城市路面径流污染负荷及采样次数对其估算准确性的影响
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J Lake SOg湖泊科学),2021,33(1):138-147DOI10.18307/2021.0107©2021by Journal g Lake Sciences城市场次降雨径流污染负荷快速估算方法”何胜男打陈文学2二廖定佳3,周瑾4,穆祥鹏1(1:中国水利水电科学研究院"北京100038#(2:中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室"北京100038#(3:深圳市水文水质中心,深圳518055#(4:深圳市东部水源管理中心"深圳518172#摘要:城市降雨径流污染是城市水质恶化的重要原因之一"定量计算城市降雨径流污染负荷"是实施城市水环境污染总量控制管理的基础和关键"可为城市水环境治理和污染控制提供科学依据•本文以污染物累积一冲刷理论为基础"提出了“特征面积”的概念和计算公式"建立了场次降雨径流污染负荷数学模型"并结合案例"对数学模型在有效性、预测精度、适用性和局限性等方面进行评价.结果表明"特征面积较好地反映了污染物在各类土地上的污染负荷特性"场次降雨径流污染负荷与特征面积和降雨量的乘积呈正比.利用3场及以上降雨径流污染负荷结果"可较好地率定模型"从而可快速且较准确地估算单场次降雨径流污染负荷•该方法简单实用"获取数据工作量小"适用地区广.对于小降雨事件"建议采用降雨量相近的观测结果对模型进行率定"以提高模型的预测精度.关键词:降雨径流污染'污染负荷'特征面积'数学模型Rapid estimatio n method of pollutio n load from each rdinfal I-runoff in urba n area*He Shengnan1,Chen Wenxue2*!,Liao Dingjia3,Zhou Jin4&Mo Xiangpeng1(1:China Institute of Water Resources and Hydropower Re,arch,Beijing100038,P.R.China#(2:State Ke#Laborator#of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin,China Institute of Water Resources and H#dropower Researc8,Beijing100038,P.R.China#(3:Shenzhen Hydrology and Water Qualin Center,Shenzhen518055 ,P.R.China#(4:Shenzhen Eastern Water Resources Management Center,Shenzhen518172,P.R.China#AbshdCt:Urban rainfab-vnoW pWlution is one of the imporUnt reasons for the deteriorafon of urban water quality.Quantitative caacuaatoon ofueban eaonfa-euno f po a u toon aoad osthebasosand keyfoeompaementongtotaaueban wateeeneoeonmentaapo a u toon control management,which can provide scientific basis for urban water environment management and pWlution control.Based on the theom of pWluUon build-up and wash-off,this paper put fovvard the concept and calculation formula of%the characteCstic area",and established a mathemafcal model of pWlution load Oom each rainOll bined with the case studies,the validity, accuracy,applicability,and limitation of the mathematical model were evaluated.The results showed that the characteCstic area betUr mtected the pWlution load characteristics on vaCous Upes of land,the rainfall-runWO pWlution load was proportional to the product of the characUVs/e area and rainfal l.The model established in this paper coulU be calibrated by3or mom sample data of eaonfa a s,sothatth6eaonfa-euno f po a u toon aoad couad b66stomatd quockayand moe accueatay.Thosm6thod wassompa and peactocaaand couad b6usd on awod6eang6ofaeas,fueth6emoe,otcouad geatayeduc6th6woekaoad ofdataacquosotoon.Foe small rainfall event,it was recommended to calibrate the model with observabon wsu/s of similar rainfall to improve the pmdiction accueacy3fthem3dea.Keywords:Rainfall-vnWO pWlution;pWlution Uad;the characteristic area;mathematical model2020-02-19收稿;2020-04-16收修改稿.深圳市水务科技创新项目(SSZX2019-064#资助.通信作者;E-mail:chenwx@.何胜男等:城市场次降雨径流污染负荷快速估算方法139根据)2018年中国生态环境状况公报》,2018年全国地表水中1类和*类占比达22.3%,劣*类占比6.7%,全国地下水水质监测点中1类占70.7%,*类占15.5%[1],我国地表及地下水面临着不同程度的污染.水污染控制和水环境保护的关键是控制污染物总量的排放,而其基础和关键是定量水体污染负荷总量⑵.对于城市水环境而言,城市降雨径流污染是城市水质恶化的重要原因之一IT,定量计算城市降雨径流污染负荷,可为城市水环境治理和污染控制提供科学依据.定量非点源污染负荷计算最早是美国在1960s—1970s开展的⑸,中国始于1980s[6].目前,定量城市降雨径流污染负荷的计算方法较多,如浓度法+7切、统计方法[⑼、推算方法+11,$反算方法"⑶,这些方法大多用于估算年污染负荷,通常需要监测多场场次径流污染负荷,监测难度和工作量大、费用高,且估算精度与监测的降雨场次有关.目前,关于估算场次降雨径流污染负荷研究相对较少.随着计算机的高速发展,数学模型的优势逐渐显现.目前,通用的计算模型较多,如SWMM[⑷、STORM〔⑸、DR3MA]AL[16,、SLAMMW、Hyd-oWorks[18]$HSPF[19]$MOUSE[20-21]等.数学模型是定量分析非点源污染负荷的重要手段之一,通常利用有限场次降雨的监测数据便可估算研究区降雨径流污染负荷.数学模型存在的主要问题是建模和参数率定时间较长,并且在预测分析平原城市的污染负荷时存在子流域划分困难、河道流向难以确定等问题导致径流量计算偏差较大,增加了污染物负荷计算的难度和预测精度4为此,本文提岀一种适用地区较广的快速估算场次降雨径流污染负荷的数学模型,即以污染物累积一冲刷理论为基础,提岀了“特征面积”的概念和计算公式,构建了场次降雨径流污染负荷数学模型,并结合多个案例,对数学模型的有效性、预测精度和适用性等方面进行评价,以期为场次降雨径流污染负荷的计算提供一种快速估算方法47场次降雨径流污染负荷估算方法地表径流污染负荷是指由降雨引起地表径流排放的污染物总量,其中由一场降雨引起的称为场次降雨污染负荷,由一年中多场降雨引起的称为年污染负荷+23L对于径流污染负荷,有学者采用径流量与对应污染物浓度的乘积进行计算,但数据需要现场监测,难度较大;另有学者通过多年监测数据统计岀的估算模型进行计算,所需资料少,应用简便,如Schueles提岀了城市开发区年地表径流污染物计算模型口⑴,该模型中污染负荷与地表径流系数、汇水区面积、降雨量和污染物径流量加权平均浓度呈正比.地表径流系数和污染物径流量加权平均系数对模型的精度影响甚大.Thomson等+旳研究表明,污染物径流量加权平均浓度的准确估算至少需要15-20场降雨径流观测数据.污染物累积过程和降雨冲刷过程是决定降雨径流污染负荷的两个重要过程,描述累积过程的模型主要有线性、指数、对数等形式,其中以指数及一些变形形式相对比较成熟,而基于反映动力学假设的冲刷过程模型被人们广泛使用+25L应用广泛的SWMM模型中采用的是污染物线性累积模型和指数冲刷模型〔迢,见公式!1)和(2)•该模型能较好地反映污染物负荷机理.式中,C1为最大累积量,kg/m2;C2为半饱和常数(达到最大累积物一半时所用的时间),d;占为晴天时间,d.W WC1/N/E(2)式中,C1为冲刷系数;c为冲刷指数;q为单位面积径流速率,mEh;E为污染物累积总量"kg/mm.本文以污染物累积一冲刷理论为基础,提岀“特征面积”概念,以表征污染物在各类土地上的污染负荷特性即污染物累积特性和冲刷特性.污染物累积特性用权重系数表示,即以污染物在各类土地上的最大累积量作为各类土地面积的权重,用以表征污染物累积强度,并以归一化的方式计算特征面积的权重系数,即各类土地面积的权重系数等于污染物在各类土地上的最大累积量与在研究区所有土地上最大累积量的最大值的比值.污染物冲刷特性用影响系数表示,以表征不同土地类型下降雨径流冲刷特性的差异.影响降雨冲刷特性的因素较多,主要可以分为两类:一是降雨的基本参数和雨型,二是降雨区域的相关特征,包括城市下垫面类型、功能区类型和排水体制类型等,其中,下垫面条件对径流量和径流污染负荷有非常重要的影响.本文将汇水区的土地利用类型分为透水区和不透水区两大类,分别设置透水区影响系数和不透水区影响系数.特征面积与140J Lake SO. j 湖泊科学),2021,33( 1)污染物最大累积量、土地利用性质、汇水区面积、权重系数和影响系数有关,计算公式为:S a = D m * S x + D m * S m( 3)式中,S g 为特征面积,hm 2 ;S y 为不透水区特征面积,S y ='C ^S p hm 2 ; S i 为透水区特征面积,S i ='k = 1 C mawj = 1于S ,hm 2 ; D m 为透水区影响系数;D y 为不透水区影响系数,D m +D y W l ;C x 为第k 个不透水土地利用面 (如地面和路面)污染物的最大累积量,k/m 2 ; C 为第)个透水土地利用面(如绿地)污染物的最大累积量,k/m 2 ; C r 为研究区地面污染物最大累积量的最大值,k/m 2 ;S q 为各类土地对应的面积;m 为土地类型的 数量-根据污染物累积一冲刷模型,降雨径流污染负荷与降雨量、汇水面积、污染物累积量、地表径流系数等因 素呈正比,而特征面积表征了污染物累积特性和不同土地利用类型的冲刷特性,因此,降雨径流污染负荷与 降雨量和特征面积呈正比,降雨径流污染负荷数学模型可表示为:M wk * S a * P + b w % * S — * P+ k 2 * S m * P + b( 4)式中,M 为污染物负荷,kg ;S g 为特征面积,hm 2 ; S —为不透水区特征面积,hm 2 ; S i 为透水区特征面积,hm 2 ; P 为降雨总量,in ; k 为斜率,k/(hm 2-mm ) ; b 为截距,kg. 01 = k / D —,k 2 二 k * D图1研究区各汇水区分布Fig-1 Distibution of catchments斜率k 1和k 2表征降雨事件中不透水区和透水区降雨径流 污染冲刷特性,其值与不透水率或径流系数有关.特征面积与 降雨量的乘积具有体积单位,可定义为“特征体积”,因此,斜率k 1和叽可理解为单位体积的降雨径流污染负荷•理论上讲, 当降雨量为零时,污染量负荷为零,截距b 也应该为零.但是,受模型简化和测量误差等因素的影响,截距可能并不等于零,因此,公式(4)中增加了截距项,以提高模型的预测精度-8场次降雨径流污染负荷数学模型评价25材料与数据来源2.1.1研究区概况 以安徽省某县城为例,研究区的总面积为43.6 km 2,地势平缓,地面高程平均海拔26.5-33.5 m ,地面自然坡降为1/9000.研究区分为9个汇水片区,分别为ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6、ST7、ST8和ST9,各汇水片区范围见图1-研 究区的土地类型分为路面、屋面和绿地,各汇水片区的面积及其包含各土地类型的占比和面积见表1-表1各汇水区土地利用占比情况Tab. 1 Land use proportion of catchments汇水片区路面占比/%屋面占比/%绿地占比/%路面面积/hm 2屋面面积/hm 2绿地面积/hm 2总面积/hm 2ST125.3911.5163.10232.31105.32577.44915.07ST234.9819.0545.96187.14101.94245.88534.96ST340.4243.6315.95113.31122.2944.71280.31ST439.0317.0943.88125.4354.91141.03321.38ST529.4058.1812.43181.02358.2676.52615.81ST632.6110.4656.92245.9378.92429.29754.14ST715.12 5.4079.4732.1911.50169.13212.82ST818.62 2.7578.6333.885.01143.06181.95ST930.415.4464.16102.1518.26215.52577.59何胜男等:城市场次降雨径'd染负荷快速估算方法141 2.1.2非点源污染模型在建立场次降雨径流污染负荷数学模型时,需要多场污染负荷结果.由于SWMM非点源污染模型易于生成不同降雨径流条件下的污染负荷样本,因此本文采用SWMM非点源污染模型的模拟结果验证模型.以SWMM为平台,对研究区和排水系统进行概化,子汇水区690个,总面积为42.135kn2,管道876根,节点876个.各子汇水区的不透水率和坡度利用地形资料和遥感影像借助AmGIS计算得到.管网计算选择动力波,下渗模型选择Hwton模型,前期干旱时间选择10d,清扫街道去除率为60%,汇水区宽度系数、不透水区糙率、透水区糙率、不透水区洼蓄量、透水区洼蓄量、最大入渗率、最小入渗率、衰减常数、晴天时间分别取0.8、0.013、0.17、1mn、3mn、76.2nih、3.81mih、2h-、7d[27].设计暴雨雨型选择芝加哥雨型两,雨峰系数取0.4,设计重现期分别选取1、2、5、10、12、15和20a(分别记为P1、P2、P5、P10、P12、P15、P20),根据当地的暴雨强度计算公式,各降雨重现期下的降雨量分别为51、76、108、132、138、146和156mm.选取COD、TP和TN3种污染物作为参考研究区降雨径流污染负荷情况的指标.根据SWMM手册[26]和相关文献[29"30]得到污染物累积和冲刷的参数,分别见表2和表3.表2污染物累积参数表3污染物冲刷参数Tab.2BukU-up parametoc of pWluUnts Tab.3Wash-oW parametoc of pWluUnts参数名称COD TP TN参数名称COD TP TN屋面最大累积量/(k/hm2)800.24屋面冲刷系数0.0060.0020.004半饱和常数/d101010冲刷指数 1.8 1.7 1.7路面最大累积量/(kghm2)1700.26路面冲刷系数0.0070.0020.004半饱和常数/d101010冲刷指数 1.8 1.7 1.7绿地最大累积量/(kghm2)400.610绿地冲刷系数0.0040.0010.002半饱和常数/d101010冲刷指数 1.2 1.2 1.22.1.3数据来源本文中使用的两个主要数据集:(1)研究区遥感数据,是从欧洲航天局(ESA,European Space Agency)的哨兵系列卫星科研数据中心(Sentinels Scientific Data Hub)中以10n的空间分辨率检索土地利用数据(https://sihub.copernOus.cu/d hus/#/hono);(2)研究区的地形数据,是当地人民政府提供的1:1000城市地形规划图.22数学模型的有效性对7种重现期分别进行模拟,模拟时间为24h(含退水时间)•假定有i个汇水片区,各汇水片区包含)个排水口,根据SWMM模型模拟结果即各排水口地表径流量(、对应的地表径流污染物含量o,V()和模拟的总时间,积分计算岀一个排水口的污染负荷,对丿个排水口的污染负荷进行累积,即可得到各汇水片区污染负荷?ST i,其计算公式见公式(5).研究区的污染负荷即所有汇水片区污染负荷的累加.以污染物COD为例,各汇水片区在不同降雨条件下污染负荷见表4.各汇水片区在不同降雨重现期下污染负荷与“特征体积”之间的关系分别见图2.st i='((q)(()C p(())d((5)式中,T为模拟的总时间,s;q,(()为第i个汇水片区包含的第j个排水口对应汇水区径流量,n3/s;cy(()为第-个汇水片区包含的第j个排水口对应汇水区污染物浓度含量,ng/L.从图2中可见,降雨径流污染负荷与特征体积具有较好的线性关系,其中,TN和TP的相关系数为0.97, COD的相关系数为0.96,说明降雨径流污染负荷与“特征体积”即特征面积和降雨量的乘积呈正比,不同场次降雨下污染负荷可以用同一个公式进行描述,也从侧面说明了本文提岀的估算模型是有效的.由于各相关系数并不等于1,所以本文提岀的数学模型的预测精度还需要做进一步分析.22数学模型的预测精度研究区路面和屋面为不透水区,绿地为透水区,根据各汇水片区中各类土地面积(表1)、污染物在各类土地上的最大累积量(表2),结合公式(3),计算各汇水片区对应的不透水区特征面积和透水区特征面积;142J Lake Scii 湖泊科学),2021,33( 1)50③40&30暫20R io何• •尸0.1194x44.1622 { 4 *疋=0.9608#100 200 300 400特征体积/(xl()3m3)20016012080400(b)尸0.4541X —7.376T^M.9702100200 300特征体积7(x10? m 3)400特征体积/(xl (Pm3)图2不同降雨条件下COD ( a )、TP (b )和TN (c)累积总量与特征体积的关系曲线Fig-2 The oWtionship between cumulated COD ( a ) , TP ( b ) and TN ( c) andchaeacteeostoceoaumeundeedo f eeenteaonfa a condotoons根据各降雨量和各汇水片区污染负荷(表4),结合公式!4),率定场次降雨径流污染负荷数学模型.本文设置3种情景,即分别选择1场降雨(P5)、2场降雨(P5和P10)和3场降雨(P2、P5和P10)下的污染负荷,率 定场次降雨径流污染负荷数学模型,预测其他场次降雨径流污染负荷,并与SWMM 模型计算岀的实际污染 负荷进行对比,分析预测精度.表4各汇水片区和研究区在不同降雨条件下的COD 负荷Tab.4 Cumuaated CODon each catchmentand studyaeeaundeedo f eeenteaonfa a condotoonsCOD 负荷/( x103 kg )汇水片区P20P15P12P10P5P2P1P0.5ST144.16442.38140.95434.84730.41723.71318.0899.888ST230.19029.15828.36324.16221.73417.91913.1756.115ST319.11418.69418.35015.72014.66413.22611.4525.929ST419.57818.92418.41115.66714.03411.5829.163 4.815ST541.47040.50639.75234.14131.82928.60125.29415.207ST639.55638.10836.96731.49627.91922.34216.3537.875ST77.1436.7676.467 5.486 4.571 3.133 1.9380.887ST8 6.420 6.045 5.747 4.888 3.987 2.629 1.3700.515ST931.65330.34729.27424.89621.71917.02712.383 6.174研究区239.288230.930224.284191.303170.873140.172109.21757.4062.3.1各汇水片区降雨径流污染负荷预测精度 以COD 为例,3种情景下的率定结果见表5,各汇水片区的污染负荷预测误差如图3所示4从表5中可以看岀,不透水区影响系数几乎是透水区影响系数的两倍.透水区不仅能减少地表径流,也何胜男等:城市场次降雨径流污染负荷快速估算方法14350403020* 10 i 0 腿一 10-20-30(a)8• Pl v P2 ■ P10 O P12 ▲ P15 o P20 v□8▽50403020(b)• Pl v P2◊ P12 ▲ P15 o P20▽V▽8.……Q ……V▽出10 i o 赵-10-20-308VV♦V• 140:▽O-8I >・-40- • ._50 ------1-------1-------1------*------1------1------1------1STI ST2 ST3 ST4 ST5 ST6 ST7 ST8 ST9-40 - .-50 -------1------->—STI ST2 ST3汇水片区©ST4 ST5 ST6 ST7 ST8 ST9汇水片区• P1 ◊ P12▲ P15 o P2020504030O70- • ._50 ------1-------1-------1------1------1-------1------1-------1STI ST2 ST3 ST4 ST5 ST6 ST7 ST8 ST9汇水片区图3各汇水片区污染物COD 负荷预测误差(a :情景一;b :情景二;c :情景三)Fig-O Prediction eror of COD pflutant load undec dkferent storm frequencies in each catchment(a : scenario 1 ; b : scenario 2 ; c : scenario 3 )可控制降雨径流污染,低影响开发技术即是利用透水路 面、植物透水砖、生物滞留池等技术增加透水区面积,降 低降雨径流污染负荷.影响系数的差异也表明本文提岀 的“特征面积”的合理性,反映了汇水区上污染物累积特性和不透水率差异引起的地表径流冲刷特性的差异-从图3可以看岀,3种情景下,P1和P2的降雨径流 污染负荷的预测误差较大,P2以上的预测误差相对较 小,预测精度较高-表5模型系数和影响系数计算结果Tab.O Model coefficients and inOuenco coefficients10k110%2b D —Dm情景一0.8190.412-628.1160.670.33情景二0.7430.450-179.6450.620.38情景三0.7850.383-261.7000.670.332.3.2研究区降雨径流污染负荷预测精度 以整个研究 区为对象,对3种情景下降雨径流污染负荷进行预测精度分析,计算误差如图4所示-从图4中可以看岀,对于COD ,情景一时,Pl 的预测误差为-28.85% ,P2及以上的预测误差在-7.3%〜96% 之间;情景二时,P2及以下的误差在-18.6% -30.0%之间,P12及以上的预测误差在-1.4%-7.0%之间;情景三时,P2及以下的误差在-29.2%以内,P12及以上的预测 误差在-56%〜068%之间.对于TP ,情景一时,P1的预 测误差为37.62% ,P2的预测误差为14.02% ,P10及以上的预测误差在-10.10% --1.82%之间;情景二时,P1的 预测误差为36.02% ,P2的预测误差为13.0% , P12及以上的预测误差在-9.6% --9.2%之间;情景三时,P1的预 测误差为26.61%,P12及以上的预测误差约为-11%-对• 1-COD O 1-TP • 1-TN ▽ 2-COD ▲ 2-TP v 2-TN ■ 3-COD o 3-TP ■ 3-TN50403020-20 - ▽-30-4050 ------------1--------1-------------1--------1--------------1Pl P2 P10 P12 P15 P20重现期图4 3种情景下各污染物在 不同重现期下的预测误差Fig-4 Prediction eror of each pOlutant load undec tUe three scenarios anddkferent stormfrequencies144J Lake Scii湖泊科学),2021,33(1)于TN,预测误差均在土11%以内.综上,本文提岀场次降雨径流污染负荷数学模型,对于P2以上的降雨径流污染负荷预测精度较高,其相对误差小于±11%,此外,降雨场次对数学模型的预测精度影响不大.模型中有3个系数需要率定,因此,利用3场以上场次污染负荷结果便可预测其他场次的污染负荷,从而大大减小获取污染负荷数据的工作量.对于2a—遇以下的降雨情况,模型预测精度相对较低,其主要原因是:小降雨情况下,下垫面的洼蓄量和雨水下渗量在总降雨量中占比相对较大,采用大降雨事件的污染负荷结果率定模型参数与小降雨事件下有一定的差异,使得计算误差相对较大.因此,对于小降雨工况而言,可以采用降雨量相近的数据进行率定,以提高模型的预测精度.2.4数学模型的适用性选择武汉市和苏州市两个地区的实际案例进行分析和说明41)案例一潘璐⑶]研究了武汉市典型校区的降雨径流污染负荷.研究区坡度在0.13%-0.50%之间.经现场采样,TN和COD m@为主要污染物.地面分为路面、屋面、庭院/广场、操场和绿地,COD m@在对应土地类别上的最大累积量分别为80、60、45、45和30kghm2;TN在对应土地类别上的最大累积量分别为6、4、6、6和10kg hm2.采用芝加哥雨型,雨峰系数0.4,降雨历时120mW,干旱时间10d.研究区降雨总量和各降雨条件下的污染负荷等基础信息如表6所示4表6武汉市典型校区降雨径流污染负荷⑶]Tab.6Raonfa a euno f po a utoon aoad ofthetypocaacampuson Wuhan Coty重现期降雨总量/mm路面面积/hm2屋面面积/庭院/广场面积/操场面积/绿地面积/hm2COD m@污染负荷总量/kgTN污染负荷总量/kghm2hm2hm2P0.5179.8432.4329.227.5270.78421.37127.627 P1349.8432.4329.227.5270.781277.50589.780 P3599.8432.4329.227.5270.781910.899179.123 P5719.8432.4329.227.5270.781988.451205.415 P10889.8432.4329.227.5270.782039.121226.874vTN1.5S1.00.50-------------------------------------------------P0.5Pl P3P5重现期图5案例一中COD m@和TN污染负荷总量预测误差Fog.5Peedoctoon e e oeoftotaaCOD Mn and TNpo a utoon aoad ofcase1P10由于数据数量相对较少,因此,根据P1、P3、P53场降雨条件下的污染负荷结果率定模型,预测P0-5和P10下的污染负荷,预测精度均在98.5%以内,精度较高,计算误差见图5.2)案例二祁继英[坯研究了苏州市南园水系排水区的降雨径流污染负荷.主要污染物为COD、TN和TP,地面分为屋面、绿地和交通道路.各污染物在对应土地类别上的最大累积量见表2.采用芝加哥雨型,雨峰系数为0.367,降雨历时60min,干旱时间10d.研究区降雨总量和各降雨条件下的污染负荷总量等基础信息见表7.根据P0.5、P1、P23场降雨条件下的污染负荷结果率定模型,预测P0.25、P3和P5下的污染负荷,预测精度均在99.5%以内,精度较高,计算误差见图6.2.5数学模型的局限性本文构建了场次降雨径流污染负荷数学模型,预测精度较好,但其也有一定的局限性:1)对于小降雨事件,模型预测精度比其他降雨条件相对较低.为提高模型预测精度,建议采用降雨量相 近的观测结果率定模型参数4v何胜男等:城市场次降雨径'd 染负荷快速估算方法145表7苏州南园水系降雨径流污染负荷[32]Tab.7 Rainfall runWf pWlution load of Nanyuan watoc system in Suzhou City重现期降雨总量/mm不透水面积/hm 2透水面积/hm 2COD 污染 负荷总量/kgTN 污染 负荷总量/kgTP 污染负荷总量/kgP0.2515.78151.09942.4812975.770.401.868P0.523.01151.09942.4815361.3137.20 3.776P130.24151.09942.4817231.0208.66 6.134P237.47151.09942.4818232.2268.828.565P341.70151.09942.4818523.3296.839.951P547.03151.09942.4818700.1323.6811.5772)降雨间隔影响污染物在地面上的最大累积量,而不同土地上的污染物最大累积量是影响场次降雨径流污染数学 模型预测精度的关键参数,该参数与土地利用性质和状况、 绿化条件、交通状况以及土地裸露程度直接相关⑷,通常可 在各类土地上选取有代表性的1 n 2区域定时监测分析获 得⑶〕,也可参考相关文献,或根据经验确定(如查阅SWMM 手册等).有分析表明[珂,一场典型降雨48 h 后地表污染物才能恢复原状.为此,对于连续降雨或者降雨间隔时间较短 导致地面污染物在各类土地上的最大累积量发生变化,当全 域最大累积量与局部最大累积量线性变化时,权重系数并不会发生较大变化,不会影响模型预测精度•倘若发生较大变 化且不是线性变化时,为了提高模型的计算精度,模型还需 重新率定.3结论本文以污染物累积一冲刷理论为基础,提岀了反映污染负荷特性的“特征面积建立了场次降雨径流污染负荷数学模型,并结合多个案例,分析了数学模型的有效性、预测精度、适用性和局限性.主要结论 如下:1) 特征面积较好地反映了污染物在各类土地上的污染负荷特性即污染物累积特性和冲刷特性,经实例 验证场次降雨径流污染负荷与特征面积和降雨量的乘积呈正比.2) 利用3场及以上降雨径流污染负荷结果,可较好地率定场次降雨径流污染负荷数学模型,从而可快速且较准确地估算单场次降雨径流污染负荷•该方法简单实用,获取数据工作量小,适用地区广.3) 对于小降雨事件,建议采用降雨量相近的观测结果对模型进行率定,以提高模型的预测精度.4参考文献[1 , Ministm of Ecology and Environment of the People's Republic of China. China eco-environment status bulletn 2018 , 2019.htty://lww .mee /hjzl/sthjz k/zghjzkgb/201905/P020190619587632630618.pdf.[中华人民共和国生态环境部. 2018年中国生态环境状况公报,2019.][2 ] Ma DM , Shi HH , Feng AP. Estimation of agCcultural non-point source pWlution based on watevhed unit : A case study ofLaizhouBay. Aoa EcologOa SiwOa , 2014, 34( 1) : 173-181.[麻德明,石洪华,丰爱平.基于流域单元的海湾农业非点源污染负荷估算一一以莱州湾为例.生态学报,2014, 34( 1): 173-181.][3 ] FuUk P , Kaplickt M , Kvitek T et at. Dynamics of stream water qualiq during snowmelt and rainfal l -runW O events in asmall agCcultural catchment. CLEAN - Soil , AO , Watec , 2012, 40( 2) : 154-163. DOI : 10.1002/den.201100248.[4 ] America Water Resources Association. Urban land runWO considerations urbanizafon and water quality control , 1995.送 1.00.80.60.40.20-0.2v• COD vTP ■ TN一 0.4 ------------------------------------------------------* P0.25P0.5 Pl P2 P3 P5重现期图6案例二中COD 、TN 和TP 污染负荷总量预测误差Fig.6 Prediction vroc of total COD and TN pWlution load in case 2146J Lake Scii湖泊科学),2021,33(1)[5,Ong/y ED,Zhang XL,Tao Y.Current status of agricultural and rural non-point source pollution assessment in China.Eo-virogmeotal Pollotioo,2010,158(5):1159-1168.DOI:10.1016/j.envpO.2009.10.047.[6,Xia Q.Study on polluCon system of urban runoff.A c I o Scieotiae Circomstaotiae,1982,2(4):271-278.DOI:10.13671/j.hjkeb.1982.04.001•+夏青.城市径流污染系统分析.环境科学学报,1982,2(4):271-278.][7]Zhu YS,Jin GY eds.Urban hydrology.Beijing:China Science and Technology Pres s,1991.[朱元牲,金光炎.城市水文学.北京:中国科学技术出版社,1991.][8]Li HE.Mean concentration method for estimation of nonpoint source load and its applicaCon.Actt Scieotiae Circomstaotiae,2000,20(4):397-400.[李怀恩.估算非点源污染负荷的平均浓度法及其应用.环境科学学报,2000,20(4):397-400.][9]Zhao JQ ed.Urban suSace runoff polluCon and controU Beijing:China Environmental Pres s,2002.[赵剑强.城市降雨径流污染与控制.北京:中国环境科学出版社,2002.][10]Akan AO ed.Urban stormwater A:Technomic Publishing Company Inc.,1993.[11]Wang RY.Pollution processes and management researches on urban rainfal l runU O in Shanghai[Disseeation].Shanghai:East China NumO Unmemim,2005.[王和意•上海城市降雨径流污染过程及管理措施研究+学位论文]•上海:华东师范大学,2005.][12]He BG,Zhou NS,Yuan XM.On contribution of sediment to secondarv pollution of rives.Environmental Pollotioo&Coo-tg1999,21(3):41-43.[贺宝根,周乃晟.底泥对河流的二次污染浅析.环境污染与防治,1999,21(3):41-43.][13]Wang DM,Zhang WY,Su XQ.Counter-measures of soil and water losses in urban area.Uoan Stodies,2001,(5):49-53.[王冬梅,张文艳,苏新琴.城市水土流失及其防治对策.城市发展研究,2001,(5):49-53.][14]Huber WC,Singh VP.EPA storm water management model poter MoOels i—100x0—Hyyrofny,1995.DOI:10.1201j9781420037432.ch14.[15]US Army Corps of Engineers(USACE).Storage,TreaWent,OveSow,Runoff model'STORM':User-Manual.Hydro-aogocEngoneeeongCentee,Daeos,CA,19761[16]Alley WM,Smith PE.Distwbuted routing minfaX-mnoU model:version(.USA:United States Geological Suoey,1982.DOI:10.C133/UO2344.[17]Pit t R,Voorhees J.SLAMM,the source loading and management model//Field R,Sullivan eds.Wet-Neathes Ooa in theu4ban wateshed.Boca Raton:Technoaogy and Management CRC Pe s,2002:79-101.DOI:10.1201j 9781420012774.ch4.[18]Wal/nyford ing hydsoworks.United Kingdom:Wallinyford Software,1997.[19]BicknC l BR,ImhoU J C,Kittle JL.Hydrological simulation proaram-Poeran user-manual for A:UnitedStates Environment Protection Agency,1996.[20]DHI.MOUSE pipe flow,reference manual.Denmark:DHI Software,2004.[21]DHI.MOUSE suOaco runU O models,ofeonce manual.Denmark:DHI Software,2004.[22]Li S,Zhang ZL,Sun YY.Simulation of non-point source pUlution of nitrogen and phosphoos in Lake Nansi wateohed u-ing SWAT model.J Lake Sci,2013,25(2):236-242.DOI:10.18307/2013.0209.[李爽,张祖陆,孙媛媛.基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟.湖泊科学,2013,25(2):236-242.][23]Li JK,Li YJ,Li HE.Study on the calculation method for urban suOaco runU O pUlution load.Joorool of Water Resoorcesand Water EngC W og,2010,21(2):5-13.[李家科,李亚娇,李怀恩.城市地表径流污染负荷计算方法研究.水资源与水工程学报,2010,21(2):5-13.][24]Thomson NR,McBean EA,Snodgras s W et al.Sample size needs for chaocwazing pUlutant concentrations in highwayrunU O.Joorool of Enviroomeotol Engiowiog,1997,123(10):1061-1065.DOI:10.1061/( ascc)0733-9372(1997) 123:10(1061).[25]Chen Q,Hu WP,Zhang JN.Advances in research on the builU-up and rainfal l runU O wash-oU of urban suOaco pUlutants.Resoorces and Environment in the Yangtze Basic,2009,18(10):992-996.[陈桥,胡维平,章建宁.城市地表污染物累积和降雨径流冲刷过程研究进展.长江流域资源与环境,2009,18(10):992-996.][26]Rossman LA,Huber WC.Storm water management model reference manual volume I,hydrology.United States Environ-mentPeotectoon Agency,2015.。
第21卷第2期2010年4月水资源与水工程学报Journal of Water Resources &Water EngineeringVol.21No.2Apr.,2010收稿日期:2009201203; 修回日期:2009201221基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07317-004-001);国家自然科学基金项目(50909080)作者简介:李家科(19752),男,湖北荆门人,副教授,博士,主要从事非点源污染与水资源保护研究。
城市地表径流污染负荷计算方法研究李家科1,李亚娇2,李怀恩1(1.西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安710048;2.西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安710054)摘 要: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。
关键词:城市;地表径流污染;面源污染;负荷中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:16722643X (2010)022*******Study on the C alculation Method for U rban Surface Runoff Pollution LoadL I Jia 2ke 1,Li Ya 2jiao 2,Li H u ai 2en 1(1.Key L aboratory of N orthwest W ater Resource and Envi ronment Ecology of M inist ry of Education ,X i ’an Universit y of Technolog y ,X i ’an 710048,China;2.School of A rchitecture and Civil Engi neering ,X i ’an Universit y of S cience and Technolog y ,X i ’an 710054,China )Abstract :Urban surface runoff is t he second large non 2point pollution source next to agricult ure.Research on t he calculation met hod for urban surface runoff pollution load is very important ,which can p rovide t he scientific basis for government s to cont rol and manage t he urban non 2point pollution source.Three calculation approaches on urban no n 2point pollution source load including concent ration met hod ,statistical met hod and concept ual model met hod were int roduced and dis 2cussed in detail.In t he end ,t he f ut ure st udy on urban surface runoff pollution load calculation met hods was forecasted.K ey w ords :urban ;surface runoff pollution ;no n 2point source pollution ;load 在面源污染中,城市地表径流是仅次于农业面污染源的第二大面污染源[1]。
临安不同功能区道路降雨径流重金属污染负荷随着城市化进程的加快和人口的增加,城市道路的建设和使用不仅加速了城市的发展,也对城市环境造成了影响。
道路降雨径流的特性及其对环境的影响受到了广泛的关注。
本文通过对临安不同功能区道路降雨径流进行采样分析,对其重金属污染负荷进行研究,以便对城市道路排水系统进行科学的规划和管理。
通过对临安不同功能区道路降雨径流进行采样分析,发现其径流总量、径流系数和径流峰值分别为:工业区,549.5mm、0.66、45.7m^3/s;商业区,414.8mm、0.57、34.5m^3/s;住宅区,337.9mm、0.49、25.8m^3/s;文化教育区,269.0mm、0.41、20.5m^3/s。
可以看出不同功能区的道路降雨径流特性存在明显的差异,工业区和商业区的径流总量、径流系数和径流峰值显著高于住宅区和文化教育区。
通过对临安不同功能区道路降雨径流中重金属的采样分析,发现其中含有铜、镍、铬、锌、铅等多种重金属。
临安不同功能区道路降雨径流中各重金属的含量浓度分别为:工业区,铜0.163mg/L、镍0.065mg/L、铬0.041mg/L、锌1.273mg/L、铅0.064mg/L;商业区,铜0.109mg/L、镍0.045mg/L、铬0.027mg/L、锌0.912mg/L、铅0.042mg/L;住宅区,铜0.083mg/L、镍0.039mg/L、铬0.024mg/L、锌0.692mg/L、铅0.037mg/L;文化教育区,铜0.072mg/L、镍0.033mg/L、铬0.019mg/L、锌0.521mg/L、铅0.030mg/L。
为评价临安不同功能区道路降雨径流的重金属污染负荷,选取中国环境监测总站GB3838-2002标准,以及《环境质量标准有机污染物和重金属土壤污染容量限值》(GB15618-1995)中土壤重金属限值作为评价标准。
计算出临安不同功能区道路降雨径流中各重金属的污染指数,以及存在污染的比例。
环境监测现场采样的影响因素及相关探讨摘要:环境监测工作作为环境保护的重要一环,对于环境的改善发挥着重要作用。
其中,作为整个工作系统的关键所在,现场采样的重要性不言而喻。
但是,在现阶段的采样调查中发现:采样的过程中还存在着一定的质量问题,影响着整体的环境监测质量。
由此可见:研究环境监测现场采样的影响因素及相关探讨具有积极的社会意义,希望本篇文章能够对相关人员的工作给予一定的启示。
关键词:环境监测、现场采样、影响因素引言:在开展现场采样的过程中,需要提高采样的准确性,确保数据的精准性。
如果在这一环节中出现了漏洞,将会影响后期工作的开展。
精准、有效的采样数据能够为后期数据的测量和统计产生积极的作用,从而有效的提升环境监测的质量。
为此,相关的工作人员需要加强对现场采样工作的重视度,有效的提升现场采样的工作质量。
一、环境现场监测采样的现状及存在的问题1.环境监测现场采样的现状环境监测工作已经在国家层面得到了充分的重视,为了有效的开展环境的监测工作,国家已经在不同地区设置了相关的管理部门,并且在各个地区的不同地点搭建了不同的环境监测站。
在监测站中,聘请专业的技术人员利用自身的专业技能,依靠一定的技术设备,对相关的数据进行检测、整理和分析,为后期工作的开展提供一定的保障。
在不同的行业中也采取了不同的监测方法,使得各项采样工作更具针对性。
比如:在进行重工业行业的环境监测中,由于该行业对环境的污染程度较大,且包含了众多的化学污染物,为此,对重工业行业进行环境监测的过程中,需要着重提高对化学污染物的重视。
在进行采样的过程中,一旦发现了个别的物质不符合国家的标准和规范,要强制性要求该企业进行整改或者停运。
2.环境监测现场采样的问题根据调查研究发现:环境监测点之间存在较大的距离,为此,在进行采样的过程中,也表现出了较为明显的独立性特点。
不同的采样人员在开展工作的工程中,往往会根据不同监测点的状况选择不同的采样方法,确保自身的工作效果能够有效的发挥出来。
湘潭城市道路径流污染特征的研究摘要:作为城市排水的主要部分,道路也是一个受纳水体的非点源污染源。
道路径流污染已经引起人们广泛关注。
本文从三种不同类型的道路,对降雨路面径流做了6次实验研究,分析了道路径流的污染状态、地表径流污染负荷以及道路径流污染物之间的相关性。
结果表明,COD、TN、TP和Pb的浓度都超过环境质量标准中关于地表径流的五级标准。
湘潭市道路径流年污染负荷量是LCOD = 2777.612,LTN = 121.971吨,15.088吨,LTP =L Pb = 7.386 t,L Zn = 0.764 t。
COD、TN、TP、铅、Zn浓度和SS含量之间的相关系数都大于0。
85(R2 > 0.85)。
通过增加道路清扫次数,可以减少城市地表径流污染。
关键词:湘潭市,非点源污染,地表径流,污染负荷1 引言降雨和雪融水冲刷和侵蚀着地表沉积物,从许多不同污染源带走污染物,通过径流污染受纳水体,这就造成了非点源污染。
作为城市土地的主要形式,城市道路通过雨水径流冲刷,聚集了大量的污染物,易接触受纳水体,对城市水环境造成巨大危害。
国外学者对水环境管理的研究表明,即使点源污染得到完全控制,但忽视了面源污染(尤其是城市道路径流污染),受纳水体的质量也不会有显著改善[2-3]。
城市道路径流中的污染物主要源于降雨冲刷城市地表。
研究显示,道路径流所携带的污染物主要有建筑材料的腐蚀物、建筑工地上的淤泥和沉淀物、路面的砂子尘土和垃圾、汽车轮胎的磨损物、汽车漏油、汽车尾气中的重金属、大气的干湿沉降、动植物的有机废弃物、城市公园喷洒的农药以及其他分散的工业和城市生活污染源等。
污染物的主要组成包括包括有机(或无机)化合物、氮、磷、金属、石油等[4-6]。
作者对湘潭市道路径流水质提出了一种测量与分析方法来掌握道路径流污染的基本信息。
基于收集的数据,作者计算了道路径流污染负荷,旨在提供一些证据,以控制湘潭市面源污染。
环境监测现场采样质量影响因素与措施研究
在环境监测现场,采样质量直接关系着监测数据的准确性和可靠性,因此我们需要了
解影响采样质量的因素,并采取相应的措施来减少质量影响因素。
影响采样质量的因素有很多,以下是主要的影响因素:
1. 采样仪器和设备的质量:采样仪器和设备的质量直接关系到采样的准确性和可靠性。
如果采样仪器和设备质量不好,采样结果可能会有误差。
2. 采样点选择:采样点的选择直接决定了所采样的环境情况。
如果选择的采样点不
准确或代表性不好,采样结果可能不具有代表性。
3. 采样方法和技术:采样方法和技术的选择和操作也会对采样质量产生影响。
不同
的环境监测需要选择合适的采样方法和技术来保证采样结果的准确性。
4. 采样时间和频率:采样时间和频率的选择也会对采样质量产生影响。
过长或过短
的采样时间,或者过低的采样频率,都可能导致采样结果不准确。
针对上述影响因素,我们可以采取以下措施来提高采样质量:
2. 合理选择采样点:采样点的选择应该考虑环境特征、污染源、风向风速等因素,
选择具有代表性的采样点进行采样。
4. 确定合适的采样时间和频率:根据监测目的和需求,确定合适的采样时间和频率,确保采样结果的准确性和可靠性。
5. 采样过程控制:在采样过程中,要严格按照操作规程进行操作,避免任意调整采
样参数和方法,确保采样的一致性和稳定性。
6. 采样现场环境控制:采样现场的环境条件应该符合采样要求,避免有干扰因素的
存在,如有风、雨、灰尘等干扰因素,应该在合适的时间和地点进行采样。
环境监测现场采样质量影响因素与措施研究随着环境污染问题日益严重,越来越多的人开始关注环境监测工作。
而环境监测的核心就是采样。
采样质量的好坏直接影响着监测结果的可靠性和准确性。
对环境监测现场采样质量影响因素与措施进行研究,对于提高环境监测工作的效率和准确度具有重要意义。
一、影响因素1.环境因素环境因素是指自然环境因素对采样质量的影响。
气候条件、土壤湿度、风向风速等,都会影响样品的采集和保存。
在强风天气下采样,空气中的颗粒物容易飞散,影响采样的准确性。
2.操作人员因素操作人员的水平和经验也会影响采样质量。
如果操作人员不具备专业的知识和技能,可能会导致采样过程中出现错误。
没有按照标准操作程序进行采样、未保持采样设备的清洁、未做好设备的使用和保养等,都会直接影响采样质量。
3.采样设备因素采样设备的性能和稳定性对采样质量有着非常重要的影响。
如果采样设备的质量不过关或者损坏,就会导致采样结果的不准确性。
采样器材的选择不当或者采样器材存在缺陷,都会影响到监测结果的准确性。
4.采样点选取因素采样点的选取很重要,不同的地点污染情况不同,选取不当就会导致采样结果失真。
处于污染源附近的采样点,其污染物浓度要高于其他地方。
采样点选取过程中的操作规范和准确性也会影响采样质量。
二、措施研究1.严格执行操作规程在采样过程中,操作人员必须严格遵循相关的操作规程,确保每一步操作都符合监测要求。
对于气象条件敏感项目的采样,应根据气象条件采取相应的措施,确保采样数据的准确性。
2.加强操作人员培训对于操作人员,应加强培训,提高其专业知识和操作技能。
只有具备一定的专业水平和严格的操作纪律,才能确保采样质量的准确性。
3.定期检测和维护采样设备对于采样设备,要定期进行检测和维护,确保其性能和稳定性。
在采样过程中也要注意设备的使用和保养,保证采样设备的完好和清洁。
4.合理选择采样点在选择采样点时,要根据研究对象的特点和监测目的进行合理选择。
如果目的是监测环境整体的污染情况,应该选择合适的位置进行采样。
现场采样质量对环境检测结果的影响及对策研究发布时间:2022-09-20T05:23:53.921Z 来源:《科技新时代》2022年(2月)4期作者:盛玮琦[导读] 在时代飞速进步的背景下,环境污染越来越严重,给人们的生活与社会的持续发展带来巨大阻碍。
盛玮琦乌鲁木齐市城环环境技术有限责任公司新疆乌鲁木齐市 830000摘要:在时代飞速进步的背景下,环境污染越来越严重,给人们的生活与社会的持续发展带来巨大阻碍。
面对这样的形势环境检测工作的质量标准也随之增加,以满足环境管理的效率。
未来的生态保护理念及方法应进一步注重并完善生态检测,加强生态环境检测现场采样的把控,确保得到精确的样本,这样才能对生态检测的结果更好地优化,准确的数据、信息可以加强生态的综合保护。
所以,应高度关注生态环境检测现场采样问题,并坚持科学采样。
关键词:现场采样;影响因素;对策分析引言环境检测数据对于国家的生态文明建设意义重大。
由于第三方环境检测机构水平不一,从业人员素质良莠不齐,导致检测结果不能准确、全面的反应实际情况。
目前,关于环境检测数据质量的影响因素报道很多,现有报道较为关注在实验室内人员能力、仪器设备、质量控制等方面。
然而,从实际工作中,笔者发现样品采集、保存、运输环节、人员素质等因素对检测结果的影响也很大。
1.样品采集环节对检测结果的影响分析1.1人员素质有待提高环境检测技术人员对环境检测技术水平能否提高有着决定性的作用。
虽然我国现在对环境检测的质量很重视,也逐步增加了对环境检测技术的深度探究,但是环境检测人员的综合素质不高,并且检测人员的流动性比较大,企业也往往注重业务的开拓,忽略了培养和储备检测人员。
检测人员普遍存在不积极学习新技术和专业技术水平不高的现象,而且检测人员相互之间缺少沟通交流,企业对人员缺乏培训,很多技术人员有很明显的经验主义,这些情况都导致环境检测技术水平很难得到提高。
1.2检测布点在进行环境检测工作实施的过程当中,检测点的选择十分关键,其会直接影响环境检测的最终质量。
北京地区街尘—径流污染特征及潜在污染负荷估算随着我国城市化的快速推进和城市点源治理的加强,城市地表径流对水环境污染的影响日益凸显。
本文以城市地表街尘和径流为研究对象,通过对街尘及其负载的污染物城乡空间分布、粒径对街尘及天然降雨径流污染物的影响、人工控制试验模拟街尘降雨冲刷过程的研究,揭示了街尘-径流污染物的迁移机制及不透水地面污染负荷的估算方法,研究结果表明:城乡环境背景与管理水平差异对街尘的粒径分布及其负载的重金属污染有重要影响。
中心城区与卫星城区街尘的细粒径颗粒物的比例和重金属含量较高,其中道路Pb浓度从高到低依次:中心城区(70.5±11.8 mg/kg)>城中村(66.7±12.8 mg/kg)>卫星城区(56.3±9.5 mg/kg)>乡镇(51.2±6.6mg/kg)>村庄(38.6±3.2 mg/kg),而在城中村与村庄街尘单位面积质量及其负载重金属质量较高。
其中,城中村和村庄在道路、居民区的单位面积Pb质量分别为:4.87±1.45mg/m2、6.94±9.32 mg/m2; 4.74±4.53 mg/m2.6.33±6.34 mg/m2.土地利用类型对街尘粒径及其负载重金属分布和径流的污染特征有着显著影响。
在交通区、居民区、商业区三种土地利用类型中,交通区街尘与径流中各种重金属浓度最高,小粒径颗粒的比例较高(在街尘和径流中小于105μm比例分别为47.8%、81%),而其它土地利用类型中径流粒径分布差别不大。
通过人工控制试验可以准确模拟不同粒径街尘在沥青和水泥两种路面降雨冲刷过程的迁移行为,发现细粒径颗粒物在水泥路面的迁移速度比在沥青路面快,粗粒径变化不明显,表明粗糙度对细粒径有着重要的影响。
在两种路面均发现小粒径具有较高的迁移能力,而单位面积的质量的多少不会影响街尘的迁移能力。
高速公路降雨径流中TSS和COD的特征分析Xxx南京信息工程大学环境工程系,南京 210044摘要:城市面源污染已成为危害城市水体的重要污染源,而路面径流形成带状的污染是面源污染的重要组成部分。
城市路面径流含有大量的悬浮颗粒物、有机物和重金属等。
径流中所含的污染物进入收纳水体后,严重影响了收纳水体的水质状况。
所以,研究路面径流中各种污染物的含量尤为重要。
本文主要研究了路面径流中的TSS和COD出流特征。
关键词:路面径流;流量;初期效应;TSS;CODAnalysic on the characteristics of TSS and COD in runofffrom highwaysAbstract:City non-point source pollution has become an important source of pollution hazards of city water,while,the road runoff pollution from is an important part of non-point source pollutinon.The city road runoff containing suspended particulate matter,a large amount of organic matter and heavy metals. When the pollution come into the receiving water contaminants in runoff,seriously affected the water quality of receiving waters.because of that,the content of various pollutants in road is very important.The paper mainly studies the surface runoff in the TSS and COD flow characteristics.Key words:road runoff,flow,the initial effect;TSS;COD背景随着城市化的迅速发展,城市化与城市建设极大地改变了城市原有地表环境,取而代之的是大量的建筑物和道路,导致城市地表硬化率急剧增加,不透水比例增大,使得雨天特别是暴雨天气产生大量的径流不能通过城市地表渗透到土壤中或者是被植物截流,只能通过分流制或合流制系统把径流排放到收纳水体中,收纳水体的水质造成明显的破坏,形成面源污染。
透水路面径流系数的测定及其影响因素研究摘要:透水路面作为一种新型的路面材料,能够有效地利用降雨水资源,减轻城市排水系统的压力。
本文通过实验室模拟和现场观测的方式,对透水路面径流系数进行了测定,并分析了其影响因素。
结果表明,透水路面径流系数与降雨强度、路面材料、路面结构等因素密切相关。
其中路面材料和结构是影响径流系数的最主要因素。
通过对影响因素的研究,可以为透水路面的设计和实际运用提供科学依据。
关键词:透水路面;径流系数;影响因素;降雨强度;路面材料;路面结构1.引言城市化进程的加速使得城市面临着越来越严重的水资源短缺和城市内涝等问题。
而透水路面作为一种新型的路面材料,能够有效地利用和利益分配降雨水资源,减轻城市排水系统的压力,缓解城市内涝等问题。
由此,透水路面作为一种新型的路面材料备受关注。
透水路面的主要特点在于其能够将降雨水直接渗入路面下层,并通过路面结构自然地向下延伸,最终被土壤中其它地下水源所吸收。
这种方式既保证了地下水的持续性使用,又解决了降雨水带来的排水问题。
因此,为了更好地利用透水路面,需要对其径流系数进行深入的研究,以了解其影响因素及其测定方法。
2.透水路面径流系数的测定方法2.1 实验室模拟法实验室模拟法是通过在实验室中制造人工雨事件,从而获得透水路面的径流系数。
具体步骤如下:首先在实验室中制造仿真降雨事件,然后将透水路面放置在实验室降雨测试设备下,收集路面下径流水量。
最后,根据收集到的数据计算透水路面的径流系数。
2.2 现场测试法现场测试法是通过在实降雨天气情况下,在透水路面周边设置监测设备,从而获得透水路面径流系数。
具体操作如下:首先选取透水路面样本,然后在天气条件相对稳定的情况下开始现场观测,记录降雨量和透水路面下径流水量,最后根据收集到的数据计算透水路面的径流系数。
3.透水路面径流系数的影响因素分析3.1 降雨强度降雨强度是影响透水路面径流系数的重要因素之一。
降雨强度越大,路面压力越大,路面下径流越大,从而导致透水路面径流系数减小。
影响环境检测现场采样质量的问题分析摘要:在新时期的背景下,环境保护逐渐成为十分重要的一项工作,引起了社会各行业人们的关注。
在当前,环境污染等问题变得越来越严重,为了真实反映环境监测成果,要求检测资料具备影响力、准确度、完善和科学的依据。
要做好取样质量保证和样品管理工作,使所有技术人员都切实地认识到样品收集管理和质量保证对整个环境监测事业的重要意义。
下面本文就影响环境检测现场采样质量的问题进行简要分析。
关键词:影响;环境检测;现场采样质量;问题1环境监测现场采样质量控制的意义1.1实现环境保护现阶段,通过质量控制工作的良好开展能够让监测项目更加具备准确性和高效性,能够对采样控制当中原本存在的问题加大分析,在此基础上结合新时期下环境做出的保护要求来对控制措施进行采取,从而达到理想当中最佳的环境保护效果,让质量管控这项工作变得更加具备价值和意义。
1.2精确监测结果在环境监测这项工作开展的过程当中,保障质量是十分关键的一项工作。
其中涉及到诸多的数据,应该保证数据本身具备可靠性和精准性,保障最终监测报告生成更加科学和合理,让最终的监测结果更加精准。
在现阶段,通过对质量控制工作的良好开展就能够在采样工作中对一些不利于结果的因素进行良好的控制,保障各项数据变得更加准确和精准,引起监测人员的关注和重视。
从而达到理想当中最佳的结果生成成效,使得工作价值得到发挥。
1.3保证采样过程规范在传统模式下,由于受到各方面因素的影响,在现场采样这项工作开展的过程当中经常性的存在一些工序、人员等方面的问题,要想达到理想当中的质量控制效果是非常难的。
在现阶段,通过质量控制工作的良好开展就能够让工作原本存在的问题和不足得到有效的完善和规避,让整个过程更加具备规范性和系统性,从而达到理想当中的工作开展效果,让现场采样这项工作变得更加具备价值和意义,为我国的环境保护工作的整体开展展现出良好的助力。
2环境监测现场采样质量控制的影响因素2.1点位选择在现场监测工作开展的过程当中,对监测点进行选择是首当其冲的一个问题。
论现场采样中影响环境监测数据准确性关键因素摘要:党的十八大以来,从中国特色社会主义事业全面发展的战略高度,对生态文明建设提出了一系列新观点新论断新要求,为努力建设美丽中国、实现中华民族永续发展指明了方向。
环境保护的观念越来越深入人心,环境监测作为环境保护的手段和工具也就越来越重要。
现场采样作为环境监测数据的第一个环节就显得尤为重要。
样品采集的代表性、真实性、科学性和规范性直接影响最终的检测数据是不是真实、准确的,所以现场采样工作的质量控制和质量保证是非常重要的。
关键词:环境监测;现场采样;质量控制环境监测包含诸多环节而最终检测项目的结果也会受到这些环节的影响。
某一个环节出现质量问题都会直接影响最后的检测结果,而采样作为这些环节中最前端的部分更是对最终监测结果影响巨大。
由于现场检测环境的不确定性因素较多,所以我们更需要注意人员的基本能力和素质、采样设备选择和使用的规范性、采样容器和采样方法选择的准确性和关注现场的环境因素等方面。
下面我简要归纳一下现场采样中的关键因素,供大家参考。
1、人员作为采样实施主体人员的职业道德、专业素养直接影响样品采集的真实性和准确性。
第一,在采样前要制定可行的采样方案,按照水质、土壤、大气、固废、噪声和辐射技术规范的要求制定,方案内容包含采样点位、频次,采样方法,检测项目,采样设备、容器等;第二,现场采样过程要严格按照制定的实施方案执行,按照相应规定的质控措施添加质控样品,保证现场采集样品的代表性和准确性,采样记录的填写要规范,记录信息要全面,需要现场测定项目需在现场按照要求完成检测,需送回实验室检测的项目要严格按照标准要求进行单独采样或进行加入相应的保护剂固定;第三,现场质量监督人员要严格按照标准规范要求监督,监督人员一定选择专业能力强和责任心强的,对在现场发现的不规范的现象要及时提出并监督改正。
2、采样容器和采样方法第一,保证采样容器干净,采样容器要根据样品的类别和具体检测项目区分,做到专瓶专用,避免因采样容器使用混乱导致数据错误,采样容器要进行抽检,空白值必须能够满足标准方法要求才可以使用;第二,采样容器的材质要与检测项目要求一致,因为有的检测项目需要玻璃瓶,有的需要塑料瓶,还有的需要避光保存,避免因为容器问题导致采样无效;第三,如气体样品需要考虑到用到的滤筒或滤膜材质的问题,对于吸附管是否存在在采样期间穿透的问题;第四,采集方法要能满足实验室分析方法的要求,一个检测项目可能有多个分析方法,每个分析方法对应的采样方法可能会有比较大的差异,所以在采样方法的选择上一定要考虑到实验室的能力和设备的负荷;再一个就是样品时效性要保证在样品有效期内将样品送达实验室保证数据的有效性。
环境监测现场采样质量影响因素分析摘要:环境监控就是对反映其环境质量的各种指标进行监控和测量,从而判断其水平,并为进行环保治理工作奠定基础。
然而,由于我国缺乏有效、系统的管理与监控,对环境监控的精度造成了很大的损害。
本文根据笔者的工作经验,对影响取样质量的各种因素进行了分析,并据此制定了相应的对策。
关键词:环境监测;现场采样;影响因素环境监测的质量,是影响环保工作能否成功实施的一个重要因素。
为了有效提高国家的生态环境,必须结合目前的技术措施来治理这种污染。
在开展环境质量监督工作时,由于种种客观条件的制约,有关单位和工作人员必须根据具体的情况加以规避,从而实现可持续发展的目的。
一、环境监测现场采样质量控制简述在进行环境监测的时候,采样是重中之重,但是由于采样的质量会受时、空因素的影响,导致采样的结果发生偏差。
如果样本的采集没有达到相应的标准,那么即使是技术高超的检测技术和科学的检测方法,也很难弥补样本的畸变对环境监测的质量带来的负面影响。
对采样的质量进行严格的控制,确保所收集的样本满足评价的要求,具有代表性和完整性。
环境监测是一个综合性的项目,牵扯的范围很广,任何一个过程出现问题都会使其与实际情况不符。
当前,国内大部分的环境监测工作都集中在实验室内的质量监控上。
但是,由于缺乏有效、系统的质量监控系统,在监测任务繁重、人员紧张的情况下,取样质量管理缺乏自主性和监督作用,造成了现场取样的偏差,从而对整个监测质量造成一定的负面作用[1]。
二、环境监测现场采样质量影响因素分析环境监控的野外取样具有流动性大、条件复杂、时间跨度大等特点;取样任务要求严格,突发因素多。
特别是环境监控的取样质量受下列因素的制约。
在进行环境监测取样之前,必须进行许多的前期工作,包括选定监测对象和培训,制定监测方案,选择监控装置和监控流程等。
另外,监测目标的基本情况、工作条件、监测剖面的布置以及监控地点的布置等都要在取样前做好充分的准备。
城市道路路面径流水质分析及评价摘要:随着城市化进程的加快,山城区降雨径流形成的面源污染成为城市水环境恶化的主要原因之一。
本文通过对某市具有代表性的柏油沥青路面和混凝土路面雨水径流釆集化验分析,结果表明,各个采样点位集流面雨水径流初期污染物浓度较高,随着降雨时间的延长,浓度逐渐下降。
当降雨径流形成一段时间后,收集用于建筑施工、道路清洗、消防、冲厕等等领域,能够有效缓解城市水资源供需不足的现实问题。
关键词:路面径流;水质分析;城市道路;评价引言口路面径流具有污染物种类多、浓度高和有毒性等特征。
不少研究认为,路面径流含有悬浮颗粒、重金属、有机物和多环芳桂等污染物。
城市道路路面径流中的有机污染物及悬浮固体浓度不低于典型生活污水,化学需氧量、生化需氧量、悬浮固体及石油类浓度远高于《污水综合排放标准》的限值。
路面径流中的多环芳烧浓度是河水或湖泊水中的、倍,城市不同功能区地表径流检出率最高的毒性污染物与汽车交通有关。
在路面径流汇入城市排水管网排放时,污染物也随之迁移进入水体,使受纳水体水质恶化,其至通过各种水体的利用途径污染其他环境要素。
路面径流污染已被认为是一类重要的非点源污染。
国外一些发达国家对路面径流己经开展了30多年的研究,在径流水质特征、污染物累积排放及迁移过程.污染负荷和对环境的影响评价等方面均有不少报道。
1污染物成分与来源研究公路路面径流污染是在降雨后形成径流对路面沉积物冲刷而产生的。
路面径流作为一种具有较大污染潜力的污染源已经得到了各发达国家的广泛关注。
弄清楚污染物的来源与成分是研究路面径流污染特征的基础。
雨水在与路面接触后形成的路面径流中的污染物浓度较之雨水本身大大增加,这说明在晴天时路面积累的污染物是路面径流污染的重要原因。
对路面沉积物的成分进行测定对研究径流污染特性有很大帮助。
在路面径流中主要污染成份为SS、COD、重金属(如Pb、Zn、Cu> Cr、Ni、Fe、Cd等)、N、P营养物、氯化物、油和脂、农药和PAHs等。
环境监测现场采样质量的影响因素及控制措施分析汪自成发布时间:2021-09-01T06:56:55.722Z 来源:《中国科技人才》2021年第14期作者:汪自成[导读] 开展现场采样工作是获取环境检测数据的必要途径,采样质量直接影响着环境监测数据的准确性。
身份证号码:42070419910306xxxx 摘要:开展现场采样工作是获取环境检测数据的必要途径,采样质量直接影响着环境监测数据的准确性。
在实际落实环境监测工作的过程中,影响采样质量的因素比较多,因此,人们需要高度重视现场采样工作,采取相应的措施确保采样质量,保障监测数据的准确性,最终实现对环境的有效保护,推动环境和经济的健康协调发展。
1.现场采样质量控制的目的和内容 1.1现场采样质量控制的目的在开展环境监测工作的过程中,人们需要全面落实环境的质量评估工作。
因此,必须确保环境样品质量合格,保障期在时间和空间上的真实性与代表性。
现场采样人员必须严格把控环境样品质量,确保环境样品可以真实反映现场的采样质量,以免样品试验结果失真。
如果现场采样失去代表性和真实性,即便在试验过程中采取严密的措施,也无法弥补失真样品。
因此,现场采样必须严格控制质量,否则即便在试验阶段监测的样品质量没有问题,但是由于不具备真实性和代表性,得到的结果将没有参考价值[1]。
1.2现场采样质量控制的内容 1.2.1点位选择在选择现场采样点位的时候,需要选择合适的监测点位。
合适的监测点位能够确保监测数据的代表性和真实性,因此,监测点位的安排并不是随意的。
对于监测点位的选择需要使用科学的方法,只有这样才能够保障检测数据的代表性和真实性。
同时,环境监测数据的质量还会受到天气情况、排污口位置以及地质情况的影响。
1.2.2工作内容(1)点位。
在相同的环境条件下,不同的监测点位获取的监测结果不同,选用的参考条件也不同。
因此,为了保障现场采样工作的代表性,就需要充分重视点位的选择,否则得到的试验数据将会失去参考价值。