济南城区不同下垫面雨水径流水质变化规律研究

了解径流水质变化规律是控制与治理径流污染实现雨水资源化的前提和基础.通过对济南城区不同下垫面多次降雨事件不同降雨历时的雨水径流进行采样并检测,分析了济南雨水径流的水质特性、雨水径流冲刷规律及其主要影响因素.试验结果表明:不同下垫面雨水径流水质差异大,初期径流中污染物质含量高,随降 雨历时的延长径流中污染物浓度迅速降低,径流水质受局部环境影响明显,SS与CODCr 、TP、TN等污染指标具有较好的正相关性等特性,并模拟得出济南不同下垫面径流污染物浓度变化模型,分析了初始径流中的污染物浓度、综合冲刷系数K等影响冲刷规律的主要因素,提出了雨水水质控制与利用的建议.     

西安市降雨水质变化规律分析

通过对西安市降雨过程中不同下垫面径流雨水水质分析,研究了雨水中污染物来源及水质变化特征.结果表明:西安市径流雨水中SS、COD、NH3-N、TP均超过GB3838-2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类标准;其中SS、COD、TP主要来源于径流过程雨水对下垫面的冲刷,NH3-N主要来自源于降雨对大气的直接淋洗;径流雨水中各污染物浓度随降雨历时呈下降趋势,最终趋于稳定;雨水径流污染物SS与COD、TP、NH3-N的相关性较强,说明污染物质多以SS形态存在,控制雨水径流污染和雨水处理的关键是去除雨水径流中的SS.     

不同下垫面径流污染物冲刷规律研究

通过人工降雨模型研究玻璃面、水泥面和道路砖3种下垫面冲刷规律,利用得到的冲刷模型对下垫面径流污染物冲刷进行了模拟.结果表明:冲刷模型对污染物径流冲刷模拟效果较好,对溶解性污染物和非溶解性污染物模拟的相关系数均值在0.90和0.80以上,水泥面上模拟的误差标准差值分别为6.16和14.04.3种下垫面溶解性污染物的冲刷系数分别为0.332 mm-1、0.088 mm-1、0.173 mm-1,非溶解性污染物的冲刷系数分别为0.098 mm-1、0.062mm-1、0.261mm-1.污染物降雨径流呈现出明显的初始冲刷,对于水泥路面上,控制30％的径流量即可控制84％的溶解性和60％的非溶解性污染物的排放量.对不同下垫面径流冲刷规律的研究为城市雨水径流污染控制提供理论基础和技术支撑.     

改性木屑对初期雨水径流污染控制的性能研究

城市绿地系统在储蓄雨水的同时净化水质,可以达到径流滞纳消峰和面源污染削减的双重功效,是目前国内海绵城市建设的重要内容之一.本文基于西安市城区屋面和路面降雨径流污染特征监测分析,利用改性木屑与土壤形成的复合基质来改良绿地系统,在提升绿地基层持水性能的同时强化其对初期雨水污染物的截留与消减.结果显示,屋面及道路前30min径流中COD、SS、TN浓度的衰减速度最大,后期污染物浓度稳定;与屋面比较,城市道路初期雨水污染物浓度较高,初期雨水含有污染物浓度占到整场降雨的65%以上;复合基质的持水量比原状土壤提高50%,复合基质对径流雨水中主要污染物有较好去除效果,去除率稳定在60%以上.研究表明采用改性木屑构造的复合基质作为绿地基层,对初期雨水径流有较好蓄存和净化效果.     

山地城市径流污染特征分析

以重庆主城某大学校园为例,对路面、屋面和绿地等3种典型的城市下垫面径流水质进行了监测,指标包括pH、悬浮固体（SS）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）等。研究结果表明：除TP外主要污染物质的平均浓度均超过地表水环境Ⅴ类标准,降雨径流SS的平均浓度可高达1.73×103mg/L,COD和NH3-N平均浓度可高达76.25 mg/L和3.67 mg/L;存在显著地初期冲刷效应,混凝土路面的SS、COD、NH3-N的初期径流浓度分别为2.33×103mg/L、106.4 mg/L、5.64 mg/L,初期径流浓度相当于全场降雨径流浓度的2-4倍左右,其最高值出现在产流后10~15 min内。对比3场不同降雨强度下的径流水质,降雨强度越大,径流污染物浓度越高,其中降雨强度对大坡度路面的地表径流污染物浓度影响更大。     

城市雨水径流年污染总量核算

通过对蚌埠市新老城区地表雨水径流污染7个采样点、2场次降雨,共40个采样样本的采样与监测,获得了污染物浓度随降雨历时的变化过程;分析了地表污染程度、城市用地类型、雨水系统分流制式等因素对雨水径流污染程度的影响关系,对雨水径流污染特性进行了统计分析;在此基础上,提出了城市地表雨水径流年污染总量计算模式,初步核算了蚌埠市地表雨水径流年污染总量,评估了地表雨水径流污染对水环境的影响。     

雨水管道污染物输送模型与应用

正城市雨水径流污染源作为受纳水体的面源污染越来越受到人们的重视。城市雨水径流,特别是初期降雨,COD含量甚至高达2000mg/L以上,大大超过城市生活污水的浓度,其它指标也达到较高的污染浓度。1990年美国关于水体污染的调查表明,约30%的地表水污染物超标是由非点源污染造成的。因而,采用合理的模型估计暴雨期面源污染物的汇集过程,从而对降雨过程中形成的径流污染进行合理的控制,就显得非常必要。在城市区域内雨水的汇集和输送主要由雨水管道完成的,研究雨水管道中的污染物输送规律,就可以制定有效的中途或终端     

城市道路雨水初期径流效应及适宜弃流量研究

道路雨水径流是城市面源污染的主要来源之一,随着海绵城市的建设,初期径流弃流等源头减排技术成为控制城市面源污染的重要措施。为了提出适宜的城市道路雨水初期弃流量,削减城市面源污染,对北京温榆河公园来广营北路部分路段的雨水进行了监测采样,得到了2022年6—8月共计13场降雨的雨量、流量和水质等过程数据。采用基于污染物累积负荷M(累积径流量V)曲线初期冲刷效应的评价方法分析了来广营北路的初期径流效应,并探讨了适宜北京城市道路的初期径流弃流量及弃流效果。结果表明：城市道路各降雨类型初期径流效应存在较大差异,该道路初期径流弃流量宜采用6 mm径流深,该弃流量能控制大部分中小降雨的径流污染,其余场次降雨弃流后径流中总磷、总氮、氨氮、悬浮物和化学需氧量的平均负荷削减比例分别为31.85%、32.78%、32.30%、34.31%和30.95%。     

分布式工业区面源污染模型研究

通过分析工业区面源污染的来源和污染特征,针对工业区下垫面的特点,在分布式水文模型的基础上建立了工业区降雨径流面源污染模型.模型考虑了工业区大气降尘和地表污染物累积、地表污染物冲刷迁移转化、地表产流和径流挟带污染物在排雨水系统中的运移和汇流等面源产生、迁移主要过程.将建立的模型应用于某钢铁项目的厂区面源过程研究,取得了较好的效果.该模型可为工业区水环境规划、面源控制和管理研究提供科学手段.     

绿地系统处理屋面雨水中污染物的性能研究

开展屋面初期雨水径流污染消减是构建城镇社区中低影响开发雨水系统的重要内容之一,通过强化绿地系统的污染物截留效率,可以实现对屋面降雨初期高污染负荷的原位控制.本文在搭建的绿地实验装置中,研究了绿地中流程、坡度和植草密度等因素对雨水径流中污染物的去除效果,结果表明:最佳条件下,绿地系统对N H3-N、T P、SS、T N、...     

基于低影响开发的道路雨水控制与利用技术研究

低影响开发（LID）是采用源头控制理念实现雨水控制与利用的一种雨水管理方法,它代表着雨水处理的最新理念,对路面径流污染有良好的改善作用.针对雨水处理及减少路面径流污染等问题,提出了包括双层透水路面在内的3种典型透水路面结构,以提高降雨时路面排水能力,减少路面雨水径流,评价了该路面的径流污染净化效果及其耐久性.     

绿色屋面对雨水径流水质的影响

在绿色屋面的推广过程中,发现部分绿色屋面的雨水径流水质变差,成为潜在的新污染源.为了验证该现象,通过对三个绿色屋面及一个裸露屋面九场的雨水进行采样检测.对比绿色屋面与裸露屋面水质数据显示：pH值上升29％,说明绿色屋面可减轻酸雨对环境的影响;绿色屋面的电导率、硝酸盐、氨氮、总磷、化学需氧量、悬浮固体物指标分别上升606％、616％、117％、1 114％、537％、944％,绿色屋面存在水质变差的情况.研究显示绿色屋面径流水质与其使用期长短、维护情况、生长基质使用以及施肥行为有关.     

南方校园降雨径流特性与植草沟净化效果研究

为研究植草沟对降雨径流污染的削减效果，于校园绿化带路段建立植草沟示范点，并在研究校园总体降雨水质和不同下垫面降雨径流特性基础上，开展植草沟对屋面雨水和地表径流中污染物的控制效果研究。结果表明，校园降雨径流中COD和NH3-N浓度较高，需进行控制；且屋面雨水相较于道路径流水质污染更为严重，可能的原因是沥青油毡屋面材料中有机物的释出增加了径流水质的有机物污染程度；屋面雨水降雨初期污染较为严重，但屋面雨水与道路径流各污染物浓度随着降雨历时的延长均呈现逐渐下降并趋于稳定的变化规律；植草沟对屋面雨水COD的去除率为59%~98%，浊度的去除率为50%~83%，TP的去除率为59%~93%，NH3-N的去除率为49%~88%。可见，渗透型生态植草沟作为一种植被生态排水沟渠，有助于减少不透水下垫面的覆盖程度，对控制城市面源污染效果十分显著。     

天津平顶沥青屋面径流雨水污染特征分析

在监测天津市不同功能区(文教区和居住区)的平顶沥青屋面径流雨水水质的基础上,探讨了屋面径流雨水随降雨历时的变化规律及污染的影响因素.结果表明:平顶沥青屋面的初期径流雨水污染严重,CODCr、TOC、BOD5、TN、色度和浊度均超出地表水V类或生活杂用水标准,CODCr、BOD5和TN浓度的最高值可以达到1 632,399.814,55.01 mg/L,不宜直接收集回用.屋面径流雨水BOD5/CODCr为0.201,可生化性低.     

简单屋顶绿化的滞蓄特性

设计了模拟降雨与数据采集系统,研究了短时强降雨下简单屋顶绿化基质(配比：陶粒57.0%、草炭41.5%、保水剂1.5%)的降雨产流过程,基于37次模拟降雨实验,归纳了降雨产流的一般过程、规律和特性,分析了降雨强度、基质厚度和基质初始含水率对简单屋顶绿化滞流蓄水特性的影响。结果表明：基质厚度和基质初始含水率对简单屋顶绿化的蓄水特性有显著影响,基质初始含水率越低、基质厚度越厚时蓄水特性越佳。建立了产流时间数学模型,简单屋顶绿化降雨产流时间与降雨强度呈负相关,同时也受初始含水量和基质厚度影响。随着干湿循环次数增加,基质的厚度总体呈现下降趋势,储水性能逐渐下降,延迟产流时间逐渐缩短。     

城市雨水资源化径流模型研究

现有城市雨水径流模型较传统模型在计算上不能很好地解决城市洪涝灾害问题,而且从某种意义上造成了城市雨水资源的浪费.基于雨水资源化思想的城市雨水资源化径流模型可对降雨加以充分调蓄和利用,有助于解决城市洪涝灾害和水资源短缺问题.构建了城市雨水资源化径流模型,介绍了模型的功能和模型的实现过程.     

双层结构边坡降雨入渗与坡面径流耦合分析

天然土质边坡在地质和人为因素的作用下,通常呈现一定层状结构,在强降雨作用下会产生入渗和坡面径流。研究降雨条件下坡面径流与地表入渗相互影响过程,对山地洪水和滑坡灾害防治具有重要意义,然而,目前为止对层状土边坡地表与地下渗流的相互作用机制的研究理解还极为有限。本文针对上粗下细型层状土边坡降雨入渗研究中忽略坡面径流影响导致入渗分析不符合实际这一问题,基于Moore双层入渗和坡面径流控制方程建立耦合模型,并通过Python编制相应的计算程序分析耦合条件下双层结构边坡降雨产流及停雨后雨水重分布全过程。数值分析结果表明边坡土体降雨入渗过程与坡面径流深度有关;降雨初期降雨强度<坡面入渗能力,入渗速率等于降雨强度,坡面产流后入渗速率随降雨持时逐渐减小趋于稳定;当湿润锋跨过土层交界面时入渗速率急剧减小,最终等于次层土的渗透率,意味着上粗下细型层状土入渗速率主要由次层土控制同时降雨停止后径流快速衰退,已入渗的雨水在重力和湿润锋下方土体基质吸力的作用下继续向下推移,湿润锋入渗深度随雨水重分布历时趋于平缓。算例表明,该计算模型与计算方法可行,能够较好地反映实际层状土边坡的降雨入渗过程,为类似的层状土边坡研究提供计算依据。