城市不透水地表降雨径流污染监测与研究——以北京工业大学校园为例

城市不透水地表降雨径流污染是面源污染的重要组成部分,而城市不透水地表在非降雨天累积的污染物又是降雨径流中污染物的主要来源。以2015年的前10场降雨为例,选取北京东南部大学校园范围内的教学楼屋顶、校园道路、邻近交通主路等不透水地表为研究对象,对自然降雨及其产生的降雨径流污染进行实地采样分析。分析结果表明:冬季过后的第一场降雨雨水径流污染严重,水质为劣V类,之后,降雨径流污染有所减轻;不同采样点水质污染严重程度不同;距离建筑物厕所排气口距离越近的地方,氨氮污染浓度越高;透水地面设施的存在可以减轻径流污染程度。根据分析研究结果,提出了控制和治理城市降雨径流污染的建议。     

城市面源污染控制技术初步研究

在对武汉市汉阳地区新建小区城市面源污染的来源、种类和特征进行详细分析的基础上,研究分析各类降雨径流污染的发生过程和污染物的迁移转化规律,并针对城市新建小区绿化面积较大的特点,运用城市面源控制新理念,研究提出一些城市降雨径流污染控制技术和管理措施,并在武汉市汉阳区桃花岛新建区建成面源污染源头控制工程.监测结果表明,屋面的初期径流和地表径流的污染物浓度都达到和接近纯雨水的浓度值.     

长江经济带城市降雨径流污染特征分析

为系统了解长江经济带城市面源污染状况,针对性解决长江经济带城市降雨径流引起的水环境污染问题,梳理了长江经济带各省(直辖市)的城市下垫面和功能区的雨水径流污染特征,对比分析长江经济带各省(市)不同下垫面和不同功能区降雨径流污染物指标,并采用线性混合模型分析污染物的降雨径流平均浓度与经济发展水平的相关性。结果表明：长江经济带下垫面降雨径流污染主要来自路面,且远高于屋面和绿地;城市功能区降雨径流污染浓度最高的是交通区,其次是商业区和工业区,居住区最低;降雨径流污染物浓度较高的是长江中下游地区,经济发展水平越高的省(市)降雨径流污染物浓度越高。研究成果全面分析了长江经济带城市面源污染状况,可为长江经济带城市降雨径流污染综合治理的规划与设计提供指导。     

邯郸市农业面污染源调查与分析估算

农业面污染包括三方面的内容,即对降雨径流对城市地表的冲刷所带来的污染物造成的面源污染;化肥、农药不合理使用所导致的面源污染;农业固体废弃物的污染,在较大的降雨径流冲刷下的水土流失污染。以2005年为基准年对邯郸市农业面源污染进行调查和分析计算,结果表明,全区化肥流失量占农业污染物的90.91%,是农业面源污染的主要来源。在总磷、总氮、氨氮和COD 4项污染物中,总氮占污染物总量的63.58%,总磷占总污染物的27.22%。研究结果为该区面污染源治理提供了科学依据。     

邯郸市城区道路路面径流水质特性及污染物冲刷排放规律研究

城市地表径流具有污染与资源的双重属性．城市地表径流是仅次于农业面源的第二大面源污染．是造成地表水体污染的重要因素之一。就北方城市而言，水资源短缺、水环境恶化，道路降雨径流污染非常严重，初期雨水的污染程度通常超过城市污水，这不仅直接危及城镇水环境和生态环境．也增加了城镇雨水利用的难度和复杂性．     

农业面源污染与不同环境因子的耦合机理研究

面源污染受到不同土地利用方式的下垫面类型、降水、气温的共同影响,研究农业面源污染与不同环境因子的耦合机理可以提高面源污染分析的精度,为面源污染治理提供科学依据。以长阳县东流溪小流域为例,通过采样监测径流的pH值、总磷（TP）、总氮（TN）、固体悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）5种典型的面源污染物,揭示了典型的面源污染物与不同环境因子的耦合机理。结果表明：8种典型下垫面类型中农田、菜地、果园、草地、林地、生活区产生的径流面源污染相对较为严重;降水量和降水强度对于面源污染物的浓度影响显著,降雨强度越大,雨水对下垫面的冲刷就越强,在相同的污染物累积量条件下,降雨量越大,径流中污染物浓度越低;农田、菜地、林地、果园、生活区产生的径流中TP含量与气温呈现明显的正相关关系,TN和气温的相关关系表现不明显,而主要受农户耕作制度的影响。     

萍乡市城市地表径流污染物浓度变化特征分析及数值模拟

以海绵城市建设试点城市萍乡市地表径流污染物（以SS和TP为代表）浓度变化特征与预测模型适应性为研究对象,根据两场次的降雨资料及实测径流污染物浓度数据,确定所建地表径流污染物浓度变化预测模型Sartor-Boyd和p/r模型的参数,并模拟和分析了地表径流污染物浓度变化过程。结果表明：萍乡市地表径流污染物（SS和TP）浓度受初始冲刷效应的影响,降雨过程前期随雨强的峰值而达到最大,降雨过程后期污染物浓度受雨强的峰值波动影响较小;受模型参数的影响,Sartor-Boyd模型模拟值的统计学指标RPD、R²、NSE均小于p/r模型的相应指标,p/r模型对萍乡市降雨地表径流污染物排放规律的预测精度较好,模型可信度较高。结合萍乡市地区降雨状况建立的p/r数学模型可为该区域海绵城市建设过程中地表径流污染物浓度的预测及管理提供参考。     

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。     

白洋淀上游城市地表径流总氮污染特征

保定市是白洋淀重要的上游城市,其城市地表径流影响白洋淀水质。本文对夏秋季节保定市城市地表径流污染物进行采集和测定,并对总氮污染负荷及其与降雨特征、空气污染特征进行相关性分析。结果表明,保定市城市地表径流总氮污染浓度时空差异较大,总氮浓度与雨前干期呈正相关,与降雨量呈负相关,总氮污染负荷与雨前干期和降雨量均呈正相关,总氮浓度与降雨前5日空气质量指数与各类空气污染物浓度均呈正相关。     

降雨对沣河水质和污染特征的影响

通过对沣河降雨前后水质的监测,分析了沣河污染特征。结果表明:降雨形成的面源污染对沣河总氮负荷影响显著,硝氮和总氮在降雨过程中的变化有很好的相关性,硝态氮是沣河总氮污染的主要存在形式,其主要来自于农田和水土淋溶流失及城市地表径流的硝酸盐氮;非降雨时,农村排放的生活点源是引起沣河COD和氨氮水质污染的根本原因,降雨促使生活点源进入沣河,COD和氨氮在河流水质变化中有着很好的相关性,其污染主要来自于沣河流域城镇生活污水、工业废水、乡镇企业废水及高校生活污水。     

灵武农场非点源污染特征分析及控制措施

农田污染是农业非点源污染重最主要的污染源,而土地利用方式又是影响非点源污染的关键因素。本文分别对生活污水、畜禽养殖、农田地表径流、水稻田排水、村镇地表径流和渔业养殖等6种非点源污染,采用等标污染排放法,并选取COD、NH3-H、TN和TP作为评价因子,对宁夏灵武农场的污染源进行调查和分析。结果表明:灵武农场各种污染物日排放量达到169万kg,其中COD的排放量占84.1%,6种污染源中地表径流占45.26%;TN和TP是主要污染因子,占60%以上,其中畜禽养殖污染源的TP达82.09%;若按照国标Ⅳ类水质要求,日等标总排放率将达3.28亿m3。根据灵武农场污染特点,提出了改善农村产业结构、发展生态农业和推进科学养殖等防治对策,实现无污染排放。     

基于GIS技术的农村非点源污染分析——以渠县境内巴河州河汇流断面上游区域为例

为了有效地分析巴河州河汇合口(渠县境内)以上流域非点源污染问题,应用GIS技术进行水文分析(水系提取、流域划分)以及污染源的空间分异分析。基于评估区的水环境污染现状,选取城镇居民生活污水、农村居民生活污水、城镇地表径流、集中式畜禽养殖、化肥污染五大污染源,采用源强系数法和输出系数法进行COD、TN、TP 3种污染物的流失量计算,并分析其污染负荷,。结果表明:(1)评估区的91.93%的负荷来源于为农村居民生活污水、化肥污染、和城镇居民生活污水,最主要的污染源为农村居民生活污水。(2)评估区重点治理乡镇为三汇镇。研究成果较为清晰地分析出研究区非点源污染的分布情况,指出了需要重点治理的地域和污染源。     

降雨和土地利用对流域非点源污染的影响——以滇池流域为例

基于污染排放负荷计算的非点源污染特征识别是开展滇池流域非点源污染控制的重要基础,并在当前流域气候变化和城镇化用地扩张的背景下显得尤为重要。基于流域分布式非点源模型IMPULSE,选择2008年和2014年开展滇池流域入湖非点源污染排放负荷模拟,从负荷量和负荷组成2个方面对比分析降雨和土地利用变化对流域非点源污染负荷排放特征的影响,并比较了4种水土流失控制措施的污染负荷削减效果。结果表明:(1)2014年流域TN、TP和COD入湖排放量比2008年分别增加23.87%,29.19%和1.65%。(2)各因子对入湖非点源污染负荷的影响排序为降雨土地利用农业结构及农村人口。降雨和农业结构及农村人口的变化均使入湖非点源污染负荷增加,而以城镇用地扩张为主要特征的土地利用变化减少了入湖非点源污染负荷。(3)水土流失是流域入湖非点源污染负荷贡献率最高的污染源,2014年TN和TP入湖负荷中城市面源比重略有提升,COD入湖负荷中城市面源的比重由16.44%提高至38.63%。(4)退耕还林在3种单项措施中的负荷削减效果最好,而退耕还林和坡地改梯田组合措施的TN,TP和COD负荷削减率分别为37.20%,37.73%和11.91%。研究结果对于科学制定流域非点源污染控制策略具有重要的支撑意义。     

Method for calculating non-point source pollution distribution in plain rivers

The land area in a river network is divided into certain-scale square cells for the sake of precision, and, based on the physical mechanisms of rainfall-runoff processes and runoff pollution,the non-point source pollution from cells is estimated using the export coefficients of different land use types. The non-point source pollution from a land cell should all go into the closest river reach,so it is distributed according to the terrain of the plain fiver network area and the positions of land cells and river network reaches. A relationship between a single land cell and its pollution-receiving reach can be determined using this system. In view of the above, a spatial distribution model of the rainfall runoff and non-point source pollution in reaches of a plain river network area was established. This model can provide technological support for further research on the dynamic effects of non-point source pollution on water quality.     

松花江区水资源质量评价综述

基于全国第二次水资源调查评价成果,对松花江区地表水资源质量现状进行综合概述。松花江区的地表水体污染严重,以有机污染为主,主要污染指标是CODMn;综合评价水质劣于Ⅲ类的河长占总河长的62.7%;湖泊、水库基本处于中富营养和富营养状态,水质多为Ⅴ类和劣Ⅴ类。汛期污染重于非汛期,面污染源影响大于点污染源;有机污染主要来自农村和田野,城市工业和生活污水也是重要的污染源。     

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。     

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。     

基于水文分割法的流溪河干流典型断面非点源污染负荷估算

针对流溪河非点源污染防治较严峻局面,对流溪河非点源负荷进行了研究。2013—2014年,对流溪河干流温泉、牛心岭、人和、河口断面进行了203 d的水质及水量监测。根据监测结果结合水文分割法和平均浓度法对各断面的非点源污染负荷进行了计算,并分析了非点源污染的特点。结果表明:流溪河干流典型断面污染物以NH3-N、TN和TP为主;越往下游,监测断面各指标平均浓度越大,水质越差;上游断面洪水期各主要指标浓度大于枯水期,下游断面则是枯水期各主要指标浓度大于洪水期;监测断面各指标非点源污染负荷占总负荷的比例为44.22%~96.17%,平均为76.99%;从上游往下游,非点源污染物负荷占总负荷的比例在减小;各断面年污染负荷基本上是以洪水期负荷为主,洪水期污染负荷则以非点源污染负荷为主;河口断面污染物年总负荷中,58.74%的TN、67.22%的TP和65.45%的COD来源于非点源污染。非点源污染在流溪河水体污染中占较大比重,对水质影响不容忽视。     

城市地表径流污染负荷计算方法研究

城市地表径流是仅次于农业面污染源的第二大面污染源。研究城市地表径流污染负荷计算方法,为政府部门对城市面源污染的控制管理决策提供科学依据具有重要意义。本文对城市非点源污染负荷的三类计算方法即浓度法、统计法、概念模型等进行了较为全面的介绍和讨论,在此基础上,对城市地表径流负荷计算方法研究进行了展望。     

澎溪河流域土地利用对非点源污染时空分布影响

基于流域DEM、土地利用和土壤数据构建澎溪河流域非点源污染SWAT模型,采用2009~2014年逐日实测资料进行模型的率定验证,模型率定期和验证期的决定系数R2和Nash-Sutcliffe效率系数ENS均在0.7以上,模拟结果可靠。利用所建模型分析了澎溪河流域不同土地利用类型的非点源污染负荷的时空分布。结果表明,流域非点源污染负荷年际分布不均,2010~2014年中2011年TN和TP负荷最大,分别为2 655.17 t和167.14 t;不同土地利用类型的氮磷负荷均集中在流域南部及沿河地势低洼区;在流域坡度和土壤类型相同的情况下,耕地的负荷最大,TN和TP的年均负荷分别为1 631.47 t和146.34 t。