典型海绵工程单项措施的污染物减排效应分析

以我国海绵工程实施较早、规模较大的池州市的典型海绵工程单项措施(雨水花园、植草沟)为研究对象,通过跟踪监测已实施海绵工程改造和未实施改造的两个居民区内径流雨水水质,探究海绵工程改造对居民区径流污染的减排效应.结果表明:改造后小区出水污染物浓度显著低于未改造小区;雨水花园较植草沟出水污染物浓度更低,水质更稳定.最后对雨水花园和植草沟的技术经济指标进行了分析.     

城市街谷内流场及污染物的实测分析

目的研究街谷内污染物质量浓度的日间变化规律和空间分布特征,温度和车流量与街谷内污染物质量浓度的关系,以便于分析城市绿化灌木对街谷内大气环境的影响.方法根据沈阳市典型街谷内的实测数据,采用ORIGIN软件分析沈阳市可吸入颗粒物的空间分布特征及其与风速、温度、车流量等要素的相关性.结果实测条件下街谷内的污染物分布受多种因素的影响,污染物质量浓度日变化呈现一定的规律性,峰谷值周期性出现;测量结果表明,在空间上,街谷内颗粒污染物质量浓度的垂直分布具有明显的分层特征,水平方向上则呈现近似对称分布的特点.结论微风条件下,街谷内颗粒污染物质量浓度主要受两个因素的影响:一个是背景质量浓度的变化;另一个是机动车排放物在街谷内的累积.街谷内污染物质量浓度的日间变化规律与背景质量浓度变化相似,与车流量并无直观的相关性.城市街谷内绿化树木对街谷内污染物分布与扩散的影响作用比较复杂.绿化树木对颗粒物有一定的吸附作用,但其也能阻碍污染物向街谷外扩散,从而引起街谷内污染物质量浓度的升高.     

基于SWMM的道路LID措施优化研究

为量化研究道路LID措施优化效果,本研究基于SWMM构建湘潭市芙蓉大道雨洪模型,模拟分析无LID措施道路和4类LID措施组合成方案在降雨重现期分别为1、2、3、5和10年时的雨洪影响效果,对比分析4种方案在不同重现期下的雨洪影响,通过评估模拟效果,选出了最优LID措施组合方案并分析该方案效果。研究结果表明:布设LID设施在相对高频降雨(重现期较小)条件下的径流迟滞效果更为明显。在研究条件下,布设最佳优化方案四(透水沥青+透水砖+植草沟)后,径流可实现完全削减,出流量削减率最高可达92.16%,峰值流量削减率最高可达91.49%。     

北方严寒地区路面径流污染特征分析

目的研究北方严寒地区路面径流污染的影响因素以及变化特征,为治理径流污染及雨水资源化利用提供基础性资料.方法以沈阳建筑大学校园内的沥青路面为研究对象,进行了实地采样监测,分析沥青路面径流污染物降雨历时的变化规律及污染的影响因素.结果校园区沥青路面的初期径流雨水污染严重,COD_(cr)和NH_3-N质量浓度的最高值分别达到了407.23 mg/L、3.25 mg/L,TSS质量浓度达到886 mg/L.超出地表V类水标准,不宜直接收集利用.结论干沉降期越长,污染物质量浓度也越高;降雨强度小,降雨量少,会导致径流缓慢,污染物质量浓度呈现小幅度上升趋势;持续性降雨冲刷效果较好,污染物质量浓度呈明显下降趋势.南北方径流污染特征的差异主要源于气候,南方气候湿润干沉降小,年降雨量大,冲刷频繁,径流水质较好.     

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.     

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.     

水体泥沙污染物起动再悬浮释放的物理过程和影响因素

水流流动、泥沙运动与污染物迁移转化之间存在较强的相互作用,形成了一个彼此紧密联系的综合环境系统.复杂水动力条件使得沉积底泥和悬浮泥沙对水环境的影响体现为一种动态耦合的综合效应.采用室内水槽实验研究了污染物通过底泥的静态扩散释放、泥沙起动再悬浮释放以及随悬浮泥沙的紊动释放3种主要方式进入水体的物理过程.结果表明,底泥沉积物可以依据颗粒特征分为泥质和沙质两种不同的底质;颗粒粒径、孔隙率和初始污染物浓度是决定底泥-水界面污染物静态释放特性的主要因素,并由此建立了沉积物中污染物总量的衰减公式,其衰减时间与污染层厚度、密度以及污染物分配系数正相关.泥沙污染物起动再悬浮释放过程大致上可以分为起动初期,悬浮沉降交替期和悬浮沉降平衡期3个阶段,在后两个阶段水体中污染物固液分配比值先增加后减小.基于质量守恒推导了底泥再悬浮污染物释放量的经验公式,和实验结果对比表明污染物的吸附解吸性质一定程度缓解了其释放的速率.水体中污染物的浓度分布和水流流速分布以及悬浮泥沙浓度分布密切相关,呈现出一致的变化规律.泥沙污染物的分布随着流速的增加在水体垂向上差异也变大,而水体的含沙量越大,泥沙污染物的分布反而越趋向于均匀.     

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。     

滞留塘系统在山区面源污染控制中的效果研究

非点源污染的本质是农村生态系统严重失调,为控制和削减进入受纳水体径流的污染负荷,各种治理技术措施得到相应发展,滞留塘便是其中之一,通过对都拉乡河道滞留塘技术的研究与分析,发现处理前总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和悬浮颗粒物平均浓度分别为8.75mg.L-1,2.97mg.L-1,0.54mg.L-1,24.0mg.L-1;处理后总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和悬浮颗粒物平均浓度分别为6.04mg.L-1,1.66mg.L-1,0.18mg.L-1,12.0mg.L-1。各项污染物平均去除率分别为31.0%,44.1%,66.7%,51.9%,滞留塘系统对氮、磷及悬浮颗粒物的截留效果较好。     

绿色屋顶与下凹绿地串联对居住区径流削减效果分析

居住区具有建筑密度大,绿地率高的特点,绿色屋顶和下凹绿地利用蓄水空间能有效调控居住区雨水径流。以漳州市某居住区为研究区域,构建雨水系统SWMM模型,通过改变绿色屋顶径流路径,模拟不同重现期绿色屋顶与下凹绿地各自排洪与串联使用对居住区的径流削减效果。结果表明,在降雨历时2h重现期为2a、5a、10a、20a的降雨条件下,绿色屋顶与下凹绿地各自排洪(绿色屋顶径流不接入下凹绿地)时,其径流总量削减率为37.3%~38.5%,峰值削减率为37.5%~43.2%。当串联使用(绿色屋顶径流接入下凹绿地)时,削峰减排效果更加明显,且对于低强度降雨,优势更为突出。     

LID指数模型构建框架及图解应用探讨

在分析不同低影响开发技术(Low Impact Development, LID)措施的径流削减效果的基础上,提出了基于LID径流削减效率的LID指数的模型,进而设计了LID设施选择图,以根据建成区径流污染削减目标而快速选择适宜的LID设施类型及不同LID设施类型的比例.结果表明,随着LID指数增加,雨水径流量及雨水径流污染物呈类似指数形式降低,且LID指数越大, LID径流削减率越大,但是径流削减的边际效应逐渐降低;该模型灵活性较高,具有探索应用意义.     

城市道路绿化质量对土壤侵蚀量与大气颗粒物污染的影响

对长沙市的道路绿化状况、道路低空的TSP污染和绿化带滞尘情况以及绿化带土壤的侵蚀进行了研究,对低质量的绿化带进行了数值评价,测量了城区主要道路低空TSP浓度和绿化带滞尘量.研究表明,低质量道路绿化与道路低空大气颗粒物污染成正相关,相关系数r为0.75,有非常显著意义.同时对长沙市绿化带年土壤侵蚀量进行计算,总量约为90吨/年,已成为长沙市大气颗粒物污染的重要来源.     

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.     

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。     

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。     

无锡市城市集水区地表径流污染差异归因分析

对位于无锡市主城区的沈巷小区、东风小区和槐古豪庭降雨、地表径流及其水质过程进行同步监测,分析地表径流的水文、水质变化过程及其特征,以期为分流制集水区地表径流污染的控制与管理提供科学依据。结果表明,地表径流污染物浓度峰值先于降雨强度峰值;绿地能够降低地表径流中COD_(Mn)、TP和TN等溶解性污染物的浓度,并可能增加地表径流中悬浮颗粒物和有机物的来源;地表径流中TP、TN对受纳水体污染严重,空气中NO_2等含氮物质超标是引起当地水体富营养化的重要因素;COD_(Mn)、TP和TN等溶解性污染物的初期冲刷强度大于固体颗粒态的TSS,其冲刷强度分别取决于地表径流的汇流速度及径流的搬运能力。     

下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效果及影响因素分析

为探究下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效果及影响因素,采用室外种植箱的方式进行模拟试验,研究不同植物配置、不同下垫面雨水径流、不同土壤层厚度以及不同污染物浓度对下沉式绿地削减污染物的影响。结果表明,不同植物配置的下沉式绿地对削减NH+4-N的影响差值为9.6%,即依次:高羊茅(57.3%)三种混合植物(55.0%)鸢尾(50.4%)鼠尾草(47.7%);对削减TP的影响差值为5.3%,即依次:高羊茅(56.4%)三种混合植物(54.4%)鼠尾草(53.8%)鸢尾(51.1%);对削减COD的影响差值为8.9%,即依次:三种混合植物(39.4%)高羊茅(37.8%)鸢尾(33.1%)鼠尾草(30.5%)。不同植物配置的下沉式绿地对重金属(Cu、Zn、Pb)的削减效果很好,达95%以上。下沉式绿地对三种下垫面雨水径流污染物的削减效果依次:硬质屋顶沥青路面绿地;不同土壤层厚度和污染物浓度对下沉式绿地削减常规污染物的影响呈正相关,对下沉式绿地削减重金属的影响不大。因此,本研究可为下沉式绿地在控制雨水径流污染问题提供一种优化途径的新思路。     

澳门机动车排放清单

建立机动车排放清单是实行机动车污染控制的基础。通过对澳门机动车保有量及其构成、车辆登记分布和累积里程分布的调查分析,获得了澳门机动车基本的运营特征参数。采用修正的MOBILE5模式和PART5模式,计算了澳门机动车排放的气态污染物和颗粒污染物的排放系数,并确定了澳门机动车污染物的排放总量和分车型的排放分担率。1999年澳门机动车CO,NOx,HC,PM10和PM2.5的总排放量分别为15852t,2416t,2449t,141t和128t。研究结果表明,控制摩托车和汽油轿车可以有效削减HC和CO的排放;而对于NOx和颗粒物,公共汽车和重型柴油车应是主要的控制车型。