城市区域降雨径流季节性初期冲刷效应研究

探究降雨径流的季节性初期冲刷现象对城市水环境治理和水污染防治具有重要意义。以无量纲化后的雨水径流污染物输送量与有效降雨量为基础,通过建立径流污染物的季节性初期冲刷效应定量评价模型,对建筑屋顶和校园区域雨水径流季节性初期冲刷现象进行了研究。结果表明:建筑屋顶和校园区域年雨水径流水质具有相似的变化规律,径流污染物浓度总体上呈现出雨季始末两期高于中期的现象;研究区域中呈现了不同的冲刷性质,SS和TN显示出较强的季节性初期冲刷效应,以春季控制为主,而COD和TP的季节性初期冲刷效应较弱,以春季和深秋双季控制为主。     

城市降雨径流污染初始冲刷效应对BMPs选择的启示

指出城市降雨径流污染初始冲刷效应(FFE)在城市非点源污染的研究中占有重要地位。综述FFE的判定及大小定量化方法、季节性FFE的概念和污染物的相态对FFE的影响。FFE初中期雨水径流污染物浓度高的特性,为选择经济高效的最佳管理措施(BMPs)提供了理论依据和重要启示。结合FFE及冲刷过程中污染物的形态提出的工程BMPs,能使资源配置和污染控制效果达到最优化,为城市公共管理部门的决策和实践提供建议。     

萍乡市城市地表径流污染物浓度变化特征分析及数值模拟

以海绵城市建设试点城市萍乡市地表径流污染物（以SS和TP为代表）浓度变化特征与预测模型适应性为研究对象,根据两场次的降雨资料及实测径流污染物浓度数据,确定所建地表径流污染物浓度变化预测模型Sartor-Boyd和p/r模型的参数,并模拟和分析了地表径流污染物浓度变化过程。结果表明：萍乡市地表径流污染物（SS和TP）浓度受初始冲刷效应的影响,降雨过程前期随雨强的峰值而达到最大,降雨过程后期污染物浓度受雨强的峰值波动影响较小;受模型参数的影响,Sartor-Boyd模型模拟值的统计学指标RPD、R²、NSE均小于p/r模型的相应指标,p/r模型对萍乡市降雨地表径流污染物排放规律的预测精度较好,模型可信度较高。结合萍乡市地区降雨状况建立的p/r数学模型可为该区域海绵城市建设过程中地表径流污染物浓度的预测及管理提供参考。     

降雨与冲刷

美国中西部偏北几省是水土流失严重的地区,类似中国西北黄土高原。该地水土保持局及农业试验室等曾做有不少科学研究工作。读其有关文件,仅摘其可供参考者介绍一二如下。     

基于雨型的南方城市道路降雨径流污染负荷分析

为研究南方道路降雨径流污染负荷,分析对比了重庆市和苏州市4场典型降雨过程中污染物浓度及污染负荷的变化。结果表明:雨型是污染负荷分布的重要影响因素,Ⅱ型降雨的污染负荷变化相对Ⅶ型降雨与径流量(或降雨强度)变化更为相似;污染物浓度与污染负荷的相关性差,径流量(或降雨量强度)与SS/TSS、TP、Pb的污染负荷存在明显相关性。南方城市道路径流污染控制在截留高浓度的初期雨水的同时,也应从污染负荷方面进行总量控制。     

邯郸市城区道路路面径流水质特性及污染物冲刷排放规律研究

城市地表径流具有污染与资源的双重属性．城市地表径流是仅次于农业面源的第二大面源污染．是造成地表水体污染的重要因素之一。就北方城市而言,水资源短缺、水环境恶化,道路降雨径流污染非常严重,初期雨水的污染程度通常超过城市污水,这不仅直接危及城镇水环境和生态环境．也增加了城镇雨水利用的难度和复杂性．     

老旧城区雨水系统应对未来降雨变化思路研究

为探究老旧城区雨水系统应对未来降雨变化的方法,以北方某城市的老旧城区排水分区为例,利用未来天气发生器对该城市2022年以后的100年间日降雨数据进行预测,结合小波变化分析和统计学方法,总结该市未来降雨变化规律和极端降雨事件发生频率,推算该市未来3年设计降雨量及雨型,利用Infoworks ICM水力模拟该市老旧城区雨水系统应对未来降雨变化的能力并探索应对思路。     

深圳石岩水库流域降雨径流污染冲刷规律

以深圳市宝安区石岩水库流域为例,对流域内6条主要入库支流在不同雨强条件下的降雨径流和水质变化过程进行了连续同步监测,以COD和NH3-N为例,建立并验证了6个子流域非点源污染负荷累积模型和降雨径流污染物冲刷过程模型,分析和比较了各子流域非点源污染强度和污染物冲刷过程特征。监测与模型研究结果表明,7~8 d的干旱时间能累积起流域内最大可能非点源污染负荷累积量的80%;由于各子流域城市化程度、垃圾管理与水土保持水平不同,流域内非点源污染程度、产生原因与冲刷过程在空间上差别很大。     

增江流域降雨径流变化分析

采用累计距平分析和Kendall秩次相关分析方法,对增江流域降雨径流资料进行了分析研究,结果显示二者变化趋势并不一致,存在一定的周期性和不确定性,表明增江流域降雨和天然径流演变过程与人类活动和自然因素密切相关,受自然和人工因素的综合影响显得比较复杂。     

北京市城区降雨径流污染特征监测与分析

选取北京市城区典型下垫面——屋面、路面、绿地和停车场的降雨径流进行水质监测,并分析与识别降雨径流污染特征。研究结果表明,该区域降雨径流主要污染物为SS、CODCr、TN,其中CODCr和TN平均值超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准,SS超出《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)二级标准,污染程度较为严重。屋面径流中TN与氨氮污染水平在各类典型下垫面中最高,说明大气干沉降对降雨径流中氮的污染贡献较大。研究中3个降雨场次中的径流污染过程存在不同程度的初期冲刷效应(First flush effect),初期冲刷效应的显著程度与降雨强度和雨前干期天数呈正相关。     

城市不同下垫面条件的降雨径流模拟试验研究

城区降雨径流过程主要受降雨过程和下垫面变化的影响。开展城区降雨径流观测试验,对不同下垫面条件的降雨入渗—径流关系进行研究,引用分布式水文模型,对4种下垫面条件的降雨径流关系进行摸拟,取得了较好的模拟效果,提出了科学化生态化城市建设的建议。     

典型农用地降雨径流污染物输出特征

选取常熟金泾塘地区典型农用地为研究对象,通过人工降雨研究不同降雨条件下径流污染物的输出特征,并分析径流污染对河水污染的贡献。结果表明:小强度降雨径流初期污染物输出浓度最大,而高强度降雨径流污染物输出最大浓度相对滞后;污染物TN和COD_Mn输出总量远大于TP和氨氮,且污染物输出总量随雨强增大而增加,但并不呈线性增长关系;径流污染输出的TN和TP对金泾塘河水污染贡献较大。     

推求设计降水的随机模拟方法

应用甘南县实测降水数据,采用伽玛分布函数模拟了该县长系列降水数据,利用模拟出的数据推求了该县多个月份指定频率的设计降水量。研究成果表明,应用随机模拟的方法确定设计降水是可行的,与配线法相比,本文方法更加直观,且推求出的设计降水与配线法所得的结果基本一致,为推求设计降水提供了一种新方法。     

屋顶绿化基质雨水滞蓄效果影响因素研究

绿化屋顶基质层吸水饱和时的蓄水含量定义为最大含水量,最大含水量是绿化屋顶雨水滞蓄效果的重要评价指标。选择陶粒、草炭、煤渣等按不同组合不同配比设计6组基质配制方案,通过人工模拟降雨试验,探究了不同基质厚度、降雨强度及基质类型对屋顶绿化基质雨水滞蓄效果的影响。结果表明对于同种屋顶绿化基质层,厚度、降雨强度不影响其最大含水量,但厚度越大,蓄水总量越大,延迟产流时间越长,而降雨强度越大,延迟产流时间越短;对于不同种绿化基质层,总孔隙度较大的基质组其最大含水量也相对较大,但基质层持水性与颗粒不均匀系数有关,颗粒越均匀,其持水性能越低。     

天津城市下垫面降雨损失特性试验研究

城市下垫面降雨损失特性是城市水文学研究最为基础也是最重要的内容,以天津市西青区某高校为研究区域,在测量5种典型下垫面入渗及蒸发这2个重要的降雨损失环节基础上,采用情景分析的方法,选取5场代表性降雨事件分析了城市下垫面的降雨损失特性.结果表明:①绿地、沥青混凝土路面、铺砖路面初始入渗率分别为5.28、1.03、0.61 ...     

邯郸市区不同下垫面降雨径流水质变化特征研究

为缓解邯郸市城区水资源供需矛盾,合理利用雨洪资源,在对生活区屋面、城区道路、公园绿地降雨径流水质进行检测的基础上,分析了雨水径流中主要污染物的变化过程,探讨降雨径流水质受环境条件影响情况。通过研究得出城区初期雨水径流污染最为严重,随降雨历时的延长,污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。不同城区下垫面雨水径流污染物含量差异明显,城区主干道路降雨径流水质最差。     

基于SWMM的不同降水量对城市降雨径流TSS的影响分析

受物理、化学、生物等多重因素的影响,城市降雨径流水质的模拟研究比较模糊。以TSS(总悬浮固体量)为例,利用SWMM的污染物模块及其土地利用模块、污染物累积模块和污染物冲刷模块进行城市雨水径流水质模拟;考虑了不同土地利用情况对污染物的累积及冲刷的影响,针对不同的降水量,利用EMC法(平均浓度法)以及指数方程法进行污染物的冲刷模拟,指数方程法的模拟精度大于EMC法的模拟精度,与监测值更接近。指数方程法的模拟结果表明:当降水量小于2.5mm时,其TSS冲刷量增长幅度较缓;而当降水量大于3.5mm时,其TSS冲刷量呈显著线性增加关系,从而表明,降水量较大的降水事件对于TSS的冲刷量影响更为显著。     

基于SCS和GIS的不同降雨情景城市内涝过程模拟方法

针对城市暴雨内涝灾害频发的现状,基于城市暴雨强度公式、芝加哥降雨过程线模型、SCS(Soil Conservation Service)产流模型以及基于地理信息系统软件ArcGIS的局部等体积法,提出一种关于城市暴雨内涝过程的模拟方法。选取武汉市内涝灾害严重的汤逊湖流域作为研究对象,使用该方法对流域内多种重现期暴雨内涝量的积水高程和积水淹没范围进行模拟。结果表明:汤逊湖流域内产生的内涝较为严重,10 a一遇的暴雨即可对低洼地区造成轻微内涝;不同重现期暴雨产生的积水区域基本是一致的,但重现期越长的暴雨产生的积水高程越深,淹没范围越广,对周边造成的影响越大。该研究成果对城市暴雨内涝的预防与治理具有借鉴和参考价值。     

城市区域雨水地面径流模拟方法探讨

本文将水力学方法与水文学方法相结合，在用圣维南方程描述城市雨水地面径流过程的基础上引入全面汇流和部分汇流的概念，用线性叠加原理将均匀净雨强度下的坡面流理论应用于非均匀净雨强度下城市小区域地面径流模拟，从而建立了平原城市区域雨水地面径流过程模拟模型，并在进行流量过程线性叠加时采用3种净雨分割方式检验模型的模拟成果。最后将模拟结果与雨水管理模型SWMM进行对比，证明本文模型是较为合理和可行的，且具有一定的模拟精度和应用潜力。     

济南城区屋面雨水水质模拟研究

目前,屋面雨水初期弃流量的确定缺少可行的理论方法,制约了屋面雨水利用的发展。通过取样检测,分析了屋面雨水中不同类型污染物的主要来源及浓度变化规律。利用济南大学西校区5场降雨的浊度实测数据估计了浊度累积—冲刷模型的参数,验证指出了模型使用范围。通过推导得出了浊度去除率与污染物冲刷指数和屋面径流系数的关系,为屋面雨水弃流量的确定提供了一种实用的计算方法。