屋面初期雨水弃流装置的设计及试验

针对暴雨径流及屋面初期雨水水质较差,不能满足雨水利用的要求,采用初期雨水弃流的水质控制技术,设计了一种组合式屋面初期雨水弃流装置.根据雨水污染物冲刷的规律和降雨的强度,确定了所需弃流池的容积;设计中,将截留在弃流装置中的雨水由底部透水部件直接渗入地下;装置结构主要采用再生树脂复合材料,底部透水土工布主要采用骨料和粘结剂的合成材料.试验结果表明:弃流量为3mm时,该装置可以截留屋面初期雨水50％～70％的污染物,以SS、浊度、COD为主,最高的去除率分别达到74.95％,50.00％,60.90％;装置不需要进行雨后管理,只需进行定期维护.     

路面雨水水质特性及弃流试验

对10场典型降雨的路面雨水取样并检测,分析城市区域雨水径流的污染状况和水质变化规律.结果表明:降雨初期径流污染严重,路面初期雨水径流SS,COD,NH_3-N和TP最高质量浓度可分别达到410.00,282.40,11.18和1.20 mg·L~(-1);随着降雨的进行,污染物质量浓度逐渐下降,最后趋于稳定.在实地检测和理论分析的基础上,对路面初期雨水进行弃流工程模拟试验,初期雨水弃流量为3 mm时,路面雨水的COD,TP,SS和NH_3-N的削减率分别可达到48.15%,51.77%,56.91%和33.45%,可将初期雨水弃流作为路面雨水回用系统的一级处理,以改善不同降雨模式下的水质.     

北京市中心城区某沥青屋面和金属屋面径流污染特征

为评价不同类型屋面径流污染特征,通过2016～2018年雨季期间对北京中心城区某沥青屋面和金属屋面径流进行监测,分析其径流污染特征,并评价初期雨水弃流对径流污染的控制效果。研究结果表明,沥青屋面径流和金属屋面径流中化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮(NH+4-N)的事件平均浓度(EMC)均远高于《地表水环境标准》中Ⅴ类水的水质标准,总体略高于同类型屋面径流的相关研究报道;研究监测的6场降雨事件,沥青屋面径流中悬浮固体(SS)、COD、TP和NH+4-N的初期冲刷强度均高于金属屋面,在前期晴天数较高或降雨强度和降雨量较大时更为显著;通过提出的径流厚度和污染物排放率关系曲线方法,可定量评价不同初期弃流量对径流污染控制效果,金属屋面和沥青屋面径流弃流3 mm径流厚度后,可以有效控制(72. 75±20. 96)%和(80. 55±15. 94)%的SS污染负荷,以及(66. 91±21. 68)%和(85. 25±11. 28)%的COD污染负荷,弃流后径流污染控制效果较好;但按照3 mm径流厚度弃流后,仍不能一定保证弃流后径流中SS和COD浓度在国家相关规范要求的初期弃流后雨水径流污染物浓度范围内。     

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。     

杭州市城区不同土地利用类型降雨径流污染特征

城市土地利用方式是影响城区流域水质的主要因素,与水体水质之间存在相关关系,这种关系受到土地利用类型及其空间分布的影响。以杭州市为例,对不同土地利用类型的地表径流水质进行了监测,并对地表雨水径流污染物的出流规律,污染物的事件平均质量浓度(EMC),以及污染物负荷量进行了探讨。研究结果表明,在径流初期5～20min,地表径流污染物质量浓度大多达到较高值,随着降雨历时的延续,污染物质量浓度呈波浪状降低,直至趋于平稳,具有明显的初期冲刷效应;污染物年负荷量在不同用地类型之间的高低顺序为:交通区、工业区、商业区、居民区。     

环保型雨水口的分类模拟与效果评价

环保型雨水口是控制道路雨水径流面源的有效措施,特别是对初期雨水污染有突出的减控效果,在海绵城市建设中得到了广泛应用.由于环保型雨水口复杂的径流污染调控过程,目前尚缺乏合理和系统的模型概化手段,因而难以有效评估其径流污染调控效果.在全面梳理常见的环保型雨水口技术方案的基础上,将环保型雨水口概化分为弃流型、截流入渗型和人工填料型3类,考虑不同类型环保型雨水口复杂的径流调控与污染物削减环节,针对性地开展水量水质耦合模型构建,并利用设计降雨数据进行模型试算与效果评估.模型试算结果表明,该模型能够较好模拟均匀降雨、单峰降雨、双峰降雨和间歇降雨条件下的雨水口外排过程,满足水量平衡与污染物守恒.利用模型模拟能定量分离环保型雨水口不同环节的贡献,在此基础上评估了3类环保型雨水口径流调控与污染物削减的效果.相关成果能为环保型雨水口的规划设计与效果评估提供有效的模拟技术支撑,进而促进海绵型道路的推广应用.     

城市雨水处理与资源化利用研究

试验研究了青岛市黄岛区降雨历时内雨水水质的动态变化和采用沉淀、混凝和过滤等物化处理的效果.结果表明:初期径流(前30min)污染较重,应弃流;自然沉淀和过滤对COD的最大去除率为32.35%和52.65%,水质达到杂用水要求;混凝处理COD去除率仅30%左右,不宜采用.确定了以初期弃流-沉淀-过滤为主的适合屋顶、路面和绿地雨水收集、处理和利用的技术路线,并进行了效益分析.     

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。     

邯郸市街道雨水径流污染物变化规律研究

通过对邯郸市城区街道雨水径流水质的分析测定,发现城区雨水径流水质尤其是初期径流水质污染严重。影响雨水径流水质的主要因素有道路污染状况、路面材料、降雨量、降雨强度等。提出了改善雨水径流水质的建议。     

石家庄市多年降水分析及雨水利用研究

主要介绍了石家庄市的水资源短缺情况,通过对该市54年降水资料的分析,指出了实施城市雨水资源利用的重大意义和可行性,并结合雨水水质分析提出了石家庄市雨水利用的方法,即雨水初期弃流后,经过滤、沉淀、消毒进入储水池,用于绿化、洗车及喷洒路面等,该工艺可首先用在生活小区和机关事业单位。     

生物滞留池 城市雨水收集净化的新思路

生物滞留池不仅在改善雨水水质方面有较好的效果,而且可以有效减少城市道路表面的洪峰和径流。该文分析了城市道路雨水中主要污染物含量,并以道路雨水径流为研究对象,初步论证了生物滞留池用于城市道路绿化对道路污染物的削减效应。针对有利于城市水文和生态良好的城市道路雨水净化技术,提出了适合城市地区道路雨水利用模式,为建设水源涵养型城市的水文循环提供支持。     

上海市公路雨水径流中重金属的形态及分布特征

对上海市内环高架一段路面的5场降雨径流进行监测,分析了典型降雨-径流事件中固体颗粒物的粒径分布特征和各个颗粒粒径范围内重金属的含量.结果表明:径流中悬浮固体主要由粒径<250μm的颗粒组成;颗粒态重金属是径流中污染物输出的主要形态; SS和重金属都表现出了较强的初期冲刷效应.通过拦截路面径流初期20%～30%的径流量,能够去除路面径流中大部分的SS和重金属等主要污染物.因此,去除固体悬浮物是治理上海公路径流重金属污染的有效途径.     

上海高架道路径流污染特征及雨水资源化利用技术

通过调研和分析上海市典型高架道路的雨水径流污染特征及变化规律,发现颗粒物(SS)和化学需氧量(COD_(Cr))浓度较高,氮磷营养类物质和重金属污染相对较轻,并且初期雨水弃流有助于雨水净化和利用程度的提升。雨水水量供需平衡计算表明,上海高架道路的全年雨水收集量可以满足桥下绿化的全年用水需求,在综合分析现有雨水利用标准和规范的基础上,提出参照《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)确定雨水回用道路绿化的标准阈值。并对高架道路雨水净化处理的工艺要求提出几点建议。     

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.     

初始冲刷效应在农村雨水利用中的应用

通过理论分析暴雨径流初始冲刷效应的影响因素,提出在农村雨水利用中,通过控制集雨面的制作、加强集雨面的维护等措施,强化初始冲刷效应,以少量的初期雨水携带大部分的污染物,从而改善后蓄雨水水质。     

人工湿地技术削减雨水初期径流污染负荷研究进展

拟从技术特点、技术流程、技术原理、技术参数、技术使用中存在的问题以及技术的应用前景等方面对雨水初期径流污染人工湿地技术进行分析和描述.介绍了该技术在国内和国外的研究现状,并展望了其未来研究方向.以期为我国城市雨水初期径流污染控制工程提供参考依据.     

上海市屋面雨水水质监测与处理利用方法研究

通过对上海市屋面雨水水质监测,及对其污染主要影响因素与污染程度的分析表明,屋面材料、降雨历时、降雨强度及降雨量等是屋面径流雨水水质的重要影响因素.根据雨水水质特性,提出了适宜屋面受污雨水的物化与生态化处理利用方法与工艺.为城市雨水资源的利用提供了依据.     

城市绿地对雨水径流污染物的削减作用

采用模拟城市绿地和降雨系统装置研究城市绿地对径流雨水污染物的削减作用,通过对降雨过程及降雨后装置内土壤微生物数量、生化作用强度及土壤性质的分析,初步研究了城市绿地对雨水径流污染物的削减作用机理.结果表明：在2 h的降雨过程中模拟绿地对雨水中COD_Cr、氨氮、硝态氮、总氮和总磷的平均削减率分别为41.3％,44.1％,38.5％,38.2%和39.0％.随着降雨时间的延长,削减率逐渐降低.绿地系统对径流污染物的去除是生物与非生物共同作用的结果.在降雨过程中污染物的去除主要依靠土壤及植物根系的吸附、过滤和截流作用,降雨后的5～8 d内土壤微生物的生化作用最强,并且土壤有机质、总氮和总磷含量逐渐降低,主要进行的是微生物对吸附于土壤颗粒表面的污染物的分解作用.两周后总氮和有机质在土壤中还有一定的累积,总磷含量基本达到降雨前的水平.     

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.     

粉煤灰吸附处理初期雨水中总磷和化学需氧量的研究

初期雨水污染是雨水径流污染的主要贡献者。以粉煤灰和改性后的粉煤灰（MFA）为对象，研究其作为吸附剂时不同投加量、吸附时间、pH等条件下对初期雨水中总磷和化学需氧量（COD）去除的影响，确定最佳吸附条件，并对吸附结果进行数据拟合，建立吸附等温模型和吸附动力学模型。结果表明，MFA吸附效果明显提高，100 mL初期雨水中MFA投加量1.5 g、pH=8、吸附时间40 min时，对总磷的吸附效率可达93.83%；投加量1.0 g、pH=6，吸附时间40 min时，对COD的吸附效率可达77.66%。MFA吸附总磷的过程符合Freundlich吸附等温模型和二级动力学模型，吸附COD的过程符合Langmuir吸附等温模型和二级动力学模型。