排序为:天然降水、绿地径流、屋顶径流、人行道径流、机动车道径流.雨水水质不仅随降雨历时而变化,同时也与降雨强度和降雨量有关系.研究结果表明,各污染物指标随降雨历时的延长逐渐下降,一般在产流后30 min基本趋于稳定;机动车辆的污染物指标在降水6～7 mm以后明显降低,其它下垫面条件一般在降水1～3 mm以后明显降低.根据邢台市的降水特性和水质特点,认为邢台市的雨水利用应当以分散式利用为主,同时针对不同的下垫面条件,应当采取不同的雨水资源化模式.     

苏州古城各功能区路面降雨径流分析

通过对苏州市古城区内商业区、现代住宅区、老旧住宅区、交通区、园林旅游区这5种具有代表性的功能区路面降雨径流中SS、COD、TN、NH_3~+-N、TP水质指标的分析,探讨了不同功能区降雨径流中污染物浓度差别,不同污染物之间的相关性关系和初期冲刷效应。结果表明,路面降雨径流中污染物浓度存在空间分布差异,商业区和交通区路面径流污染最为严重,其中交通区SS的E_(EMC)值超出污水综合排放二级标准16.79倍,COD的E_(EMC)值超出地表水环境质量V类标准6. 88倍;降雨径流中SS与TP、TN、COD之间存在良好的相关性,交通区路面降雨径流中各污染物之间呈现极显著性相关;不同功能区路面降雨径流中污染物大多存在初期冲刷现象,交通区与园林旅游区出现初期冲刷频率高,商业区和老旧住宅区初期冲刷强度大,相比其他污染物,SS最易出现初期冲刷现象,降雨特征参数对初期冲刷效应有一定影响。     

苏州城区不同功能区地表径流污染特征

以苏州城区为例,在多雨季节对商业区、工业区、居民区三大功能区的降雨径流水质进行了6次采样监测,发现不同功能区地表径流水质差异较大,前10min初雨径流中各功能区COD、TN、NH4+-N、SS及工业区TP的平均浓度均劣于Ⅴ类水质标准。另外商业区初雨径流中COD、SS、TN、NH4+-N浓度均高于其他功能区,工业区初雨径流中TP浓度高于商业区和居民区。随着降雨历时的延长,降雨径流中主要污染物浓度均逐渐下降并趋于稳定。     

北方城市雨洪利用探讨

根据北方城市水资源紧缺而雨水资源却未被充分利用这一情况,以邯郸市为背景,探讨了适合北方城市气候特点、经济发展的两种雨洪利用工程模式--道路雨水收集利用和屋顶雨水收集利用工程模式;同时针对城市道路降雨径流污染严重以及初期雨水的污染程度通常超过城市污水的现状,分析了雨水中各种污染物的浓度,并与灌溉水质标准进行了对比;对路面径流的水质特性、次降雨产流过程中污染物浓度的变化规律等方面也进行了分析研究,并建立了污染物冲刷排放规律数学模型,为城市道路径流利用提供基础资料.     

基于GIS的漳河上游城市非点源污染负荷估算

为了解漳河上游水污染成因,2017年对长治市城区典型功能区不同下垫面进行了11场降雨监测,分析了次降雨径流污染物平均浓度(EMC),采用平均浓度模型法估算了2017年漳河上游各城市非点源污染年负荷,并结合ArcGIS技术分析了各市县污染程度。结果表明:2017年,长治市城区降雨径流非点源污染较为严重;各功能区路面径流污染物的EMC值大于屋面,主要污染源为SS、CODCr、TN和重金属Cd;商业区路面SS的EMC值高达666.87 mg/L,工业区屋面Cd的EMC值是44.27μg/L,居民区路面CODCr、TN的EMC值分别为148.69 mg/L、6.273 mg/L。长治市城区非点源TN、TP、SS、CODCr、Cd、Cu、Zn和Pb年负荷入河总量分别为5.301 t/a、0.464 t/a、267.310 t/a、177.890 t/a、0.075 t/a、0.150 t/a、0.384 t/a和0.023 t/a;3种下垫面非点源污染年负荷入河贡献率顺序为屋面、路面、绿地。从空间分布方面来看,长治市城区污染的产出最多,武乡县产出最少。     

建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率协同关系研究

以陕西省西安市天福和园小区为例,基于SWMM原理构建了水质水量计算模型,借鉴国内外相似地区相关模型参数的选取并结合实测数据确定模型参数。设计了9种重现期和5种雨峰系数条件的45场降雨,以分析不同降雨条件下研究区域的径流控制率与非点源污染负荷削减率的协同关系。结果表明：相同雨峰系数降雨条件下,径流控制率与非点源污染负荷削减率呈线性关系,COD、TN、TP和TSS 4种污染物的拟合函数曲线的协同系数均大于0.989;雨峰系数对拟合函数曲线的斜率与截距影响不大;建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率存在高度的线性关系,可根据径流控制率推算出污染负荷削减率。     

北京长河湾流域径流非点源污染总量估算

针对北京城区流域径流非点源污染问题,选择典型流域--长河湾作为研究对象,采用源类型方法对汇入该流域的雨水水质进行分析,估算单场降雨径流的污染负荷,从而推算出流域的年径流污染负荷总量,并建立了径流污染主要水质指标之间的量化关系.结果表明,道路及屋面径流雨水中主要污染物(CODer、SS、TN、TP)之间存在良好的相关性;长河湾流域的径流非点源年污染负荷总量巨大,对城区水系构成了严重威胁.     

典型农用地降雨径流污染物输出特征

选取常熟金泾塘地区典型农用地为研究对象,通过人工降雨研究不同降雨条件下径流污染物的输出特征,并分析径流污染对河水污染的贡献。结果表明:小强度降雨径流初期污染物输出浓度最大,而高强度降雨径流污染物输出最大浓度相对滞后;污染物TN和COD_Mn输出总量远大于TP和氨氮,且污染物输出总量随雨强增大而增加,但并不呈线性增长关系;径流污染输出的TN和TP对金泾塘河水污染贡献较大。     

基于不同土地利用类型下的初期雨水径流污染特征分析与LID措施研究

探究初期雨水径流污染物在不同用地类型下的变化规律,对比分析海绵城市建设技术对径流污染的控制效果。首先对landsat 8卫星影像资料进行目视解译将天津市河西区解放南路郁江道研究区分为9类二级用地类型,之后根据土地利用类型划分结果和雨水管网资料建立SWMM水质模型并进行相关参数率定,最后模拟典型径流污染物悬浮固体(SS)的污染特征和低影响开发设施(LID)对其的削减效果。结果表明:不同土地利用类型和重现期下,径流污染物均呈现先增大后减小最后稳定在某一数值附近即初期雨水径流污染效应。采用渗透铺装和生物滞留池对径流SS拦截效果明显,但随着降雨强度增大,其处理能力逐渐达到饱和,处理效果不明显。     

天津市主要地表河流污染物特性变化趋势分析

以天津市14条主要地表河流2004-2011年期间的高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、总磷7项污染物含量为依据,对天津市主要地表河流的污染特性、差异性及变化趋势进行分析。结果表明:高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量和氨氮这4种污染物含量的均值从2004-2011年总体呈下降趋势;石油类含量不同年间变化不大;挥发酚和总磷呈典型的W型变化趋势。7种污染物含量均值在同一年不同水期有一定的差异性,但差异不显著。本研究补充了天津市多条主要河流连续多年水质情况分析统计的数据,研究结果可为天津市水环境污染防治、保护和治理提供依据。     

北江飞来峡库区典型流域非点源污染特征分析及模拟

为分析飞来峡库区典型流域非点源污染状况,开展社岗流域场次降雨径流水量水质监测试验,采用平均浓度法估算非点源污染负荷量,分析各场次降雨径流污染物特征并计算非点源污染贡献率,应用SWAT模型进行径流及非点源污染模拟。结果表明,径流量对SS、BOD_5等浓度和负荷量均有较强的主导作用,TN、NH_3-N等初期冲刷效应较为明显,污染物负荷量与径流量的相关性好于污染物浓度与径流量的相关性,各污染物的非点源污染贡献率均达到80%以上。SWAT模型径流模拟的率定期和验证期效率系数分别为0.85和0.73,表明所构建的SWAT模型精度良好。在污染物率定期,雨强较大的典型日污染物模拟效果最佳,污染物相对误差基本在10%以内,而在雨强较小时,TN、TP等均出现较大程度的低估现象;在污染物验证期,由于该时期正处于春耕施肥期,TN、TP模拟结果相对误差较大,且均为低估。总体而言,SWAT模型模拟精度良好,基本能反映该流域非点源污染状况,可为飞来峡库区流域的非点源污染模拟与控制提供参考。     

洱海典型小流域丰水期农业面源氮污染来源解析

农业面源污染是近年来导致洱海水质不断恶化的主要因素。选取洱海地区典型小流域,分析了林地、耕地以及居民区地表径流中硝酸盐氮与铵态氮的氮、氧同位素特征,进而解析其来源。结果表明:林地径流中硝酸盐氮来源于大气降雨和土壤的比例分别为8.53%和91.47%,铵态氮来源于大气降雨和土壤的比例分别为19.78%和80.22%;耕地径流中硝酸盐氮来源于大气降雨、土壤和化肥的比例分别为5.90%,68.76%,25.34%,铵态氮则主要来源于土壤;居民区径流中硝酸盐氮来自于大气降雨、生活污水和动物粪便的比例分别为3.32%,55.42%,41.26%,铵态氮则主要来源于生活污水与动物粪便。研究成果为控制洱海流域农业面源污染提供了有效途径。     

城市小区雨水径流污染物监测及相关性研究

通过对上海理工大学校园区不同铺盖面产生的径流水质的监测,及对其污染主要影响因素与污染程度的分析表明:铺盖面材料、降雨历时、降雨强度及降雨量等是雨水径流水质的重要影响因素,并掌握了径流水质随影响因素的变化规律.小区径流污染主要为有机污染与悬浮固体污染,建立了雨水径流有机污染指标COD、悬浮固体污染指标SS和浊度间的线性相关方程.该方程的建立,揭示了径流水质指标间的内在联系,为径流水质方便快捷监测奠定了基础.     

Determination of first flush criteria using dynamic EMCs (event mean concentrations) on highway stormwater runoff.

Recently the Ministry of Environment in Korea has developed the total maximum daily load program in accordance with the target pollutant and its concentration goal on four major large rivers. Since the program is largely related to regional development, nonpoint source control is both important and topical. Of the various nonpoint sources, highways are stormwater intensive land uses since they are impervious and have high pollutant mass emissions from vehicular activity. The event mean concentration (EMC) is useful in estimating the loadings to receiving water bodies. However, the EMC does not provide information on the time varying changes in pollutant concentration or mass emissions, which are often important for best management practice development, or understanding shock loads. Therefore, in this study a new concept, the dynamic EMC determination method, will be introduced to clearly verify the relationship between EMC and the first flush effect. Three monitoring sites in Daejeon metropolitan city areas were equipped with an automatic rainfall gauge and a flow meter for accumulating the data such as rainfall and runoff flow. The dynamic EMC method was applied to more than 17 events, and the improved first flush criteria were determined on the ranges of storm duration and accumulated rainfall.