第25卷 第6期2006年11月
地 理 研 究
GEOGRAPH ICAL RESEARCH
V o l 125,N o 16N ov 1,2006
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:cjin g1221@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 -m ail:m liu@geo 1ecnu 1edu 1cn
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
,Ballo Siaka
1
(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T SS 和CO D Cr ,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;T SS 和COD C r 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(First Flush Effect)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(EM C)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
Fig 11 Skatch map of sampling sites in central Shang hai City 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700~720m 2
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
Tab 11 Sampling sites in different function areas of central Shanghai C ity
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5m in,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(T SS)用0145L m滤膜过滤,经103~105e烘干称重;重铬酸盐法测定化学需氧量(COD Cr);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(T P)。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/5m in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27118m m,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),<为径流系数;F为汇水面积(m2);q为降雨强度(m m/m in);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
Fig12Rainfall hy et og raphs and pavement hydrog r aphs for two rainfal-l r unoff ev ents
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4489~1108m g/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
F ig 13 T empo ral var iatio n o f po llutants in different functio n a reas
312 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(Event Mean Concentration),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(U SGS)更新了EM C 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]
。EM C 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:
EM C =M V =Q t
0C t Q t dt Q t 0Q t dt =E n
i =1
Q i C i
E n
i =1
Q i
(2)
式中,EM C 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);C t 指随时间变化的污染物含量(mg /L);Q t 指随时间变化的径流速率(L/m in);n 指t 时间段内径流取样次数;Q i 指i 次
998 地 理 研 究25卷
取样时的径流速率(L /min);C i 指i 次取样时的污染物含量(mg /L)。在实际研究中,由于水质指标的监测是非连续性的,以5分钟为时间间隔,因此在计算过程中,以每个样品对应的径流量为权重,计算其污染物浓度的流量加权平均值作为污染物在此次降雨径流事件过程中的平均浓度。31212 典型降雨EMC 分析 应用上述方法计算以上两场降雨径流污染EM C 值分布,结果如表2所示。总体而言,上海中心城区路面径流主要污染物为TSS 和COD Cr ,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多,总磷超出Ⅴ类水标准两倍以上,氮营养盐也有不同程度的污染。6月24日TSS 、COD Cr 浓度高出3月21日两倍多,总磷也高出近一倍,而氮素营养盐污染水平差别不大。污染物在不同功能区之间显示出较为相似的分布特征,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区污染浓度值最低,这与图3污染物时间变化反映出来的结果相一致。
表2 上海中心城区降雨径流污染物EMC 值
Tab 12 EMC values of pollutants in different functions of Shanghai City
污染物浓度(mg/L)T SS COD Cr T P NH 3-N NO -3-N NO -2-N 2004-03-21
交通区8541988311640181210501870143商业区5701893851070137118201450117工业区3611441251490126110401250109居民区
901691001401440164016201242004-06-24
交通区26071736651771120213201340123商业区8281865111431137213401360105工业区8001373871570185115401710117居民区
7701752001430141110901230124平均值
交通区1731135574817051100521185016050133商业区699187544812501872158014050111工业区580190525615301555112901480113居民区
43017215014150142501865014250124国家地表水环境Ⅴ类标准
200
40
014
2
10
-
313 径流初始冲刷效应
图4 初始冲刷效应的定义图示(G eiger ,1987)
Fig 14 T he definition of first flush by Geig er (1987)31311 初始冲刷定义 在通常情况下,初
期雨水径流的污染物含量在整个径流过程中是最高的,这种现象被称为降雨初始冲刷效应[8~11]。为了使暴雨径流污染得到科学合理的管理控制,如何定量化表示初始冲刷就显得非常重要。对此,国外已经开展了大量的
研究,多采用Geiger 的定义[8]
,即以污染物的累积污染负荷与累积径流量的相关性为基础,以两者所形成无量纲累积曲线的发散来确定是否发生了初始冲刷。如图4所示,
45b 线(对角线)表示在整个降雨径流过程中污染物排放速度不变,称为平衡线。如果
污染物的无量纲累积曲线位于平衡线之上,
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999
则认为污染物排放大于径流输出,发生初始冲刷现象。相反当曲线位于平衡线以下,表示无初始冲刷效应。累积曲线与平衡线的偏差比例代表初始冲刷的强弱,在研究中多以/FF300,即30%径流量与此时所对应的污染物量之比来表示初始冲刷的强度[11],FF30值越大,说明冲刷强度越大。
31312典型降雨事件初始冲刷分析采用上述定义方法分析以上两场降雨径流污染初始冲刷效应,结果如图5所示。可以看出,两次降雨的初始冲刷效应有明显的区别。
图5不同功能区路面径流初始冲刷效应
F ig15Fir st Flush Effect s o f ur ban r oad runo ff po llut ion in different functio n a reas
图5(a)为3月21日不同功能区污染指标的初始冲刷分析。可以看出,各污染物浓度累积曲线发散度都很小,除商业区出现了微弱的初始冲刷效应外,其他污染物在各个功能区累积曲线都位于平衡线以下,基本上不存在初始冲刷效应。图5(b)为6月24日污染物初始冲刷,各功能区污染物累积曲线都位于平衡线以上,说明污染物在各个功能区都表现出了初始冲刷现象,计算其初始冲刷强度指数(FF30)值作进一步分析,结果如表3和图6所示。
表3典型降雨事件污染物初始冲刷强度(FF30)
Tab13Index values of First Flush Eff ect Intensity for two rainf al-l runof f events(FF30)强度指数(FF30)TS S COD C r TP NH3-N NO-3-N NO-2-N平均值2004-03-21交通区019270187701819019040184301883401875商业区11029110560196411146018640167501956
工业区01805018041102501948017680158901823
居民区01639110270199301995019980185101917 2004-06-24交通区11067112051113911253112721129011204商业区11903211391126511039113281112511467
工业区212221142311108019810192401933511265
1000地理研究25卷
图6典型降雨事件污染物初始冲刷强度(FF30)
Fig16Index values of F ir st F lush Effect Intensity fo r tw o r ainfal-l runoff events(FF30)
如表3及图6所示,3月21日降雨污染物冲刷强度基本上都小于1,而6月24日则普遍大于1;比较各功能区的污染物冲刷强度平均值可以看出,商业区高于居民区和工业区,而交通区较弱。
污染物在各功能区内部也表现出了不同的冲刷强度特征。交通区各污染物的冲刷强度值在1107~1129之间,变化幅度不大;商业区不同污染物之间冲刷强度则有较大变化,表现为TSS和COD Cr初始冲刷明显,强度值为119和211,而氮磷营养盐强度稍弱;工业区也表现出近似的特征,即T SS和COD Cr强度明显高于氮磷污染物,30%的径流中分别携带了近70%的T SS和30%左右的氮磷污染;居民区除总磷冲刷强度略低外,其他污染物都发生了较明显的初始冲刷,尤其是硝态氮,30%的径流携带了高于60%的污染物量。
由以上分析可知,降雨强度是影响初始冲刷强度的主要因素,但不是所有的降雨都会发生初始冲刷,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,交通区由于受交通行为扰动较大,其各污染物初始冲刷强度较弱且幅度较为接近;T SS和COD Cr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。综上所述,污染物在各个功能区之间的初始冲刷由于受多种因素影响而表现出了不同的分异规律,这就要求我们在进行非点源污染控制和径流处理工程时,应综合考虑降雨特征、土地利用类型及污染物种类等多方面因素,进行有针对性的治理,以提高工程效率。
4结论
上海中心城区路面径流主要污染物为T SS和COD Cr,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,交通区由于受交通行为扰动较大,冲刷强度较弱;T SS和COD Cr污染物在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷
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1001
污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。
在进行非点源污染控制和径流处理工程时,应综合考虑降雨类型、功能区类型及污染物种类等多方面因素,进行有针对性的治理,以提高工程效率。
由于降雨事件的随机性较大,野外采样工作很受限制,建议在今后的研究工作中加强自动采样仪器的应用,开展降雨径流污染的长期监测,以获得更多场降雨事件的污染物数据,更全面有效地反映径流污染特特征。
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1002地理研究25卷
Tempora-l spatial distribution and first flush effect of urban stormwater runoff pollution in Shanghai City
CH ANG Jing1,LIU Min1,XU Sh-i yuan1,H ou L-i jun2,Wang H e-yi1,Ballo Siaka (11Colleg e of Resour ces and Envir onment Science,L aborato ry of G eo gr aphical Infor mat ion
o f the M inistr y of Education,East China N or mal U niv ersity,Shanghai200062,China;
21Inst itute of Estuar ine and Coastal R esear ch,East China N orma l U niver sity,Shang ha i200062,China)
Abstract:Increased storm w ater flow and the com panying runo ff po llution are a direct result of ur banization and the co nsequent increase in the proportion of land ar ea under im pervious surface1Runoff fr om urban areas is often presum ed to be a sig nificant contributor to no n-point so urce(NPS)w ater po llution and has been identified as o ne of the major causes of the deterioration of the quality of receiving w aters1The objectives of this study w ere to in-v estig ate the char acteristics o f pollutants in storm ev ents,and the relatio nships between po llutant load and flow-r unoff patterns,and to analyze EMCs lo ading s of pollutants,and then reveal"First Flush Effect"of r oad runoff in different functions in Shang hai City1 Stormw ater quality and quantity were inv estig ated in urbanized catchments in the cen-tral Shang hai city in order to character ize tempora-l spatial distribution and Fir st Flush Effect of stormw ater runoff pollution1Sampling locations selected can be g rouped into fo ur sites w ith different land use categ ories(traffic,industrial,comm er cial and residential ar e-as)1Results of the sampling prog ram indicate that concentrations of to tal suspended so-l ids,T P,chemical ox ygen demand(COD Cr),ammo nia(NH3-N),nitrate(NO-3-N)and NO-2-N present in the runoff from these ar eas1
T he result indicates that the co ncentratio n of co ntaminants decreases w ith the increas-ing of flow time1And the pollutio ns variations in traffic ar ea are m ore com plex1Event mean concentrations(EM C)is defined as the to tal pollution load divided by total r uneff vo-l ume1T he results indicated that the main contam inants of road runoff are T SS and COD Cr 1The highest EM Cs ar e fo und in traffic area,then industrial and commercial areas1Res-i dential areas have the low est pollution level1T he relative m agnitude o f EMC in June is hig her than in M ar ch rainfall ev ent,especially fo r the co nstituents of T SS and COD Cr1 The fir st flush phenom enon m ay be defined as the initial period of storm water runoff during w hich the co ncentratio n of pollutants is substantially hig her than during later sta-g es1T he result indicates that the magnitude o f the first flush phenom enon w as found to be greater for high intensity rainfall events(June2004)and less for low-intensity o nes (M arch2004),and also g reater for som e pollutants(e1g1suspended solids and chemical ox ygen dem and)and less for other s1Acco rdingly,the m ag nitude o f the first flush phe-nom enon is characterized in the order o f comm ercial areas>residential w atershed>in-dustrial w atershed>traffic ar eas1
Key words:urban stormw ater runo ff pollution;tempora-l spatial distributio n;First Flush Effect;central Shanghai City
第二章 降雨径流相关预报 在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。 2.1 降雨径流相关图的形式 降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R =次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。这里介绍国内普遍使用的产流量与降雨量和前期影响雨量三者的关系，即R P P a ~~相关图。 图2-1 降雨径流相关图 使用R P P a ~~关系曲线进行净雨量计算一般有两种处理途径：一种是根据洪水初期的a P 值，把时段雨量序列变成累积雨量序列，用累积雨量查出累积净雨，由累积净雨再转化成时段净雨量序列；另一种方法是根据时段降雨序列资料直接推求时段净雨序列。第一种方法的缺点是在整个洪水过程中，使用一条 R P ~曲线， 没有考虑洪水期中a P 的变化。而后者的不足是，当时段取的过小时，一般时段雨量不大，推求净雨时的查线计算易集中在曲线的下段。两种方法的结
果存在差别，至于何者更接近实际也很难断言。 2.2 前期影响雨量a P 的计算 A P 由前期雨量计算，也称前期影响雨量，是反映土壤湿度的参数。其计算公式为 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则 )(11,,--+=t t a t a P P K P (2-1) 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则 1,,-=t a t a KP P (2-2) 式中：K 为土壤含水量衰减系数，对于日模型而言，一般地取85.0≈K ；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。式(2-1)和(2-2)为连续计算式。由于 ?????????+=+=+=+=--+---------) ()()()(,1,33,2,22,1,11,,n t n t a n t a t t a t a t t a t a t t a t a P P K P P P K P P P K P P P K P (2-3) 将式(2-3)各行逐一代入得到 )(,33221,n t n t a n t t t t a P P K P K P K KP P -----+++++= (2-4) 式(2-4)为向前倒数n 天的一次计算式。一般取15天既可满足计算要求。 用m I 表示流域最大损失量，在数值上等于流域蓄水容量。以mm 表示，通常mm 100~60≈m I 。当计算的m a I P >时，则以m I 作a P 值计算，即认为，此后的降雨量P 不再补充初损量，全部形成径流R 。 当计算时段长h 24≠?t 时，土壤含水量衰减系数K 应该用下式换算 N KD K /1= (2-5) 式中：t N ?=/24，KD 为土壤含水量日衰减系数，K 为计算时段是t ?小时的土壤含水量衰减系数。
城市初期雨水污染治理工程案例分析 发表时间：2019-07-03T16:26:13.010Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：蒋健陈奇良孙艳涛陈义飞邓洁[导读] 摘要：初期雨水逐渐成为城市水环境的主要污染源，具有历时短、强度大的特点。上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司合肥 摘要：初期雨水逐渐成为城市水环境的主要污染源，具有历时短、强度大的特点。以肥东县店埠河初期雨水污染治理为例，从初期雨水污染治理的标准确定、截流系统设计、初期雨水调蓄站设计等方面分析，为城市初期雨水污染治理提供建议和参考。 关键词：初期雨水；模型；智能截流；调蓄池 1背景 1.1排水现状 店埠河流域面积579.6km2，为南淝河最大支流。肥东县城位店埠河上游，规划建成区总面积57.99km2。肥东中心城区已形成合流制和分流制并存的格局，合流制地区主要集中在老城区。根据《肥东县城市雨水防涝综合规划（2015~2030）》，店埠河流域划分为26个子系统，汇水面积144.49Km2，建成区主要涉及店埠河西片、店埠河东片和横大路泵站低排区，总面积约16.93km2。 1.2城市初期雨水污染现状 根据考核要求店埠河水质目标为地表水Ⅴ类水质标准，目前，店埠河水质为劣Ⅴ类，主要超标因子为氨氮和总磷。随着点源污染治理的不断完善，肥东城区旱季污水已基本得到控制，初期雨水污染日益凸显。根据初期雨水监测结果，城区排口初期雨水中氨氮浓度8.43~66.5mg/L,总磷0.56~4.03mg/L。由于城市初期雨水污染在短时间内大量进入河道，对河道水质造成高负荷冲击，导致水质恶化，并在短时间内难以恢复。 2初期雨水污染治理思路 初期雨水污染属于非点源污染，具有较大的随机性、偶然性和广泛性。污染负荷随时空变化幅度大，研究、控制和处理的难度也大[1]。初期雨水污染治理源头措施主要包括低影响开放、地表清扫、管道疏通和非工程管理措施等[2]。过程措施包括截污纳管，利用下凹式绿地、植被缓冲带、雨水花园等对污染进行过程净化；末端措施主要有新建初期雨调蓄池、调蓄隧道和雨水净化湿地等。店埠河城区段的建设强度较大，可利用的土地少，综合比较分析近期主要采用在末端进行初期雨水截流调蓄，初期雨水通过接入污水处理厂处理达标后排放。 3初期雨水污染治理工程设计 3.1工程范围 店埠河上游为肥东境内城市面源污染最重的区域。本案建设范围为店埠河上游店埠河西片、店埠河东片和横大路泵站低排区，总面积16.93km2。 3.2截流标准 对店埠河（包公大道-横大路）段排口的汇水区域进行下垫面及管网系统分析，建立SWMM模型，模拟分析初期雨水污染特征。店埠河流域污染源调查尚未完成，参考十五里河流域治理工程，城市面源污染削减约40%可达到流域总量削减目标，通过SWMM模型模拟分析，当合流制地区截流8mm，分流制地区截流5mm时，城市面源污染削减约41.3%，可达到削减目标。据此核算，初期雨水截流调蓄总规模约7万m3，采用初期雨水调蓄池调蓄5万m3，初期雨水截流管调蓄2万m3。 图1SWMM合流制区域截流效率曲线 图2分流制区域截流效率曲线 3.2截流系统设计 对常用的堰槽式截流井、自控截流井、智能截流井比较分析如下：表1截流形式对比表
独创性声明 本人所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知, 除特别加以标注的地方外,论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本 文的研究工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处,由本人承担一切相关责任。 论文作者签名: 璺盈 刀弓年月/日 学位论文使用授权 本人作为学位论文作者了解并愿意遵守学校有关保留、使用学位论文的规定,即: 在导师指导下创作完成的学位论文的知识产权归西安理工大学所有,本人今后在使用 或发表该论文涉及的研究内容时,会注明西安理工大学。西安理工大学拥有学位论文的 如下使用权,包括:学校可以保存学位论文;可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文;可以查阅或借阅。本人授权西安理工大学对学位论文全部内容编入公开的数据库
进行检索。本学位论文全部或部分内容的公布包括刊登授权西安理工大学研究生学 院办理。 经过学校保密办公室确定密级的涉密学位论文,按照相关保密规定执行;需要进行 技术保密的学位论文,按照《西安理工大学学位论文技术保密申请表》内容进行保密附 《西安理工大学学位论文技术保密申请表》。 保密的学位论文在解密后,适用本授权。 论文作者签名: 如年彳月日 :刍玺导师签名:≮垄』叁坠摘要 煳聊~ 论文题目:城市雨水花园对雨水径流中污染物去除效果的研究 学科名称:环境工程 研究生: 田露 作者签名: :卫盈 指导教师: 贾忠华教授 导师签名:≮地垒 罗纨教授 导师签名:趾 摘要
城市化改变了下垫面条件,对雨水径流的水文过程及水质都带来了不同程度的负面影 响。为了在城市景观格局的限制下,尽量地减小这些负面影响,世界各国都在积极探寻城 市雨水处理的有效途径。本论文通过监测试验与实验室化学分析,从污染物浓度和总量削 减两个方面研究了雨水花园这一新型雨水处理系统对屋面雨水径流的处理效果,取得成果 如下: 、从至年对场降雨过程的监测结果表明,屋面雨水径流中总磷、硝氮 以及总悬浮物随降雨过程变化很大,其中降雨初期径流中,上述种污染物浓度较高:总 氮和氨氮的平均浓度基本都超过了地表水环境质量类水体标准,最大浓度是《地表水 环境质量标准》类水标准的倍左右:降雨后期总磷、硝氮的平均浓度在《地表水环境 质量标准》中类水体标准之内,而总固体悬浮颗粒物的平均浓度在《地表水资源环境 质量标准》中类水体标准之内。 、雨水花园对不同污染物的去除效果差别很大,其中对氨氮的去除效果最好,浓度
我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施 摘要：道路建设的迅速发展，路网水平的不断提高，可以有效地解决自然资源、劳动力、生产设施等生产要素相互分离的矛盾，促进社会经济与旅游事业的发展，对一个国家或一个地区的经济发展、社会进步和人民生活质量的提高等方面发挥着举足轻重的作用。雨水冲刷路面后，大气尘埃、尾气排放、固体垃圾等道路雨水径流污染问题日益严重，本文就组要对城市道路雨水径流污染状况及控制措施进行了简要分析。 关键词：城市道路；雨水径流污染；控制措施 引言 雨水径流一般通过下渗使雨水涵养地下水，补给地下水源。有时也可以通过间接利用的方式先收集雨水径流，并通过去除初期的雨水径流的方式储存雨水，再经过人工处理，生态技术处理等方法将这些雨水回用于景观冲洗等用水途径。这样可以有效减缓城市水资源缺失以及涵养地下水源的问题，给城市带来了发展的动力。 一、城市雨水径流污染的特征和影响 1、概述 我国城市雨水径流污染的研究起步较晚，20世纪80年代初率先在北京开展了有关研究，随后在上海、杭州、南京、苏州、成都等大中城市也逐渐开展了类似研究，一些城市雨水控制及利用技术也相继得以提出，同时取得了城市雨水径流污染物种类、污染物变化规律及其影响因素等方面的研究成果，为城市雨水径流污染的认识和控制奠定了较好的基础。 2、城市雨水径流污染特征 城市雨水径流污染物的来源复杂，一般来说，主要来自大气降水、道路径流以及屋顶径流冲刷等。由于不同城市雨水径流的实际发生过程受到下垫面等多种可变因素的影响,其所包含的污染物及其浓度也相应有所不同,但总体上看城市雨水径流污染大都含有碳氢化合物、SS和COD及一定的重金属和营养物污染物，而道路与屋顶径流是城市雨水径流污染的主要原因。 城市雨水径流污染一般受到以下因素的影响：（1）路面条件。道路的建设坡度可以影响汇流的时间，一般坡度越大，汇流时间越短，继而影响污染指数。（2）屋顶条件。屋顶面积可占城市总不可渗透表面的30 %以上,其对雨水径流污染的影响一方面源自城市大气降尘的积累,另一方面则源自屋面自身材质的影响。（3）降雨条件。降雨条件主要包括降雨强度、两次降雨的间隔时间、降雨量的大小等,一般来说，降雨强度越大，降雨时间间隔越长，降雨量越大产生的雨水径流污染越严重。
海绵城市建设在城市径流污染控制中的应用 发表时间：2019-09-17T09:02:43.497Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：杨威郭林春 [导读] 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文结合目前城市降雨径流污染的特点与实际情况，分析对比了国外水敏性城市理念与国内海绵城市建设理念，并在此基础上探讨了城市降雨径流污染的控制与治理技术，提出在海绵城市的建设中，通过渗透性铺装、生物滞留设施、城市绿地等海绵建设体，可以有效地兼顾城市降雨径流污染的控制，减小下游污水处理的压力，提高城市降雨径流的处理效率，为城市雨水管理体系的建立提供参考 河南鑫硕建筑工程有限公司河南商丘 476000 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文结合目前城市降雨径流污染的特点与实际情况，分析对比了国外水敏性城市理念与国内海绵城市建设理念，并在此基础上探讨了城市降雨径流污染的控制与治理技术，提出在海绵城市的建设中，通过渗透性铺装、生物滞留设施、城市绿地等海绵建设体，可以有效地兼顾城市降雨径流污染的控制，减小下游污水处理的压力，提高城市降雨径流的处理效率，为城市雨水管理体系的建立提供参考。 关键词：海绵城市；降雨径流污染；雨水管理 引言 近几十年来，中国经济的快速发展推动着城市化的进程，同时城市生态环境问题也逐渐凸显，致使我国经济社会发展面临着越来越大的生态环境压力．水是生态环境的重要组成部分，中国城市水环境日趋恶化，各种水安全、水生态、水资源等问题层出不穷，严重威胁到城市社会经济发展和人民生命财产安全．究其原因，主要是随着城市化进程的不断推进，城市下垫面透水性和排水模式也在不断变化，进而造成水资源循环以及排水的时、量、质的改变，最终体现为城市内涝、缺水以及水质恶化等一系列问题，给人民生活带来了极其不利的影响，严重威胁到城市的良性发展．因此，解决城市水环境问题已经迫在眉睫．从这些水环境通病可以看出，一方面我国城市水资源匮乏且分布不均，致使城市地下水位下降；另一方面，城市化带来的不透水面积增加导致城市雨水无法自然下渗，从而频繁引发城市内涝．因此，原有的城市排水理念以及排水设施已不能满足城市发展的需求．这些水环境问题是系统性、综合性的问题，亟需一个更为全面系统的解决方案．“海绵城市”理念的提出正是立足于这一背景，该理念试图通过对城市雨洪进行合理管控，使城市能够像海绵一样防蓄兼顾，从而在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性然而，在各城市推进海绵城市建设过程中，仍会面临不少的困惑和问题，直接影响试点城市的推行效率以及实施方案的合理性．因此，亟待全面系统地认识该理念，以期为后续建设提供导向．本文通过总结与提炼国内外海绵城市的研究进展，力求系统地展示这一研究领域的发展沿革、前沿动态与潜在风险，并对海绵工程对地表径流污染控制现状进行分析，为我国海绵城市的理论研究和建设实践提供参考与借鉴． 1现代城市径流污染现状 国际环保相关组织已经把城市中的径流污染看作是地表水质污染的关键因素，其是河流、湖泊、河口污染中的重要污染源。相关研究报告表明，城市中的径流污染会污染更多的水体，属于是世界性的问题。对比西方发达国家，中国城市中的径流污染问题也非常严重，依据相关报告中的内容，城市中的径流污染正在呈上升的趋势，在雨季其污染比例会更加严重。国内城市中的径流污染问题已经非常严重了，由于其在黑臭水体时并未引起人们的重视，人们对其所使用的治理方式也不正确。例如，国家环保部门已经出台了相关政策，制定了各地污水排放的标准，可是其在落实过程中却出现了问题。各级地方政府在相关政策的认知上欠缺该有的深度，未划分水环境维护监管过程中的轻重缓急，未认知到城市中径流污染管控的紧迫性。城市中的径流会对城市水环境与生态系统产生不可估量的影响，比如，一场疆域就能让城市中的水质恶化，而相关部门更是无暇对其进行有效的管控。所以，不管是城市含棉项目建设还是针对黑臭水里的有效治理，城市中的径流污染管控都是不容忽视的关键探究对象。 2海绵城市建设在城市径流污染控制中的应用 2.1植被过滤带 城市中的植被过滤带在渗透传输径流的过程中，可以使径流中的颗粒物得以沉淀，并对径流水质进行过滤，对中水污染物进行吸附，进而去除径流中的部分污染物。植被过滤带中的植物可以包括草、灌木、树木等，不同类型的植被将会起到不同效果的污染物去除效果。植被过滤带作为雨水径流的初步处置场所，其处理效果将直接影响到后续海绵体对径流的吸收容纳，因此，应当合理设计植被过滤带，使其能够有效地治理好暴雨径流，去除径流中的污染物。除上述基本措施之外，在建筑小区中，也可以采取适当的措施，尽量减少径流中的污染物携带量。首先对于建筑材料的选择，应尽量选择对径流水质影响较小的建筑外表面材料，包括屋顶以及墙体等材料。根据侯培强等学者的研究，表明不同屋面材料中，沥青屋面径流污染浓度最高，混凝土屋面径流污染浓度次之，瓦屋面径流污染浓度最低；其次，在小区内建设存储池以及净化设备，将雨水径流收集积蓄后经过沉淀、消毒等净化设备，使小区出水水质满足相应的要求。 2.2雨水弃流 初期雨水对地表冲刷，挟带着大量污染物质，所以初期雨水污染程度比较严重，处理成本相对较高，从经济角度综合考虑，把这部分初期雨水作放弃处理。通过弃流装置将第一部分需要弃流的雨水排出，雨水先流入弃流装置，经过透水混凝土排出。但由于透水混凝土的透水系数比较小，即透水量比较小，所以，装置中的水面会渐渐上升，浮球始终飘在水面上的，浮球会沿着一定的方向上浮，到一定程度后（此时弃流结束）将装置上进水口堵住。此后的雨水将流入检查井，进而向出水口流去。 2.3模型技术 降雨径流污染的程度与污染物的浓度与降雨雨量情况、水力条件等因素密切相关，因此在降雨径流污染的研究中，必然需要借助一些水文与水力学方面的模型技术，在结合水文条件、水力条件以及降雨径流污染情况的前提下，构建一个完整的模型，才能更好地模拟降雨径流污染在传输过程中的变化情况，从而更精确地构建海绵城市建设中的各个“海绵体”的位置以及体积情况。国内关于城市雨水管理模型的研究起步较晚，目前尚无通用的独立开发的成熟模型，主要引入国外模型进行研究，国内一些学者也开发了一些拥有自主知识产权的模型，但这些模型仅满足于开发者个人或团队使用，尚未商业化。目前，国内对于径流污染的水质模拟较多的以使用SWMM （StormWaterManagementModel）为主。SWMM作为一个相对开放的比较完善的城市暴雨供水管理模型，可根据降雨输入和系统特性等条件来模拟完整的城市降雨径流过程，包括地表径流和排水系统中的水流、雨洪调蓄处理，以及受纳水体模式和水质影响评价等。该模型对城市雨洪管理的模拟较为成熟，对雨水径流的水量水质模拟具有较为可靠的结果。但是，由于其模型输入文件为“.inp”格式文件，与CAD
第25卷 第6期2006年11月 地 理 研 究 GEOGRAPH ICAL RESEARCH V o l 125,N o 16N ov 1,2006 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:cjin g1221@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 -m ail:m liu@geo 1ecnu 1edu 1cn 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 ,Ballo Siaka 1 (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T SS 和CO D Cr ,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;T SS 和COD C r 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(First Flush Effect)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
第25卷 第6期2006年11月 地 理 研 究 GEOG RAPHICAL RESEA RC H V o l .25,N o .6N ov .,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@https://www.doczj.com/doc/95565197.html, *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 -m ail :m liu @geo .ecnu .edu .cn 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,Ballo Siaka 1 (1.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; 2.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T SS 和CO D Cr ,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;T SS 和COD C r 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”,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(First Flush Effect )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”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
雨水收集利用的总体规划及计算数据 根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》的规定：雨水储存设施的有效储水容积不易小于集水面重现期1—2年的日雨水设计径流总量扣除设计初期径流弃流量，本设计取一年。统计常州市年均降雨量1066.0mm，一年一遇日降雨量为46mm，本次设计水池容积计算取46mm。 1、车间二汇水面积为16752㎡，径流系数为0.9。 按照46mm降雨厚度计算，下垫面可收集雨水量为： W=10ΨH F （1.1）式中 W ——雨水储水池容积，m3 ； Ψ——雨量径流系数; H——设计日降雨量，mm/d ； F ——汇水面积，h㎡。 项目区域内一场降雨共收集雨水量为W： W＝16752×0.9×0.046＝693m3 按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度，本方案取2mm。初期雨水弃流量为： W1=16752×0.9×0.002＝30m3 一场降雨实际可收集雨水量为： Q = W – W1 =693-30=663m3 2、车间一汇水面积为9725㎡，径流系数为0.9。 按照46mm降雨厚度计算，下垫面可收集雨水量为： W=10ΨH F （1.1）式中 W ——雨水储水池容积，m3 ； Ψ——雨量径流系数; H——设计日降雨量，mm/d ； F ——汇水面积，h㎡。 项目区域内一场降雨共收集雨水量为W： W＝9725×0.9×0.046＝402m3 按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度，本方案取2mm。初期雨水弃流量为：
W1=9725×0.9×0.002＝17m3 一场降雨实际可收集雨水量为： Q = W – W1 =402-17=385m3 若同时收集车间一、二的屋面雨水，一次降雨约收集雨水1048m3。
初期雨水处理设施 【篇一：初期雨水收集池计算】 初期雨水收集池、事故池常见问题与对策一、初期雨水收集池 1、初期雨水收集池常见问题 化工企业初期雨水通常含有较高浓度的化学品、按照清污分流的原则，污染的初期雨水需进行分流收集妥善处理，后期污染程度较轻 的雨水进过简单预处理截留水中的悬浮物、固体颗粒杂质后，通过 雨水系统直接排入自然受纳水体。常见问题如下： 1) 初期雨水量计算和收集不科学，初期雨水收集池设计过大或过小； 2) 未设置初期雨水收集池或将初期雨水池与事故应急池混淆使用； 3) 污染汇流区设置不合理，部分可能产生跑冒滴漏污染且受降雨冲 刷的区域未考虑； 4) 将室内或地下区域以及人工清洗作业产生的废水视作污染的初期 雨水； 5) 雨污切换装置采用人工控制造成反应滞后，部分超标初期雨水溢 流外排； 6) 收集后的初期雨水后期未采取处理，直接外排。 2、对策： 厂区内雨水均进入废水处理系统；或雨污分流，且雨排水系统具有 下述所有措施：①具有收集初期雨水的收集池或雨水监控池；池出 水管上设置切断阀，正常情况下阀门关闭，防止受污染的水外排； 池内设有提升设施，能将所集物送至厂区内污水处理设施处理； 无法利用装置围堰、罐组防火堤控制事故液时，应关闭雨水系统的 出口阀门、拦污坝上闸板，切断防漫流设施与外界的通道,将事故液 排入中间事故缓冲设施；如果未设置中间事故缓冲设施，直接排入 末端事故缓冲设施； ②具有雨水系统外排总排口（含泄洪渠）监视及关闭设施，有专人 负责在紧急情况下关闭雨水排口（含与清净下水共用一套排水系统 情况），防止雨水、消防水和泄漏物进入外环境； 当区域排洪沟通过厂区时： ③如果有排洪沟，排洪沟不通过生产区和罐区，具有防止泄漏物和 受污染的消防水流入区域排洪沟的措施。当区域排洪沟通过厂区时： 1 ）不宜通过生产区；
白云致友汽车配件交易中心雨水径流控制
一、雨水径流量计算 建设前本项目占地面积47798m 2，下垫面主要为碎石路面、土路面和公共绿地。碎石路面占地面积12000m 2，土路面占地面积17198m 2，绿地占地面积18600m 2。 表1 建设前下垫面面积统计 建设前综合径流系数，计算公式如下： m ld ld kst kst fst fst S )F ()F ()F (''''''ψ?∑+ψ?∑+ψ?∑= ψ= 【12000x0.40+17198x0.29+18600x0.15】/47798=0.263 采用广州市暴雨强度公式，计算总公式： 750 .0)259.11() lg 438.01(427.3618++= t P q =357.5L/s.ha=0.357 L/s.m 2 1).设计重现期：P=5a 2).设计降雨历时：t=20min 3).地面综合径流系数：取Ψ=0.263 建设前雨水径流量为Q （jsq ），建设前没有雨水径流削减措施，因此Q d （jsq ）=0 Q （jsq ）= Q s （jsq ）-Q d （jsq ） =0.263x47798x0.357=4490L/s 式中：Q （jsq ）——建设前雨水径流量（L/s ）； Q s （jsq ）——建设前雨水设计流量（L/s ）； Q d （jsq ）——建设前雨水径流措施径流削减总量（L/s ）。 建设后下垫面主要为透水地面、绿地和不透水地面。透水性人行道、露天停车场、铺装地面面积8184m 2，绿地占地面积18600m 2，硬屋面硬化面积9500m 2，非渗透车道路面7000m 2。
第36卷第8期2015年8月 环境科学ENVIＲONMENTAL SCIENCE Vol．36，No．8Aug．，2015 重庆市典型城镇区地表径流污染特征 王龙涛1，2，段丙政1，2，赵建伟1，2*，华玉妹1，2，朱端卫 1，2 （1．华中农业大学资源与环境学院生态与环境工程研究室，武汉430070；2．农业部长江中下游耕地保育重点实验室， 武汉430070） 摘要：以重庆大渡口区建胜镇为典型区域，选取水泥瓦屋顶、石棉瓦屋顶、水泥平屋顶、居民区水泥路面、餐饮沥青路面、油库沥青路面等不透水下垫面和附近一条合流制溢流渠为采样点，研究了城镇地表径流中营养性污染物和重金属排放特征．结果表明，路面径流中TSS 、COD 、TN 、TP 平均质量浓度为（1681.2?677.2）、（1154.7?415.5）、（12.07?2.72）、（3.32?1.15）mg ·L －1，普遍高于屋面径流污染物平均质量浓度：（13.3?6.5）、（100.4?24.8）、（3.58?0.70）、（0.10?0.02）mg ·L －1．不透水地表径流中，TDN 、TDP 分别占TN 、TP 的62.60%?34.38%、42.22%?33.94%．与中心城区相比，本城镇地表径流污染物质量浓度一般较高．合流制溢流中， TSS 、COD 、TDN 、TN 、TDP 、TP 为（281.57?308.38）、（231.21?42.95）、（8.16?2.78）、（10.60?3.94）、（0.38?0.23）、（1.51?0.75）mg ·L －1，重金属质量浓度均未超过地表水环境质量Ⅴ类标准．合流制溢流中大部分污染物存在初期冲刷效应，而TSS 的初期冲刷效应较弱．合流制溢流中， COD 、TP 与TSS 都具有显著正相关关系，NH +4-N 和TP 、TDP 、TN 、TDP 之间呈显著正相关关系，而NO － 3- N 和其它指标都呈负相关关系．关键词：城镇地表径流；营养性污染物；重金属；合流制溢流；初期冲刷 中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：0250-3301（2015）08-2809-08 DOI ：10．13227/j．hjkx．2015．08．011 收稿日期：2015-01-26；修订日期：2015-03-24 基金项目：国家自然科学基金项目（41371452， 40901264）；国家水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07307-002） 作者简介：王龙涛（1989 ），男，硕士研究生， 主要研究方向为城市面源污染与控制， E-mail ：wanglongtaoxyz@qq．com *通讯联系人，E-mail ：jwzhao2@163．com Pollution Characteristics of Surface Ｒunoff of Typical Town in Chongqing City WANG Long-tao 1，2，DUAN Bing-zheng 1，2，ZHAO Jian-wei 1，2*，HUA Yu-mei 1，2，ZHU Duan-wei 1， 2 （1．Laboratory of Eco-Environmental Engineering Ｒesearch ，College of Ｒesources and Environment ，Huazhong Agricultural University ，Wuhan 430070，China ；2．Key Laboratory of Arable Land Conservation （Middle and Lower Ｒeaches of Yangtze Ｒiver ），Ministry of Agriculture ，Wuhan 430070，China ） Abstract ：Six kinds of impermeable underlying surface ，cement tile roof ，asbestos roof ，cement flat roof ，residential concrete pavement ，asphalt pavement of restaurants ，asphalt pavement of oil depot ，and a combined sewer overflow canal in the Jiansheng town of Dadukou district in Chongqing city were chosen as sample plots to study the characteristics of nutritional pollutants and heavy metals in town runoff．The research showed that the average mass concentrations of TSS ，COD ，TN ，TP in road runoff were （1681.2?677.2）， （1154.7?415.5），（12.07?2.72），（3.32?1.15）mg ·L －1 ，respectively．These pollutants were higher than those in roof runoff which were （13.3?6.5），（100.4?24.8），（3.58?0.70），（0.10?0.02）mg ·L －1，respectively．TDN accounted for 62.60%?34.38%of TN ，and TDP accounted for 42.22%?33.94%of TP in the runoff of impermeable underlying surface．Compared with the central urban runoff ，town runoff in our study had higher mass concentrations of these pollutants．The mass concentrations of TSS ， COD ，TDN ，TN ，TDP and TP in the combined sewer overflow were （281.57?308.38）， （231.21?42.95），（8.16?2.78），（10.60?3.94），（0.38?0.23）and （1.51?0.75）mg ·L －1 ，respectively．The average levels of heavy metals in this kind of runoff did not exceed the class Ⅵlevel of the surface water environmental quality standard．Most pollutants in the combined sewer overflow had first flush．However ，this phenomenon was very rare for TSS．There was a significant positive correlation between TSS and COD ，TP in the combined sewer overflow．And this correlation was significant between NH +4-N and TP ，TDP ，TN ，TDP．However ，a negative correlation existed between NO － 3-N and all other indicators．Key words ：town runoff ；nutritional pollution ；heavy metal ；combined sewer overflow ；first flush 随着城市化日益加快， 不透水下垫面的面积迅速增长，直接增加了城市面源污染的输出负荷．城市 化与洪峰形成时间具有线性关系［1］，增大了洪峰风 险．城市地表径流含有大量的TSS 和大肠杆菌［2］ 、 可溶盐［3］、营养物［4］、重金属［5］ 等污染物，大量研 究表明这些物质降雨时被冲刷进入水体，造成严 重的水体污染 ［6，7］ ．但这些研究成果大多在中心城区展开，城镇地表径流的研究还较为缺乏．国内外 一些学者已开展了一些城镇街尘污染研究，街尘 中重金属的累积分布 ［8］ 、粒径效应［9］、重金属污 染特性［10］ 等研究都取得了一定成果，这为城镇地表径流研究提供了良好基础．目前我国中心城区 是3.6万km 2，县城的建成镇达1.65万km 2［11］ ，城
降雨径流污染问题研究 随着点源污染的逐步控制,人们逐渐认识到非点源污染的严重性.国外历史经验告诉我们,即使将点源污染降低到零,污染依旧存在.未加控制的地表径流就相当于污水. 非点源污染是指在降雨径流的冲刷和淋溶作用下，大气、地面和土壤中的溶解性 或固体污染物质(如大气悬浮物，城市垃圾，农田、土壤中的化肥、农药、重金属，以及其他有毒、有害物质等)，进入江河、湖泊、水库和海洋等水体而造成的水环境污染 (黄虹2004,2,13).该定义说明了降水是非点源污染的动力因素,而地表径流则是非点源污染的载体. 在城市中,非点源污染已经成为影响城市环境质量的第二大因素.它的污染物按作用大小依次为地表沉积物,大气沉降物,水土流失物和下水道沉积物及合流制排水系统溢出来的污水.地表沉积物包括人们日常生活中乱丢的垃圾,路上的粉尘以及汽车排出的尾气.大气沉降物指降尘以及降雪降雨降雾等湿沉降.研究表明!在屋顶产生的径流里10%~25%的氮、25%的硫和不到5%的磷来自降雨!而在街道商场的停车场!商业区和交通繁忙街道产生的径流中几乎所有氮、16%~40%的硫和13%的磷来自降雨(陈玉成 2004,6).水土流失物来源于人们对于地表的破坏.原地貌的消失又加速了地表的侵蚀. 在一年内，至少有20％的降水径流污染来自排水系统，而对于次降雨，特别是短历时、高强度的降雨排水系统对径流污染的贡献可能达到50％以上(李立青 2006,3). 影响城市非点源污染的因素有降雨,土地利用方式,地面清扫情况和城市排水系统.随着季节和天气的变化,大气污染物的浓度有很大的差异. 降水对空气中的污染物有淋洗作用,一般污浊的空气经过一场雨后都会非常的清新.所以降雨的时机就影响了径流初次冲刷后的污染物浓度.同时,降水又对污染物有稀释的作用,降雨强度和降雨历时共同决定了雨量.降雨强度还影响着对于地面冲刷的程度.土地利用方式决定着污染物的类型和总量.一般工业区和交通要道的污染要相较于居民区严重一些.非点源污染物以晴天积累、雨天溶出的方式在降雨径流的挟带、运移作用下，通过地表径流进人受纳水体(郑涛 2006,2),地面清扫的频率就会影响晴天所累积的污染物总量.目前的清扫设备对粒径<3．2ram的尘土效率很低或根本无效。尽管如此，清扫时提高水质的效果还是明显(庄源益 1994,10)的.城市排水系统有五类的,他们的截污量有很大的不同. 城市地表径流存在随机性以及面源污染和点源污染相结合的特点.这是因为影响他的因素有很多,任何一点的变化都会引起整体的变动.
（2）地表径流污染物 本产业转移园规划区内已开发的区域为华鸿铜业，面积为20公顷，未开发面积为 407.57公顷。 根据历史气象资料统计，园区所在区域多年平均降雨量为22l6mm，径流系数按《环境影响评价技术导则—地表水环境》（HJ/T 2.3-93）中表15的推荐值，硬化地面（道路路面、人工建筑物屋项等）的径流系数可取值 0.80，其它绿化地面（草地、植被地表等）的径流系数可取 0.18。地表径流量估算公式如下：Qm103C Q A（3-1）式中：Qm——降雨产生的路面水量，m3 /a； C——集水区径流系数； Q——集水区多年平均降雨量，mm； A——集水区地表面积，m2。 通过地表径流量估算公式计算，可得目前园区地表年径流量，见表3-18。 表3-18不同类型区域地表径流量 地表类型 已建成区 未建成区 合计地面面积（ha） 20.0
407.57 427.57径流系数 0.80 0.18 ——地表径流量（万m3/a） 35.46 160.44 195.90对于地表径流中水污染物浓度参数选取，可类比《面污染源管理与控制手册》（科学普及出版社广州分社），具体取值见表3-19。一般来说，面源污水大部分的污染物出现在降雨前15分钟初期的雨水中，假定降雨集中在一年中的150天，每天连续6小时的降雨，6小时降雨的前15分钟为初期降雨，计算得出一年中的初期降雨总径流量为 8.16万m3 /a。 表3-19不同类型区域地表径流中水污染物浓度参数单位： mg/L污染源 农田径流 xx径流BOD57 30COD 80 20～600总氮93～10总磷 0.02～
0.6对于园区已建成区水中污染物的浓度可参考城市暴雨水，未开发区域可参考农业耕地雨水径流中水污染物的浓度，结合表3-19，计算本工业园区地表径流量，见表3-20。 表3-20工业园现状地表径流中主要水污染物排放负荷单位： t/a地表类型 已建成区 未开发区 合计初期雨水径流量 （万m3/a） 1.48 6.69 8.16BOD5 0.44 0.47 0.91COD 4.58 5.35 9.93总氮 0.10 0.60 0.70总磷