北京校园区降雨径流产污特性及其对水环境的影响

城市降雨径流产生的非点源污染是城市水污染的重要来源。该文以北京清华大学校园区为例,研究校园区的降雨径流污染特征及其对水体环境的影响。选取校园内道路、屋顶和绿地等不同的下垫面类型,采用天然降雨径流取样和人工降雨实验相结合的方式,对降雨径流的水质进行了化验分析,得到不同下垫面的降雨径流水质特性。结果表明:屋顶和道路径流以氮素污染为主,绿地径流以总磷TP和化学需氧量COD污染为主;通过降雨前后河道水质检测,分析了地表径流对河流水体环境质量的影响;最后对比分析了绿化屋顶和普通屋顶的径流水质表明,绿化屋顶具有较好的减污效果。     

基于SWMM的城区雨洪模型模拟研究——以山西省孝义市城北区为例

为研究城市区域的雨洪规律以及城区下垫面透水面积的增加对于雨洪过程的影响,指导城市区域的防洪排涝工作,以山西省孝义市城北区为例,SWMM为工具,经过子汇水区的划分、管网概化、参数选择等过程建立了研究区的雨洪模拟模型,并利用该模型模拟了重现期为1、3,5、10a以及研究区下垫面不透水率分别为70％、60％、50％时的雨洪过程.结果显示：随着重现期的增加,城区雨洪径流峰值明显增加,但增幅逐渐减小;当下垫面透水面积逐渐增加时,径流峰值逐渐减小,但随着重现期的增大,其增幅减小.表明增加城区下垫面透水面积比率对于改善城市雨洪过程具有一定的效果.     

北京市道路沉积物的粒径分布及其污染特性研究

城市地表沉积物是雨水径流污染物的主要来源之一,选择北京市不同功能区道路作为研究对象,研究不同功能区道路沉积物的粒径分布和污染特性。研究结果表明:不同功能区沉积物粒径分布和单位粒幅粒径分布存在较大差异。其中,广场和居住区单位粒幅粒径分布呈现从小粒径到大粒径逐渐降低的趋势,其他功能区下垫面粒径分布和单位粒幅粒径分布呈现出的规律为:主干道道路与商业区类似,公园与学校类似。污染负荷方面,不同功能区沉积物污染负荷量大小变化顺序为:主干道道路居住区商业区公园学校广场,同时城市主干道沉积物污染负荷呈现明显空间分布特征,从城市中心区向郊区呈现逐渐升高的趋势。通过上述研究,以期为城市雨水径流污染控制和土地规划管理提供科学支撑。     

典型山地城市雨水径流污染负荷时空分布

为了了解山地城市雨水径流污染特征,选取坡度大、绿地比率高的典型山地区域,研究在各降雨等级条件下、不同下垫面的初期雨水污染物时空分布特性及不同污染物指标间相关性。结果显示：径流污染在降雨初期有最大值,其后各污染指标随时间变化迅速下降,且雨强越大趋势越明显;不同下垫面初期雨水径流水质优劣顺序为砖石>硬化铺装>绿地,不同雨强初期雨水径流水质优劣顺序为中雨>大雨>暴雨;研究区域内地表径流中总氮(TN)主要以溶解态输出,总磷(TP)则以颗粒态输出;绿地的产流中颗粒态氮磷要显著高于其他下垫面,暴雨下雨水径流中颗粒态氮磷也显著高于其他雨强;在不同雨强及下垫面条件下,悬浮颗粒物(SS)与高锰酸盐指数(COD_Mn)、TP、TN、溶解性总磷(TDP)、溶解性总氮(TDN)均高度正相关。说明山地型绿地存在一定水土流失情况,污染负荷较集中于初期雨水中,而且随雨强增大更加明显,SS对各污染物浓度的变化具有显著影响。因此,控制初期雨水中SS含量是降低山地城市雨水径流污染物含量的有效途径。     

济南城区降雨径流污染特征分析

通过收集济南城区代表性样点的降雨径流水样,分析了济南城区道路和屋面雨水径流中的COD、SS及TN等污染指标的浓度及输出特征变化规律及其主要影响因素.结果表明,济南城区雨水径流污染负荷水平较高,初期径流污染严重,主要是有机污染物污染和悬浮物固体污染,污染物浓度随降雨历时呈现规律性变化,并随下垫面以及周围环境的不同而存在一定差异.掌握城区降雨径流污染特征对合理开展径流污染控制和有效利用城区雨水资源提供依据.     

海绵城市雨洪控制中雨水径流水质变化规律分析

在充分利用水资源的理念下,对海绵城市某公司不同取样点的雨水水质进行检测。介绍了研究区域的详细情况,给出雨水采集方法、实验方法和水质指标检测方法。选择研究区域4个不同下垫面的屋面和路面作为雨水取样点,分析了雨水径流水质随降水时间的变化规律、雨水径流水质随降水强度的变化规律和不同下垫面影响下雨水径流水质变化规律。结果表明,降雨初期雨水污染程度较高,雨洪控制中衡量雨水径流水质指标含量相对较高;随着降雨时间的增加,水质逐渐好转并最终趋于稳定;短时暴雨和强度消耗时长降雨相比,径流污染负荷明显更高;舍弃前10 min的初期径流雨水后,水质明显更好,说明海绵城市雨水利用潜力很高,可作为第二水源。     

广州城区雨水径流非点源污染特性及污染负荷

以广州市新河浦社区部分排水区为研究对象,将研究区域划分为居住区、马路、草地3种典型下垫面,在各典型下垫面分别进行若干场雨水径流水质监测,主要分析雨水径流中的化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD5),以及总悬浮物固体(TSS)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮等污染物的浓度,探讨TSS和COD的相关性,揭示污染物的时空变化规律和径流的初期冲刷效应。基于暴雨径流管理模型(SWMM)建立了研究区域降雨径流非点源污染的模型,根据研究区域的水质监测资料率定模型参数,结果表明:水样中TSS和COD的相关性不明显;居住区、马路存在较为明显的初期冲刷效应,草地的初期冲刷效应不如居住区和马路明显;所建立的非点源污染模型具有较高的精度,利用该模型分别模拟不同重现期、不同降雨类型及不同下垫面类型的非点源污染负荷,所得负荷量结果较为合理,可以为城市雨水径流非点源污染的控制提供参考依据.     

城市雨水径流水质监测及影响因素

实现城市雨水资源化利用是改善城市生态环境的有效措施,雨水水质控制是现代城市雨水利用的重要组成部分和主要特征.通过对城区屋面雨水、院区雨水、市区道路雨水3种下垫面下的径流水质进行监测,分析了径流污染物随降水的变化过程,并对其影响因素进行了简要分析,同时提出了院区雨水水质控制措施,为城市雨水利用提供了决策基础.     

常州市不同下垫面污染物冲刷特征

为研究城市硬化下垫面降雨径流对污染物的冲刷特征, 选取常州市5类典型硬化下垫面, 采样监测2015年3-8月期间6场降雨径流及污染物浓度变化过程, 得到以下结果。1) 地面径流污染物EMC均值高于屋面径流; 地面径流SS和COD浓度超过水质标准Ⅴ类1.34倍和2.59倍; 屋面径流COD和TN浓度超过水质标准Ⅴ类1.8倍和 2.6倍。屋面径流中溶解态COD和TN分别占全量的72.78%和57.99%; 地面径流溶解态TN占全量的61.59%。2) 径流初期污染严重, 随着降雨过程逐渐降低, 最终趋于稳定。各下垫面污染物初期浓度从大到小依次为水泥地面、沥青地面、铺装地面、平屋面、斜屋面。冲刷过程中, 随雨强增大, 各下垫面污染物浓度升高, 呈波动式变化。各下垫面污染物均有冲刷初期效应, 下垫面初期冲刷强度从强到弱依次为平屋面、斜屋面、水泥地面和沥青地面。前期降雨强度越大, 污染物初期浓度越大, 初期效应越显著。降雨强度为大雨时, SS 浓度呈指数型衰减。降雨强度为小雨时, SS浓度先稳定, 随着降雨变密集开始逐渐减小。降雨强度为暴雨, 但降雨过程集中在中后期时, SS浓度呈先增大随后减小的趋势变化。3) 指数冲刷模型对屋面和水泥地面污染物径流冲刷模拟效果较好, 斜屋面、平屋面、水泥地面全量污染物冲刷系数分别为0.871, 0.765和0.025 mm⁻¹, 屋面冲刷强度远大于地面。斜屋面溶解态COD与颗粒态COD冲刷系数相近, 冲刷强度大。平屋面、水泥地面的颗粒态COD冲刷系数均大于溶解态COD, 颗粒态COD冲刷强度更大。     

基于海绵城市的厦门城市道路雨水LID系统研究

正引言目前,厦门正处在城市化快速发展的关键时期,城市建设规模和不透水面积急剧增加。城市道路作为城市主要不透水下垫面之一,占建设用地的比例甚至超过了20%。与此同时,传统管道排水方式导致道路排涝压力大、路面污染严重、雨水资源流失及生态环境破坏等突出问题,难以满足现代城市建设对生态和环境的需求。为了应对上述环境问题,美国提出了"绿色道路"概念,即模拟自然水文循环过程,应用不同低     

基于SWAT模型的锦绣川流域土地利用和覆被变化的水文响应分析

为了解决济南锦绣川流域土地利用变化显著的问题,保护济南泉水的重要补给区,研究流域土地利用和覆被变化的水文响应,构建建立SWAT模型所需的流域的土地利用数据库、土壤数据库以及2006—2012年的水文气象数据库,利用SWAT模型模拟流域径流过程并率定模型参数;通过遥感影像分析1988、1996、2002、2009、2014年夏季的系列土地利用和覆被变化,利用率定后的模型模拟降水条件相同而下垫面条件不同时的流域径流过程,定性评价流域土地利用和覆被变化的水文响应,并分析其影响因素。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟研究区的径流过程,具有较强的适用性;土地利用变化会引起流域年径流总量与年内流量过程的变化,1988—2002年及2002—2014年流域地表径流分别增加了0.92%、0.66%;水体、道路、居民点用地面积大幅增加与草地面积减少是流域径流变化的主要原因。     

城市饮用水源地周边城区不同类型地表径流污染特征

城市饮用水源地水质保障是影响城市供水安全和供水系统处理效能的重要因素,其周边城区的径流污染是威胁饮用水源安全的因素之一。为研究城市饮用水源地周边城区不同类型地表径流污染特征及对饮用水源地的潜在影响,以常州应急备用水源地德胜河周边城区的城市主路、快速路和建筑小区三处不同类型地表径流进行了现场监测,分析了不同地表径流的典型常规污染物、重金属和有机物污染特征。研究结果表明：城市主路、快速路、建筑小区的地表径流中COD（chemical oxygen demand）、TP（total phosphorus）、Pb、Cr、Zn的事件平均浓度超过《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中Ⅴ类水标准,地表径流直接排放将严重威胁饮用水源地安全;典型有机污染物石油类、苯酚、苯污染水平总体相对较低,对饮用水源地可能造成的潜在威胁相对有限。降雨量和降雨强度等降雨特征,地表类型、坡度等下垫面特征都会影响径流污染物初期冲刷的程度,且重金属与SS（suspended solids）呈现较为一致的初期冲刷规律。城市主路、快速路和建筑小区径流中常规污染物SS、COD、TN（total nitrogen）、TP的年污染负荷与其他城市同类型下垫面的年污染负荷基本一致,但Pb、Cu、Cr、Zn、Mn的污染负荷较高,将对应急备用饮用水源地德胜河的水环境质量造成严重威胁,迫切需要采取径流污染控制工程与管理措施,以保障饮用水源地水环境质量和城市供水系统安全。     

城镇化对径流的长期影响研究

由于城镇化水平的提高，地表状况的改变，不透水面积的增加，对径流的产生过程有很大的影响．选取浙江临安市南笤溪以上流域为例，利用L-THIA城市水模型对流域35年的日雨量记录进行模拟分析，确定城镇化地区降雨径流的关系，探讨了城市化对径流的长期影响，并在此基础上，模拟预测了城市规模扩大对流域径流的影响．研究结果表明，在相同雨量情况下，下垫面条件的变化是导致径流变化的主要因素，随着城市化的发展，径流深度和径流系数将会有显增加．     

降雨径流的多重环境效应研究

为探究地表降雨径流的多重环境效应,选择广州市某校园教学区路面、生活区路面和办公楼屋面3种下垫面对其降雨径流进行监测,分析了微生物量、微生物活性、氮磷以及悬浮颗粒物的变化特征,并探讨了下垫面和雨前干期对微生物的影响、径流中氮磷营养盐的赋存形态以及污染物间的相关性。结果表明：不同下垫面降雨径流的环境效应存在较大差异,应针对其特征制定不同的径流控制对策;下垫面和雨前干期是影响降雨径流中微生物的重要因素,屋面径流微生物量与微生物活性的事件平均浓度EMC是路面径流的3.04倍与2.19倍;溶解态氮和颗粒态磷是降雨径流中营养盐的重要输出形态,降雨初期氮磷污染物浓度较高,随降雨时间延长浓度逐渐下降并趋于稳定值;随降雨径流迁移的主要是小于100μm的颗粒物,相关性分析表明TSS与TP、COD_cr呈显著正相关,去除悬浮物是控制降雨径流污染的有效途径。     

降雨径流的多重环境效应

为探究地表降雨径流的多重环境效应,选择广州市某校园教学区路面、生活区路面和办公楼屋面3种下垫面对其降雨径流进行监测,分析了微生物量、微生物活性、氮磷以及悬浮颗粒物的变化特征,并探讨了下垫面和雨前干期对微生物的影响、径流中氮磷营养盐的赋存形态以及污染物间的相关性。结果表明:不同下垫面降雨径流的环境效应存在较大差异,应针对其特征制定不同的径流控制对策;下垫面和雨前干期是影响降雨径流中微生物的重要因素,屋面径流微生物量与微生物活性的事件平均浓度EMC是路面径流的3.04倍与2.19倍;溶解态氮和颗粒态磷是降雨径流中营养盐的重要输出形态,降雨初期氮磷污染物浓度较高,随降雨时间延长浓度逐渐下降并趋于稳定值;随降雨径流迁移的主要是小于100μm的颗粒物,相关性分析表明TSS与TP、CODcr呈显著正相关,去除悬浮物是控制降雨径流污染的有效途径。     

黄土高原城市化对侵蚀环境的负面影响及对策

阐述了黄土高原地区城市化现状,分析了城市化对侵蚀环境带来的负面影响主要有：城市基本建设使松散堆积物大量增加;各种工业固体废弃物及生活垃圾的随意堆放;大量排放未经处理的污水;城市坚实下垫面增加地表径流和水动力;使近郊区耕垦指数增大、植被覆盖度减小;使地质地貌灾害增多;结果强化了侵蚀环境,促进了土壤侵蚀。提出了转变观念,重视城市水土保持,做好规划,搞好协作,加强法制等防治对策。     

路表径流冲刷过程中透水沥青道路的污染物释放与截留特性研究

海绵城市的兴起使透水性机动车道路的需求大增.一方面,传统的沥青道路修建材料中含大量可挥发和可淋溶的有机物,在修建和使用过程中可能污染环境;另一方面,透水沥青道路为多孔结构,在使用中可能对下渗经过的路表径流中的污染物有吸附截留作用.为明确这两方面的规律,本文以苯酚和铅为研究对象,研究了新建沥青道路的污染物释放规律和使用中沥青道路对路表径流中污染物的截留作用.结果表明,新建沥青道路在路表径流下渗淋溶过程中有大量苯酚释放,而重金属铅没有检出;使用中的沥青道路对下渗经过的苯酚和重金属铅有一定的截留作用.因此,在沥青道路设计和施工中,应有针对性的改善材料成分和道路结构,以减少本身污染物的释放并加强对污染物的截留作用.     

路表径流冲刷过程中透水沥青道路的污染物释放与截留特性研究简

海绵城市的兴起使透水性机动车道路的需求大增.一方面,传统的沥青道路修建材料中含大量可挥发和可淋溶的有机物,在修建和使用过程中可能污染环境;另一方面,透水沥青道路为多孔结构,在使用中可能对下渗经过的路表径流中的污染物有吸附截留作用.为明确这两方面的规律,本文以苯酚和铅为研究对象,研究了新建沥青道路的污染物释放规律和使用中沥青道路对路表径流中污染物的截留作用.结果表明,新建沥青道路在路表径流下渗淋溶过程中有大量苯酚释放,而重金属铅没有检出;使用中的沥青道路对下渗经过的苯酚和重金属铅有一定的截留作用.因此,在沥青道路设计和施工中,应有针对性的改善材料成分和道路结构,以减少本身污染物的释放并加强对污染物的截留作用.     

面向复杂情景的SWMM水质参数敏感性分析

为了研究多种降雨情景下不同下垫面类型的水质参数敏感性,采用修正Morris筛选法解析了SWMM的水质参数敏感性总体特征,阐明了不同降雨强度和下垫面类型对水质参数敏感性的影响程度,揭示了各水质指标的高敏感参数分异特征。结果表明:高敏感及敏感参数数量及敏感性随降雨强度增大而增加,暴雨条件下道路和绿地水质参数敏感性水平显著升高,而降雨峰现时间滞后会导致部分高敏感水质参数的敏感性降低,敏感性从高到低依次为径流指数、最大积累量、冲刷系数、速率常数、半饱和常数；下垫面类型对高敏感及敏感水质参数数量的影响程度高于降雨条件；屋顶的敏感性参数数量及其敏感性总体较大,主要受下垫面面积占比和透水性影响,农田氨氮的径流指数敏感性显著高于化学需氧量、总磷、总氮,与肥料水解及氨氮流失过程有关。     

SWAT模型参数区域化在黄河源区的应用

利用多期土地覆盖数据,采用参数区域化方法,建立了SWAT模型主要参数与下垫面特征的关系。结果表明,采用下垫面变化后新的模型参数得到的径流模拟精度普遍高于人工试错法,且下垫面变化最大的年份(1995—1997年)径流模拟的Ens=0.793,R2=0.810,与人工调试结果(Ens=0.639,R2=0.641)相比,精度明显提高,模拟的径流过程更接近实测径流过程。