上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应_常静
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【上海暴雨强度公式与设计雨型标准探析】在城市规划与设计中,暴雨强度公式和设计雨型标准是至关重要的参数。
特别是在像上海这样的我国地区,由于地理环境和气候特点的影响,暴雨频发,因此对暴雨强度公式和设计雨型标准的研究显得尤为重要。
一、上海暴雨强度公式1. 暴雨强度的概念暴雨强度是指在一定时间内,降雨量达到或超过一定数值的暴雨过程的平均降雨强度。
在城市防洪、排涝、建筑排水等工程设计中,暴雨强度是一个重要的设计参数。
2. 上海暴雨特点上海地处长江三角洲地区,属于亚热带季风气候,夏季多雷雨,降雨集中,强度大,且瞬时雨强大。
上海暴雨强度公式的研究对城市建设和生活具有重要意义。
3. 上海暴雨强度公式上海市的暴雨强度公式一直是工程设计中研究的重点。
根据上海气象资料,经过多次实测与数据分析,上海市编制了适合本地气候特点的暴雨强度公式,从而为城市防洪排涝工程提供了科学的依据。
二、设计雨型标准1. 设计雨型的概念设计雨型是指为城市防洪、排涝等水利工程建设而预先确定的一种代表性的降雨过程。
通过设计雨型,可以科学合理地预测暴雨时的径流量,从而为工程设计提供依据。
2. 上海设计雨型标准根据上海暴雨的实际情况和历史气象资料,上海制定了适合本地气候特点的设计雨型标准。
这一设计雨型标准不仅考虑了降雨量的大小,还兼顾了暴雨的时间分布、降雨过程的强度等多个因素,从而为城市防洪排涝工程的设计提供了科学依据。
三、个人观点与理解在城市建设中,暴雨是一个不容忽视的自然灾害因素,尤其对于像上海这样的城市而言,暴雨频发,防洪排涝工程的设计显得尤为重要。
暴雨强度公式和设计雨型标准的制定,不仅需要充分考虑本地的气候特点,还需要结合工程实际情况,以科学合理的方式来预测暴雨对城市的影响,从而保障城市的安全和稳定发展。
上海暴雨强度公式与设计雨型标准的研究,对于上海城市的规划与建设具有重要意义。
通过科学的研究与制定,可以为城市的防洪排涝工程提供可靠的依据,保障城市的安全和稳定发展。
河流滨岸带坡面对降雨径流的污染削减效应——以上海市樱桃河为例张舟;邹家唱;朱韬;于佳欣;蔡晨冰;徐迅【摘要】选取上海市闵行区樱桃河畔具代表性的滨岸带地域,在模拟降雨过程中,设置不同坡度,不同坡长及植被条件下的对比实验.得出最优方案:坡度约为8°±0.5°,被冬青覆盖的河滨带在宽度为4~5m时,对降雨径流的污染削减效果最佳.此时模拟地表径流平均入水质状况为,进水水质:ρ(COD)=154.7 mg/L、ρ(TP)=0.55 mg/L、ρ(NH3-N)=1.19mg/L,出水水质:ρ(COD)=77.38mg/L、ρ(TP)=0.29 mg/L、ρ(NH3-N)=0.69 mg/L;削减率分别为49.98%,47.27%,41.61%.试验结果为提高城市绿地规划与建设的合理性以及城市降雨径流非点源污染的控制提供参考.%Contrast experiments were conducted of different gradients, grade lengths, and vegetation covers during a simulated rainfall process on the bank of the Yingtao River, a typical river bank area, in the Minhang District of Shanghai. The results show that a river bank that has a gradient of 8° ± 0.5°and is covered by Chinese ilex with a grade length of four to fiv e meters has an optimal pollution reduction effect. Meanwhile, the average quality of input water is 154.7 mg/L for COD, 0.55 mg/L for TP, and 1.19mg/L for NH3-N; and the quality of exported water is 77.38 mg/ L for COD, 0.29 mg/L for TP, and 0.69 mg/L for NH3-N. The reduction rates of COD, TP, and NH3-N are 49.98% , 41.27% , and 41.61% , respectively. This study provides references for rational design and construction of urban public green lands and non-point pollution control of urban rainfall runoff.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2012(028)004【总页数】5页(P50-53,57)【关键词】河流滨岸带;降雨径流;污染削减;樱桃河;上海市【作者】张舟;邹家唱;朱韬;于佳欣;蔡晨冰;徐迅【作者单位】华东师范大学环境科学系,上海200241;中山大学环境工程系,广东广州510006;华东师范大学环境科学系,上海200241;华东师范大学环境科学系,上海200241;华东师范大学环境科学系,上海200241;华东师范大学环境科学系,上海200241【正文语种】中文【中图分类】X171.4城市河流受纳的污染分为点源污染、面源污染。
上海地区降雨空间分布特征分析陶贤成; 张欣; 王锡清【期刊名称】《《净水技术》》【年(卷),期】2019(038)010【总页数】4页(P25-28)【关键词】降雨; 空间分布; 暴雨中心; 折减系数【作者】陶贤成; 张欣; 王锡清【作者单位】上海市政工程设计研究总院有限公司上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU992由于历史实测数据缺乏和雨量站密度相对比较小,在对一个城市或者区域的降雨进行分析时,一般未考虑降雨分布不均的因素,一定范围内只采用一个雨量站的降雨来表示整个区域的降雨特征。
随着城市化的进程,城市面积不断的扩大,城市面积小到几百平方公里,大到几千平方公里,降雨分布不均匀的情况比较明显。
一个城市可能出现某个区域为大暴雨,相邻的另外一个区域却是小雨或不降雨的现象;甚至在同一个区域内,出现某个位置的降雨量明显高于该区域内其他位置的现象。
1 研究现状和意义由于降雨空间分布不均匀的客观存在,采用单个雨量站的降雨特征来代表整个区域的降雨情况存在一定的缺陷。
相关研究表明,以单个雨量站的降雨统计来表示整个区域的平均降雨取决于雨量站与流域中心的距离、流域面积大小、采用的降雨类型、高程差异[1]。
为了解决降雨空间分布不均带来的影响,目前国内已有相关降雨空间分布特征的研究。
刘成林等[2]根据广州市中心城区多站点的历史降雨数据分析,得出广州市中心城区降雨点面的关系,即降雨面积大于65 km2时,应该考虑降雨空间分布不均匀性,但是当汇水面积超过200 km2时,降雨量折减趋势不明显。
中国香港特别行政区渠务署根据香港当地降雨的深度-面积-历时分析得出:(1)在汇水面积≤25 km2时,区域折减系数为1,即不发生折减;(2)当汇水面积>25km2时,应采用公式ARF=1.547/(A+28)0.11计算折减系数[3]。
通过该公式计算可以得出,当流域面积达到100 km2时,折减系数约为0.9。
目前,国内对室外雨水排水工程的设计并未考虑设计范围的大小,所采用的降雨特征也是单一的,并不考虑降雨的空间分布特征。
城市路面降雨径流污染特征及源解析的研究进展张千千;李向全;王效科;万五星;欧阳志云【摘要】城市路面径流是城市地表径流的重要组成部分,因其污染强度大、对地表水体的影响严重而被予以格外的关注。
通过对国内外关于路面径流水质的研究进行总结发现:我国城市道路径流中COD、TP、TN和Pb的平均质量浓度分别为239.59、0.46、6.29和0.14 mg·L-1,超过了国家地表水环境质量Ⅴ类标准,TSS的质量浓度高达552.86 mg·L-1。
因此,COD、TP、TN、Pb和TSS是我国路面径流的主要污染物。
高速路径流污染物Pb、Cu和Zn的浓度明显高于普通道路,而普通道路径流污染物中COD和TSS要高于高速路。
与其他国家相比,我国城市道路雨水径流污染物浓度偏高。
多数研究表明:污染物的质量浓度与降雨量呈负相关关系,路面坡度增加了车辆与路面的摩擦力和燃料的消耗,进而导致路面径流污染物的浓度较高,路面清扫或许对污染物的浓度有不利的影响,主要由于道路清扫将路面中部分大颗粒破碎,释放出了细小的颗粒物(粒径<43μm)并且不能将其清除的缘故。
但是,降雨强度、干期、降雨历时和车流量对径流水质的影响存在一定的争议。
通过对现有的研究总结发现:车流量≥30000的路面径流中COD、TSS、Pb和Cu的浓度是车流量<30000的路面径流中的2.5、4.3、1.4和5.1倍;路面径流中的重金属主要来源于车辆的交通损耗,有机污染物来源于车辆的交通活动和路面材质,营养污染物来源于大气干湿沉降。
今后应从以下几方面开展研究:将多环芳烃、大肠杆菌等水质指标列入研究计划;深入分析影响降雨径流水质的因素及各影响因子间的交互作用;运用同位素溯源技术识别道路径流污染物来源。
%As a major part of urban surface runoff, urban road runoff has drawn extraordinary attention due to its large magnitude of pollution and severe influence on surface water bodies. By summarizing the results of previousstudies on water quality of road rainfall runoff, it can be found that the concentration of COD, TP, TN and Pb were 239.59, 0.46, 6.29 and 0.14 mg·L-1, respectively, and exceeded the Ⅴ class of surface water. The concentration of TSS was 552.86 mg·L-1. Therefore, the COD, TP, TN, Pb and TSS were the main pollutants of urban road runoff. The concentration of Pb, Cu and Zn are higher in the highway than the other road. But, the concentration of TSS and COD are lower in the highway than the other road. When Comparing domestic studies with the oth er countries’, the pollutants concentration of road rainfall runoff are higher in China. The most researchers found that the concentration of pollutants and rainfall volume have negative correlation. The steeper slope of the road could produce higher runoff concentrations of pollutants due to the greater friction between vehicle tire and road and more burnt fuel. The road sweeping could have adversely affected to the concentration of pollutants mainly due to releasing the fine material from the fixed load but not having enough suction to remove them. However, there are contradicting reports in the literature as to the correlation of the concentration of pollutants with rainfall intensity, antecedent dry period, rainfall duration and average daily traffic. By summarizing the data in existing studies, it is found that the concentration of COD, TSS, Pb and Cu in road runoff at the traffic volume ≥30 000 were 2.5, 4.3, 1.4 and 5.1 times respectively, compared with the concentration at the traffic volume<30 000. In the road runoff, the heavy metals were mainly come from vehicle’s exhaust, the organic pollutants mainly sourced from vehiclesactivities and road material and the nutrition-related pollutants mainly sourced from atmospheric dry and wet deposition. The following aspects should be carried out in future research:To take the polycyclic aromatic hydrocarbons and Escherichia coli into the research program;Deep analysis of the factors affecting rainfall runoff water quality and the interaction between factors, and to utilize the isotope tracing techniques to indentify the pollution source of the urban road runoff.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】7页(P352-358)【关键词】道路径流;水质;影响因素;污染物来源【作者】张千千;李向全;王效科;万五星;欧阳志云【作者单位】中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北石家庄 050061; 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北石家庄 050061;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085; 河北师范大学生命科学学院,河北石家庄 050016;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085【正文语种】中文【中图分类】X143面源污染是指溶解的或固体污染物从非特定的地点,通过径流过程而汇入受纳水体,引起的水体污染(贺缠生等,1998;陈利顶和傅伯杰,2000)。
上海市不同区县中小河道氮磷污染特征山鹰;张玮;李典宝;王丽卿【摘要】以上海11个区县,共19条河道、65个点位进行1a的氮磷污染情况调查.结果表明:(1)上海河道为不完全感潮型河网水系.潮汐、降雨对氮磷污染物的分布影响具有时间差异性.(2)上海河道区县之间氮磷污染差异大(P<0.05).氮磷浓度从中心城区河道依次向外呈现“圆环状”稀释扩散趋势.黄浦江以南河道水质好于黄浦江以北河道;近江苏的河道总体氮磷浓度水平高于近浙江的河道(上海东南部)(P<0.05).水体中污染物浓度、扩散、降解与人为扰动和城镇化程度密切相关.(3)聚类分析(Cluster Analysis,CA)结果显示上海市河道污染水平在点位之间区别不大,而多维尺度分析(Multidimensional Scaling,MDS)显示上海市河道污染水平在点位之间具有一定差异,并与水质评价结果一致.(4)经生态修复后的河道水质优于修复前(P<0.05),说明上海市人工水生态修复措施和生态型驳岸建设对改善河道水质有潜在价值.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)015【总页数】9页(P5239-5247)【关键词】上海市河道;氮磷污染;生态河道【作者】山鹰;张玮;李典宝;王丽卿【作者单位】上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;上海水生环境工程有限公司,上海200090;上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;上海海洋大学水产与生命学院,上海201306【正文语种】中文由于近20年来经济高速发展和不适当资源开发利用,使得大量的氮磷营养盐进入水体,引起藻类大量繁殖,导致“水华”现象频发[1-4]。
最新研究表明蓝藻水华爆发和藻类死亡易产生大量藻毒素,对人畜健康造成直接危害[5]。
从根本而言,治理水华还应先从削减水体中氮、磷营养负荷入手[6-7]。
目前较多研究将目光集中于大型湖泊和水库[8],对中小河流的污染关注较少;但人口密集区的中小河道,常常是污染物直接汇入水体的源头,也是其下游大型河流、湖库、入海口污染物的主要来源地之一[7,9-10]。
城市面源污染特征及排放负荷研究--以内江市为例王军霞;罗彬;陈敏敏;解淑艳;唐桂刚;李纳;吴鸿霁;罗晓慧【摘要】城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。
在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明:(1)各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。
(2)不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。
沥青屋面 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。
(3)单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。
《城市雨水径流污染特征及排水系统模拟优化研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市雨水径流污染已成为当前环境保护的重大问题之一。
本文将通过探讨城市雨水径流污染的独特特征,对城市排水系统进行模拟研究,旨在找出排水系统优化的策略,以期提高城市雨水管理和处理效率,减少环境污染。
二、城市雨水径流污染的特征1. 污染物种类繁多城市雨水径流污染涉及多种污染物,如重金属、悬浮物、有机物等。
这些污染物主要来源于城市地表径流携带的垃圾、油污等。
2. 污染程度地域差异显著不同地区的城市雨水径流污染程度存在显著差异,这主要受土地利用类型、气候条件、人口密度等多重因素影响。
3. 瞬时污染峰值明显在雨季,特别是暴雨天气时,雨水径流携带的污染物量巨大,短时间内进入城市排水系统,形成明显的瞬时污染峰值。
三、城市排水系统的模拟研究为准确了解城市排水系统的运行状况及优化方向,可采用先进的水文模型、水动力模型和综合模型进行模拟研究。
1. 水文模型的应用水文模型可以模拟雨水径流的生成、汇集和排放过程,分析雨水径流污染在不同地段的分布和变化规律。
2. 水动力模型的运用水动力模型则能更深入地分析排水系统的水流动态,包括流量、流速等参数,为优化排水系统设计提供依据。
3. 综合模型的整合综合模型则将水文模型和水动力模型相结合,能够更全面地评估城市排水系统的性能,为优化提供更全面的数据支持。
四、排水系统优化策略基于上述模拟研究,可采取以下策略对城市排水系统进行优化:1. 优化雨水收集系统通过科学布局雨水收集口,扩大收集范围,提高雨水收集效率。
2. 加强预处理设施建设在排水系统前端增设预处理设施,如格栅、沉砂池等,以拦截和去除部分大颗粒污染物。
3. 强化管网维护管理定期对管网进行清淤和维护,防止管网堵塞和破损,确保排水畅通。
4. 实施源头控制策略通过控制城市地表覆盖物的选择和使用,减少油污、垃圾等污染物的产生和排放。
5. 建立信息化管理系统通过建立信息化管理系统,实时监测和评估排水系统的运行状况,及时发现和解决问题。
第25卷 第6期2006年11月地 理 研 究GEOGRAPHICAL RESEARCHVol125,No16Nov1,2006
收稿日期:2006-02-20;修订日期:2006-05-22 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40131020,49801018);教育部高等学校骨干教师资助计划项目;中国博士后基金资助项目(2005037135) 作者简介:常静(1980-),女,山西晋城人,博士研究生。主要从事城市多界面环境过程研究。E-mail:cjing1221@1631com *通讯作者:刘敏(1964-),男,内蒙古自治区土左旗人,教授,博士,博士生导师。从事城市环境过程,环境地球化学与污染生态研究。E-mail:mliu@geo1ecnu1edu1cn
上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应常 静1,刘 敏1*,许世远1,侯立军2,王和意1,BalloSiaka1(11华东师范大学资源与环境科学学院教育部地理信息科学重点实验室,上海200062;21华东师范大学河口海岸科学研究院,上海200062)
摘要:选取上海市中心城区典型功能区监测降雨事件,研究降雨径流污染时空变化及初始冲刷效应。研究表明,上海中心城区路面径流主要污染物为TSS和CODCr,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多;总磷超出Ⅴ类水质标准两倍以上,氮素营养盐也有不同程度的污染。污染物含量在不同功能区之间显示出相似的分布趋势,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区情况较为良好。降雨强度是影响初始冲刷效应的主要因素,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区冲刷强度较弱;TSS和CODCr在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。关键词:降雨径流污染;时空分布;初始冲刷效应;上海中心城区文章编号:1000-0585(2006)06-0994-09
1 引言 城市化的高速发展使不透水地面面积迅速增加,形成了不同于自然地表的/城市第二自然格局0,对地表水文过程产生了深刻的影响[1]。在雨季特别是暴雨时期,降雨在不透水地面上迅速转化为径流,冲刷和挟带大量污染物质进入地表水体,形成典型的非点源污染,成为影响城市受纳水体水质下降及河口污染的重要因素[2]。美国EPA已在1993年将城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源[3]。在我国随着生活点源和工业点源的有效控制,非点源污染也已成为水体污染的主要因素之一,受到越来越多的关注和研究[4]。 国外从20世纪70年代起就对城市降雨径流污染及其控制展开了大量研究,在污染物
时空分布、初始冲刷效应(FirstFlushEffect)与径流模型开发等方面都取得了值得借鉴的成果[5~11]。我国在流域尺度上的非点源污染的研究与模型应用方面也成果颇丰[12],但对从城市区域尺度出发,以/不透水下垫面0为特征的城市径流非点源污染研究起步较晚,近年来才在北京、上海、西安等地相继开展起来,且内容多集中在径流污染物排放特征、污染指标相关性和负荷模型计算等方面[13~25],缺乏对污染物初始冲刷效应的定量研 6期常 静等:上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应995 究,涉及其机理分析的就更少。鉴于此,本文以上海中心城区为研究区域,引用国外研究中通用的降雨场次污染物浓度(EMC)及初始冲刷概念,定量研究降雨径流污染的时空分异特征及其初始冲刷效应,以促进我国城市降雨径流污染的研究,为非点源污染的控制与管理提供科学依据。
2 材料与方法211 研究区域概况 上海地势平坦,是典型的平原河网城市,属北亚热带季风气候,平均年降雨量为112216mm,70%的雨量集中在4到9月的汛期,平均每年发生暴雨311次,常造成水涝或市区积水[26]。上海城市化进程迅速,中心城区由包括普陀、卢湾、徐汇等在内的9个区组成,2002年不透水面积比例已达到75%以上[13]。目前,在苏州河整治工程已进入第三期,点源污染已初步控制的背景下,汛期尤其是暴雨径流对地表水体环境所造成的危害更凸现其严重性。212 采样点的选择
图1 上海中心城区降雨径流采样点位置Fig11 SkatchmapofsamplingsitesincentralShanghaiCity
作为一种典型的非点源污染,径流污染物主要来自大气降尘、交通行为、道路磨损、建筑活动等污染源。土地利用类型是影响地表径流污染的重要因素,如交通区路面沉积物与车辆交通行为、交通流量等因素有关,工业区路面沉积物与工业活动类型有密切关系。本文以上海中心城区为例,在分析其土地利用及功能区划的基础上,选择有代表性的典型功能区作为研究区域,根据道路雨水口设置特征,在每个功能区内分别遴选汇水面积在700~720m2之间的雨水口汇水区路面作为径流采样点,采样点位置与环境特征如图1和表1所示。表1 降雨径流采样点位置及环境特征Tab11 SamplingsitesindifferentfunctionareasofcentralShanghaiCity功能区采样地点环境特征交通区中山北路与长宁路交界城市内环线,交通流量(67774车次/12hr)商业区淮海中路与陕西南路交界传统繁华商业中心,客流量日均80万人次工业区桃浦工业区20世纪50年代建设的市级老工业区,以化学工业为主居民区华东师大一村20世纪70年代以来中等密度居民小区
213 样品采集与分析 降雨径流采样点设于道路雨水口,降雨产流开始即用2L聚乙烯瓶采集径流水样,时间间隔为5min,同时用自雨量计记录降雨强度。样品在规定的24h保存时间内,按照国996 地 理 研 究25卷家环境监测标准方法进行污染指标的测试[27],方法分别为:悬浮物(TSS)用0145Lm滤膜过滤,经103~105e烘干称重;重铬酸盐法测定化学需氧量(CODCr);纳氏试剂光度法测定氨氮(NH3-N);镉柱还原法测定硝酸盐氮(NO-3-N);N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定亚硝酸盐氮(NO-2-N);钼酸铵分光光度法测定总磷(TP)。实验误差均小于?10%。214 降雨特征与流量计算 以2004年3月21日和6月24日两场降雨为例分析污染物时空分布和初始冲刷效应,
降雨特征见图2。3月21日降雨前期干旱时间仅为1天,降雨强度较小且较为均匀,历时75分钟,总雨量为8184mm,平均及最大雨强为0168mm/5min和112mm/5min,由于当时采样条件所限,该次降雨仅采集了前50分钟径流水样。6月24日降雨为典型的暴雨,平均和最大雨强分别为216mm/5min和612mm/5min,总雨量27118mm,历时50分钟,前期干旱时间为6天。 由于汇水区域均为沥青路面,雨水满足填洼后基本全转化为径流,不考虑下渗损失,
且汇流面积较小,地貌、坡度类型相对一致,采用区域综合径流系数为019,雨水口径流量按国家室外排水规范中雨水管道系统合理化公式计算[25]:Q=<#F#q(1) 式中,Q为雨水口径流量(L/min),2);q为降雨强
度(mm/min);雨量特征及径流量数据如图2所示。
图2 典型降雨事件降雨-流量变化曲线Fig12 Rainfallhyetographsandpavementhydrographsfortworainfal-lrunoffevents
3 结果与讨论311 径流污染的时间变化 污染物的冲刷过程是一个复杂的动态过程,受降雨特征、污染物特征、路面状况等多
种因素的影响[6]。土地利用和降雨前期干旱时间长短决定了污染物的初始含量,而降雨强度则对冲刷过程影响较大[7]。 图3为两场降雨污染物浓度随时间的变化,可以看出,污染物浓度基本上随降雨时间
表现出下降趋势。由于3月21日降雨及流量变化相对较为均匀,因此其污染物浓度变化幅度也较小;而6月24日由于前期干旱时间较长,雨强较大,其污染物量普遍高于3月21日,浓度下降随时间变化也较为明显。以TSS为例,6月24日在4489~1108mg/L之间,3月21日为1876~775mg/L。图中也可以看出,由于6月24日降雨在30分钟时流量逐渐增大达到峰值,因此在此时间内污染物浓度也出现了一个较明显的上升阶段。总体而言,交通区污染明显高于其他区域,但波动性较大。 6期常 静等:上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应997 图3 径流污染物浓度随降雨过程的时间变化Fig13 Temporalvariationofpollutantsindifferentfunctionareas312 径流污染的空间分布31211 事件平均浓度(EMC)定义 在任意一场降雨引起的地表径流过程中,径流中污染物的浓度随时间变化很大,因此需要对一场降雨径流的污染负荷做出总体评价。美国环保局于1979到1983年间设立国家城市径流项目(NURP),核心内容即为提出/降雨径流事件平均浓度0(EventMeanConcentration),用来表示在一场降雨径流全过程排放中某污染物的平均浓度[2]。随后美国地质调查局(USGS)更新了EMC资料,被广泛地用于评估城市降雨径流污染负荷、管理措施有效性及其对受纳水体的影响[3]。EMC实质上是一场降雨径流全过程样品污染浓度的流量加权平均值,如下式所示:
EMC=MV=Qt0CtQtdtQt0Qtdt=Eni=1QiCiEni=1Qi(2) 式中,EMC为污染物降雨事件平均浓度(mg/L);M为整个降雨过程中总污染物含量(g);V为相对应的总径流量(L);t指径流时间(min);Ct指随时间变化的污染物含量(mg/L);Qt指随时间变化的径流速率(L/min);n指t时间段内径流取样次数;Qi指i次