城区路面雨水径流水文水质特征试验研究

鉴于研究城区路面径流水文过程与污染物变化特征可为有效利用城市雨水、控制非点源污染等提供参考依据,采用污染物分析方法对新乡市2010年城区路面3场降雨—径流的水文、水质过程进行采样分析。试验结果表明,路面径流系数在0.78～0.82之间,径流曲线形态与降雨过程线类似,两者波动幅度相对较小;径流初期污染严重,后期COD、SS浓度分别小于203、458mg/L;各指标的标准差率呈SS>COD>DO>pH值的趋势,这与各自浓度变化过程的指向性一致;径流中COD与SS之间的相关性较好,而DO与其之间的相关性较差。     

快速城市化地区典型城市路面径流污染试验及特征分析

鉴于城市路面地表径流产生的非点源污染已成为快速城市化地区水体恶化的重要因素,研究城市路面径流污染特征对于城市水环境保护具有重要意义。在2013年6~7月对广州市黄埔大道和南沙区S358道路进行降雨径流连续采样,并开展水质检测,分析污染特征。结果表明,广州市黄埔大道降雨径流中化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、悬浮物以及重金属汞、铅的场次降雨污染物平均浓度(EMC)值分别为51.7、4.69、0.580、0.145、1.22、158、0.000 16、0.015mg/L;南沙区S358道路对应的EMC值分别为77.9、5.78、0.352、0.258、2.03、125、0.000 40、0.026mg/L。可见黄埔大道初期径流中化学需氧量浓度超过国家现行Ⅴ类标准值,S358道路初期径流中化学需氧量及总氮的浓度均超过国家现行Ⅴ类标准值;降雨路面径流-水质指标浓度变化存在初始冲刷效应,且与降雨特性、路面区域周围环境以及路面车流量密切相关。因此,在城市径流污染控制中需对路面径流冲刷、累积过程的影响因素进行综合考虑。     

基于SWMM模型的青岛市典型工业园区径流污染特征分析

以沿海城市青岛市为研究对象,选取3场典型降雨对其典型工业园区道路径流污染物进行取样检测。分析区域径流污染物瞬时浓度,计算径流污染物的次降雨径流平均浓度(E_(MC))值,制作最小雨强的M(V)曲线图,拟合区域污染物冲刷量随径流量变化数据和污染物累积量,构建SWMM分析模型,确定冲刷模型参数。结果表明,初期雨强越大,径流污染物浓度越高;3场降雨中TN、TP、Cu、Zn的E_(MC)值均符合地表水环境质量Ⅴ类,COD、Pb的E_(MC)值存在超标情况;最小雨强依然(但不明显)存在初始冲刷现象;区域SS、COD、TN、TP、Cu、Zn、Pb的模拟结果与实测结果的标准偏差符合模拟要求,拟合的水质参数适应于SWMM模型径流模拟,为沿海城市径流污染的防治和径流模型的运用提供了技术支持。     

某大学校园及周边不同下垫面降雨径流污染过程研究

以大学校园及其周边区域降雨、径流和径流水质3年观测试验数据为依据,分析不同下垫面降雨过程、径流过程及污染物运移过程的规律及特征,计算出不同下垫面污染物输出系数。结果表明,雨水中氨氮浓度高于Ⅳ类水质标准,悬浮物、硝酸盐氮和COD浓度均低于最高水质标准;产流时间与产流前平均降雨强度呈幂函数关系,不同下垫面径流过程与降雨过程呈正相关关系;径流强度是径流携带污染物运移的重要影响因素,径流强度增加,径流携带污染物质量随之上升。污染物输出系数计算结果表明,屋面主要污染物为含氮污染物,餐饮街道主要为有机污染,不同下垫面悬浮物、硝酸盐氮、氨氮和COD输出系数均值分别为2294.91、7.21、14.86、430.34kg/hm2/a。     

降雨径流对城市环境的污染分析

城市化的迅速发展,使城市不透水面积增大,降雨径流特别是初期雨水径流所带来的非点源污染日益严重,对城市水系构成严重威胁.分析城市降水径流包括路面、屋面及庭院径流的污染来源,降雨径流水质特性及污染物浓度历时变化规律,重点探讨降雨径流的初始冲刷效应、污染特征问题.     

苏州市古城区降雨径流中不同形态磷的动态污染特征及初期冲刷效应

为研究苏州古城区降雨径流中磷的污染情况,以古城区中商业区、现代住宅区、老旧住宅区、交通区及园林旅游区为研究对象,于2015年4~8月分5次采集路面降雨径流水样,采用降雨事件污染物平均浓度法和M(V)累计曲线法,分析了磷的污染特征及初期冲刷效应。结果表明,5次降雨的污染物平均浓度的平均值由大到小依次为商业区交通区老旧住宅区园林旅游区现代住宅区,除现代住宅区外,其他各功能区TP的污染物平均浓度值均超过地表水Ⅴ类标准,且TP均以PP为主要输出形态;各功能区中TP浓度随径流历时的变化规律基本相似,径流初期TP浓度较高,随后呈下降趋势,最终趋于稳定;随着径流历时的延长,商业区、老旧住宅区、园林旅游区径流中PP/TP逐渐减小,现代住宅区则相反,而交通区基本不变,一直以PP为主导;在交通区和老旧住宅区的初期冲刷效应明显,商业区和园林旅游区难以鉴定,现代住宅区则未出现。可见城市古城区各功能区的面源污染控制需区别对待。研究成果为进一步分析苏州古城区的面源污染情况奠定了基础。     

基于水质水量监测的武汉市雨水径流污染特征分析

以武汉市茶山刘分流制排水区域为例,基于4场雨水径流水质水量监测资料,采用初始冲刷无量纲累积分析M(V)曲线分析了雨水径流初始冲刷效应,并使用SPSS软件对4场降雨事件的水质指标进行相关性分析.结果 表明,武汉市雨水径流污染物COD、TP、TN、NH3-N的降雨径流平均浓度分别为地表水Ⅴ类标准的4.9、6.2、13.0、...     

基于SWMM模型的服务区降雨径流和非点源污染控制研究

为解决高速公路服务区降雨径流污染物控制问题，以铁山服务区为例，采用SWMM模型构建了服务区水文和水质模型，基于LID设施选取原则与服务区场地条件，研究了不同暴雨重现期条件下无LID设施、渗透铺装与绿色屋顶组合、下凹式绿地与绿色屋顶组合、渗透铺装与下凹式绿地组合4种方案下服务区雨水径流及污染物的控制效能。结果表明，3种组合LID设施对服务区降雨径流量、径流峰值、污染物浓度和污染物总负荷均有一定的削减作用，其中渗透铺装与下凹式绿地的LID组合设施方案截污减排效果最优；LID设施在降雨强度小时对降雨径流和污染物的控制效能较降雨强度大时更强。     

辽河沈阳段水质现状及面源污染特征分析

辽河沈阳段面源污染问题较为突出,存在随机性大、难控制、难治理等特点。为进一步了解该河段的污染特征,分析了辽河沈阳段的水质现状和变化特征,针对辽河主要污染指标进行了污染源解析,明确了影响河道水质的主要污染源,并对河道污染物与水量之间进行了相关性分析。结果表明,影响辽河沈阳段水质的主要污染指标为五日生化需氧量(BOD_5)和总磷(TP);造成水体污染的主要污染源为畜禽养殖和农业种植,畜禽养殖业BOD_5和TP的污染负荷占比分别达72.91%、32.71%,农业种植的TP污染负荷占比达32.36%;水体污染受降雨径流影响显著,河道污染物量与河道水量呈显著的正相关关系,各指标相关系数均在0.9以上,然而受污染物稀释过程及迁移途径的影响,河道污染物浓度与水量之间的相关关系较弱,具有一定的随机性。     

太湖流域旱地农业区氮素流失特征研究

了解水文过程对研究径流污染物的输出规律及控制农业非点源污染有重要意义。以张家港海芸枇杷林试验区为依托,监测自然降雨条件下研究区出口径流和地下水中的氮素浓度,研究了太湖流域典型旱地总氮(TN)、硝态氮(NO-3-N)、铵态氮(NH+4-N)流失的特征。结果表明,硝态氮是氮素流失的主要形式,占氮流失总量的90.1%;径流初期氮素浓度迅速升高,之后随径流增大逐渐降低,径流退水阶段壤中流携带土壤中硝态氮补给地表流,氮素浓度回升;氮素输出浓度随降雨强度的增强而升高。     

降雨过程中δ~(18)O时程变化规律及其对径流成分划分的影响

为分析降雨过程中δ18 O时程变化规律及其对径流划分的影响,分析了和睦桥流域2015年8月至2016年10月间七场降雨事件中林外降雨、穿透降雨、林外顺序降雨、穿透顺序降雨、河水的δ18 O变化规律,并利用二水源流量过程线分割模型,实时划分了径流成分。结果表明,林外降雨与穿透降雨的δ18 O均具有明显的时程变化,δ18 O时程变化导致径流划分所得旧水比例随时间的变化而变化;穿透降雨的δ18 O变化幅度小于林外降雨,但其δ18 O算术平均值和平均值整体上大于林外降雨,因此在进行径流成分划分时,需根据当地植被条件合理采样。研究结果为类似地区的径流划分提供借鉴。     

基于SWMM的武汉市城区雨水管网初雨特性分析

以武汉市黄孝河城区雨水管网系统为例,基于SWMM模型对初期雨水特性进行模拟分析,以COD≥50mg/L为初期雨水的界定标准,分别从初雨持续时间、污染物冲刷比例及径流深度三方面综合分析降雨强度和汇水面积大小对初雨特性的影响。结果表明,初雨持续时间整体变化范围较大;初雨污染物冲刷比例和径流深度主要受降雨强度的影响,且变幅较大;武汉市城区最佳控制初雨径流深度可取7.00mm,初雨径流中污染物占整场降雨冲刷污染物总量比例的均值为56.8%。     

水污染LDC在洱海弥苴河流域水质分析中的应用

针对负荷历时曲线(LDC)在水质分析中存在评判依据无法适应水质限制要求,提出了基于急性和慢性水质标准时采用LDC对水质进行评判的方法.结果表明,弥苴河河道2004～2006年间水质能满足功能要求,降雨径流造成的流域面源污染是威胁水体功能的主要原因,输出年均TN、TP负荷通量均已超过允许负荷通量.流域降雨径流和山地土壤侵蚀导致面源污染是威胁弥苴河水体功能和输出营养盐负荷过量的主要原因,丰水条件是水质管理的关键条件.     

地下水井群系统嵌套式组合优化调配模型研究

黄河中下游地区地下水资源丰富,但由于地势平缓,地下径流缓慢,地下水取水井污染物沉积致使水质逐步恶化,取用过程中常规调配手段已无法满足需求。对此,在对黄河干流两侧地下水取用规律及水质变化特征进行调查研究的基础上,建立地下水取用输配系统微观水力仿真模型;并对各水井特征污染物Fe进行傅里叶拟合,进而结合一级动力学方程建立输配系统水质仿真模型;最后综合水质优化、水量优化、能耗优化3个目标,构建针对地下水井群系统的嵌套式组合优化调配模型,并采用Visual Studio 2018编程予以实现。通过在黄河中下游地区某市的应用,验证了该模型在污染物控制、降低能耗等方面的优势,为复杂地下水取用系统提供了一种科学、实用的调配技术。     

浐灞河中下游水质时空变化特征及其与土地利用类型的关系

为探究浐灞河中下游水质时空变化特征及其与土地利用类型的关系，设置了17个采样点，分别于2019年4(平水期)、8(丰水期)、12月(枯水期)进行采样监测，运用统计学方法分析水质时空分布特征并识别主要污染因子，利用Spearman相关分析法探究土地利用类型面积占比与水质指标的相关关系。结果表明，2019年浐灞河中下游水质具有一定时空分异性。时间上来看，NH₃-N浓度值丰水期最大，TP、COD_Mn的浓度值均为丰水期>平水期>枯水期；空间上来看，NH₃-N、TP、COD_Mn浓度值从中游到下游基本呈上升趋势。受沿岸人类活动的影响，浐灞河中下游存在营养盐和有机物污染。建设用地与污染物浓度呈正相关，起“源”作用；林地与污染物浓度呈负相关，起“汇”作用。研究成果可为浐灞河流域水环境管理提供参考。     

不同降雨特征下低影响开发的降雨径流控制效果研究进展

在气候变化和城镇化快速发展的双重影响下,我国城市洪涝灾害问题日益突出。低影响开发(LID)作为一种韧性的方式可有效减少降雨径流并改善径流水质。研究不同降雨特征情况下LID措施的降雨径流控制效果,对于因地制宜地规划设计LID措施以及适应未来气候变化均具有重要意义。通过文献调研,综述了不同降雨量、降雨强度、降雨历时等降雨特征以及气候变化条件下LID措施的降雨径流控制效果。总体来说,随着降雨量级的增加,LID措施对于降雨径流的控制效果会显著减弱,降雨强度和历时对于LID的控制效果影响较为显著。     

对降雨径流水质污染特征的研究探讨

由于城市雨水径流对受纳水体的污染已日益显现,而且雨水资源的大量利用,雨水中的主要污染物的来源和形成成为主要的研究对象[1].主要针对阜新市的降雨径流水质污染状况进行监测.通过对雨水样品进行测试的结果表明,主要污染指标为COD、总磷、氨氮和SS.但污染物含量较低,雨水可以作为水源再回收利用.本研究可为阜新市雨水利用以及水环境综合整治长远规划提供重要依据.     

沥青坡面水流特性影响因素敏感性分析

为阐明城市沥青道路坡面积水分布影响机理，采用二维浅水方程模拟分析沥青坡面降雨径流特性，基于全局综合敏感性分析的正交试验法，对引起沥青坡面不同程度积水的多重影响因素(坡面横坡、纵坡、坡面宽度、坡长、降雨强度及糙率系数)进行综合敏感性分析。以最大径流深度为敏感性分析指标，同时进行极差分析和方差分析，不仅给出了各影响因素敏感性排序，且明确了各影响因素的显著性水平。研究结果表明，漫流排水条件下，横坡、坡面宽度及降雨强度对坡面径流深度影响均较显著；坡长对坡面径流深度影响不显著；坡面径流深度与横坡均呈负相关关系，与降雨强度、坡宽、坡长呈正相关关系，与糙率系数呈先负后正的相关关系。研究成果可为工程实践提供参考。     

基于LID的海绵校园设计模拟研究

以湖北交通职业技术学院新建园区为例建立SWMM模型,利用层次分析法对单项LID设施进行评价和判断,提供一套科学合理的雨水径流控制方案,并评估LID设施在不同重现期的降雨条件下控制水量和水质的效果。结果表明,透水铺装、下凹式绿地、植草沟为径流控制效果好、景观性好的LID措施;LID设施对小径流降雨作用较显著,1、2、5、10、20年重现期2h降雨情形下,径流峰值削减率分别为78.68%、71.73%、63.35%、32.69%、25.35%;2年重现期2h降雨情形下,COD、TN、TP、SS的削减率均可达50%以上。     

基于Box-Cox算法的中期径流贝叶斯概率预报方法

为进一步降低中期径流预报信息受降雨不确定性和模型误差等因素的影响,采用贝叶斯预报处理器(BPF)对径流自身和预报过程的不确定性进行耦合,建立中期径流概率预报模型,对中期径流预报的不确定性进行描述。首先将Box-Cox正态变换引入BPF模型,建立基于Box-Cox变换的BPF模型;然后采用逐次优化算法(POA)对各时段的变换系数进行优化,并基于优化后的变换系数建立新的BPF模型;最后对变换系数优化前和优化后建立的BPF模型预报结果进行对比分析。实例应用表明,基于Box-Cox变换的BPF模型可较好地描述预报信息不确定性;变换系数经POA优化后,可进一步提高BPF模型的预报精度。研究成果可为中长期径流预报提供参考。