前期晴天时间对城市降雨径流污染水质的影响

域大小与地面坡度特征以及前期晴天时间等因素是 影响污染物负荷的重要变量
［’］
& T2BAII 等
［%］
发现多
数营养盐和重金属与最大降雨强度均有一定的关 系 & 美国著名的 3XTT 模型认为前期晴天时间对污 染物的 ?T1 影响显著， 但其他模型诸如 T43YF+4
［;， ［ ］ :］ 则没有考虑此因素的影响 位 & G@ONAI 9 研究表明，
［! > )］ 雨径流污染存在一定的关系 强度、 流 & 降雨量、 ［"］
时间是影响城市降雨径流污染水质变化特征的一个 重要水文变量， 但是， 不同地区的气候特征、 大气污 染状况、 风速以及人类活动的方式和强度的不同， 使 得前期晴天时间对于晴时地表污染物的累积和雨时
［"#］ 径流水质变化特征的影响较为复杂 ， 在不同的气
!& 期
边博： 前期晴天时间对城市降雨径流污染水质的影响
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平均降水量在 ! "#" $$ 左右 % 目前， 已形成商业区、 居民区、 河滨公园、 交通主干道等土地功能区布局 （见图 !） 旁边有交通干道； 居 % 商业区位于市中心， 民区为老住宅区， 区内道路为临时停车场； 河滨公园 处于老城区， 毗邻城市交通要道； 选取市区重要的主 干道： 解放路、 中华路和电力路作为交通繁忙区， 研 究分布图及环境特征如图 ! 和表 ! 所示 % !"# 研究期监测降雨的基本特征 共收集 &" 场降雨， 所选土地 &""’ 年试验期间， 利用类型完整的样品数量只有 !& 场， 这主要是由于 降雨发生的随机性影响， 很多时候由于条件的限制， 采集的样品都不符合试验的要求， 表 & 是试验期间 典型降雨的基本特征， 是主要降雨特征的统计结果， 根据对降雨基本特征的统计分析， 试验期间的降雨 可以反映镇江市区的降雨量分布和 & 次降雨间隔时 间的分布特征， 城市水文过程的这些特征决定了其 对于城市地表的冲刷强度大， 携带污染物的能力强， 是城市降雨径流污染形成的主要水文条件 %
城市降雨径流污染已成为城市水质恶化的主要 在整个径流过程中会受到诸多因素的 原因之一 ， 影响， 包括大气的污染状况、 前期晴天时间天数、 降 雨特征、 城市土地利用类型、 大气污染状况、 地表清 扫状况等， 这些因子对于径流城市地表污染物的变 化特征产生重要的影响 & 城市径流污染具有晴天累积、 雨天排放的特征， 随着晴天累积天数的增加， 城市地表可被降雨径流 冲刷的污染物增加， 增加了降雨径流的污染潜力， 因 此， 前期晴天时间反映地表污染物的累积程度， 同降
表! :,;86 ! 功能区 交通繁忙区 居民区 河滨公园 商业区 位置 电力路、 解放路 西柴院 古运河 斜桥街 ()*% ! 降雨径流研究区位置及环境特征 图! 研究区分布示意
+,- ./ 01234 ,56,0 ,73 0,$-8)7* 8.9,1).70
<,$-8)7* 0)160 )7 3)//65671 /2791).7 ,56,0 ./ 96715,8 =>67?),7* @)14 区域面积 A>$& " % &B " % B’ " % BG " % B" 表# :,;86 & 环境特征 平均车流量 ! CBD 辆 A>， 大型车辆所占比例 !D % ’E 人流量 ’F! 人 A>， 平均交通流量汽车 !&! 辆 A>， 摩托车 B"’ 辆 A> 平均人流量 BD’ 人 A> 平均人流量 & F’! 人 A> 典型降雨的基本特征
于美国路易斯安那州新奥尔良地区城市高速公路流 域重金属污染负荷在低径流降雨事件中随着干期时 间的增加， 污染物浓度呈上升趋势 & 可见， 前期晴天
收稿日期： 修订日期： !##98#"8#’； !##98#!8!’ 基金项目： 国 家 水 体污 染 控 制与 治 理 科 技 重 大 专 项 （ !##:.6#;"#"8 ； 江苏省科技厅太湖专项 （ <=!##;;))） ##!） 作者简介： 边博 （"9;; > ） ， 男， 博士研究生， 主要研究方向为城市降雨 径流污染， ?8*@AB： 0A@/0C"D "%$ & EC*
（前期晴天时间） 是影响城 & 次降雨的间隔时间 市径流污染物负荷的重要变量 % 可通过前期晴天时 间同径流污染的关系反映城市中人类活动对于地表 径流污染程度的影响 % 由于只有一定的降雨量才能
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环
境
科
学
"’ 卷
雨统计资料表明， 该年中 ! 次降雨间隔时间的分布 特征见表 "， 可以看出镇江市 #$% 的径流污染物发 生前的 道 路 地 表 沉 积 物 的 晴 天 积 累 时 间 在 &’ ( 以下 )
降雨日期 &""’M"FM"G &""’M"FM!& &""’M"FM&! &""’M"’M"B &""’M"’M&D &""’M"#M"’ &""’M"#M!G &""’M"#M&F &""’M"DM"’ &""’M"DM!G &""’M"DM&& &""’M"GM"&
降雨量 ! A$)7 &" % & !D % &! &’ % B B" % & !F % ! &" % D &’ % # BC % & &’ % ’ C! % & CF % G C’ % D
表! *+,-. " 镇江市两次降雨间隔的频率分布特征 /0.12.345 (67806,28693 9: 638.0;+- 0+63:+-- 63 <=.3>6+3? 发生频率 @ % !’ "! &E && &’ E D &’’ 降雨次数 @( ・ +A& C &" # D F " ! F!
该部分粒径颗粒物在地表沉积过程中重新得到补 充， 晴天数增加， 该部分粒径补充越充分 ) 同时， 地表 沉积过程也是细颗粒 Q F’ ! H 随着晴天天数的累 积， 细颗粒物质受交通行为和风力扰动影响较大， 通 过再悬浮方式进入大气， 二次降雨的发生， 该部分粒 径随降雨的淋洗重新进入径流， 从而使得径流中 Q F’ ! H 颗粒物体积分数逐步增加， G F’ ! H 的颗粒物 在径流中随前期晴天时间的变化规律与上述情况 相反 )
中图分类号： 6’!! 文献标识码： （!##9） 7 文章编号： #!’#8$$#" "!8$’!!8#’
Hale Waihona Puke Baidu
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@>,5,9165)01)90 ./ 5,)7/,88 6H6710 0,$-863 平均雨强 ・ # A$$ >I! D%B ’%D !B % F !& % ! ’%& D%& G%’ !& % F #%D !" % B !G % ! !F % & 最大雨强 ・ # $,J A$$ >I! !C % & !D % ’ BF % B B& % G !’ % ! &" % B &B % ! B" % & &F % F &" % B! FB % ’ C’ % ’ 前期晴天时间 （ KLL） A3 !" B G !& &F D !B ’ !! G B & 样品数 !D !D !D !D !D !# !D !’ !F !D &! !&
候区晴天累积与降雨特征对径流污染的耦合作用不
［""］ 同 ， 有待于进一步研究 & 因此， 本研究中在采集镇
江地表径流水样的基础上， 分析前期晴天时间对于 径流中颗粒物的粒径分布、 污染物浓度， 以及污染物 形态变化的影响规律， 从而为城市降雨径流污染的 管理和管理技术的选择提供参考 & < <=< 材料与方法 研究区域概况 镇江位于长江三角洲顶端， 长江和京杭大运河 在此交汇 & 市区人口 ’: 万， 年平均温度 "’Z’[ ， 多年
前期晴天时间对城市降雨径流污染水质的影响
边博
（江苏省环境科学研究院， 南京 !"##$%） 摘要： 识别影响城市降雨径流污染的主要因子是城市降雨径流污染治理和管理的前提和基础 & 为此， 从 !##% 年 ’ 月开始， 选择 镇江具有代表性的土地使用类型监测城市地表径流水质， 分析前期晴天时间对城市地表降雨径污染物的影响 & 结果表明， 随 着前期晴天时间的增加， 径流中粒径 ( )# ! 径流中主要水质参数 （ +,、 * 的颗粒物粒径体积分数增加； +-、 ./、 -0、 12、 +33 和 与前期晴天时间呈显著正相关， 初期地表径流中溶解态污染物增加， 说明前期晴天时间是影响城市径流污染浓度和形态 145） 的主要因子， 从而为城市降雨径流污染的控制和治理提供科学依据 & 关键词： 城市降雨径流； 前期晴天时间； 显著正相关； 主要因子
降雨历时 " A> &%F B%! &%’ &%# &%D B%B B%F &%# C%& B%D &%B B%!
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研究期前期晴天时间分布特征
产生地表径流， 从而形成有效冲刷， 径流污染物随径 流的携带而迁移， 因此对于形成一定径流的降雨量 之间的间隔时间才能是有效的降雨间隔时间， 本研 究定义 & 次降雨间隔时间为降雨量 N D % " $$ 降雨 间隔的时间， 以天数来表示 % 根据镇江市 &""’ 年降
\CB& $#， ,C& "! 环 境 科 学 !##9 5KE& ， ?,\F]4,T?,+7^ 31F?,1? ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 第 $# 卷第 "! 期 !##9 年 "! 月