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城市雨水径流水质特性及分析 * 王彦红 韩 芸 彭党聪 西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 陕西 710055 摘要 通过对宝鸡市市区雨水径流的水质进行测定, 对其污染特性进行分析, 探讨城市雨水径流对城市水环境的影 响, 并提出相应的污染控制措施, 为研究及治理雨水径流对城市水体的污染提供基础资料和技术支持。 关键词 雨水径流 水质 控制 * 科技部西部开发重大专项研究课题 2004BA901A13 1 概述 由于雨水径流的随机性、 非连续性和爆发性等特 征, 对城市水体可能造成冲击性影响, 将严重制约我 国城市水环境质量的改善。因此, 对城市雨水径流进 行水质分析并提出相应的污染控制措施具有重要的 环保意义。 路面雨水径流的主要污染源是路面的沉积物、 行 人、 和车辆的交通垃圾等, 污染物的组成与性质和路 面材料、 路面老化程度、 路面的清洁度、 汇水面性质以 及水土流失等因素有关 [ 1] , 此外, 大气中的尘埃和污 染物都将在自然沉降或雨水淋洗作用下迁移至水环 境中, 因此, 雨水水质也与大气环境质量密切相关 [2] 。 雨水径流污染物的浓度随着降雨状况及路面污 染物累积状况的不同而随机变化。一般而言, 径流水 质中主要污染物为悬浮物 SS 和有机物 CODCr , 此 外, 也可能含有氮 N 、 磷 P 等营养物质。这些物质 如果随雨水径流进入水体, 都有可能对水环境造成重 要影响。 通过对宝鸡市区路面雨水径流的水质测定和分 析, 探讨路面雨水径流对城市环境及受纳水体的影 响, 并提出相应的污染控制措施, 为研究及治理路面 径流对水体的污染提供基础性资料和技术支持。 2 采样时间、 地点及方法 宝鸡市位于陕西关中平原, 属于中纬度暖温带、 半湿润气候区, 多年年平均降水量为 700 mm, 其中 4 10月份的降水量占全年总量的 90。因此, 安排 采样时间主要集中在 5 10 月份, 采样次数 6 次, 跨 越了数十场雨。 根据宝鸡市区的排水管网现状, 采样点选在宝鸡 市区金陵河大桥桥下, 主要汇水为桥面及路面雨水。 采样时间历时每次降雨的整个过程, 根据降雨强度和 降雨历时, 采样间隔时间为5 10 min。 3 测定结果及分析 不同的降雨历时下, 总 CODCr、 溶解性 CODCr、 SS 和NH3-N 的变化见图 1 4。 图 1 不同降雨历时下总 CODCr的变化 图 2 不同降雨历时下溶解性 CODCr的变化 图 3 不同降雨历时下 SS 的变化 由测定结果可见 1 在降雨形成径流过程中很快就达到峰值, 随 着降雨历时的延长, 相应的浓度逐渐降低, 最后趋于 84 环 境 工 程 2006年 6 月第24 卷第3 期 图 4 不同降雨历时下NH3-N 的变化 平缓。CODCr和 SS 浓度降低的趋势与降雨量、 降雨时 间、 降雨强度有关。降雨量越大, 对污染物的稀释能 力越强, 因此, 浓度降低越快; 降雨历时不仅决定了污 染物被冲刷的时间, 而且也决定了降雨期间的污染物 向地表及水体的输送时间; 降雨强度则决定了淋洗地 表污染物的能量大小, 强度越大, 冲刷越彻底, 雨水径 流中的浓度也将越高 [ 3] 。由于宝鸡市处于黄土高原, 气候相对干燥, 因此, 径流中的 SS 含量较高, 一般在 300 600 mg L, 最高时达到1 800 mg L, 对应的总 CODCr在 200 500 mg L 变化, 最高时达到900 mg L, 其总 CODCr和 SS 的浓度均比一般的城市污水高。此 外, 径流中的总 CODCr和悬浮物浓度之间呈现明显的 正相关, 说明 SS 是总 CODCr的主要贡献。 2 测定期间溶解态 CODCr均在 100 mg L 以下, 占总 CODCr的比例较小, 说明大量的悬浮物是造成总 有机污染物指标较高的主要原因。 3 由图 4 可见, 雨水径流中含有一定的营养物 质, 主要为NH3-N, 浓度在 1 3 mg L 之间, 且与降雨 历时的 变 化不 明 显。而 总 磷的 含 量 一般 均 在 05 mg L以下 数据未给出 。 4 不同的降雨历时中, 初期雨水污染指标相差 较大, 其原因与随机性影响因素有关, 如大气污染情 况、 地面清洁度等。 4 路面雨水径流污染控制技术 路面雨水径流污染属于面源污染范畴。晴天时 污染物在路面累积, 降雨时随路面径流而排放, 具有 面源随机性、 间歇式排放的特征 [ 4] 。雨水径流水质具 有与城市污水不同的污染特征 [5] , 这就使得对路面径 流的污染控制不同于城市污水的处理方法。 41 工程措施 工程措施是指兴建一些工程设施, 来达到径流污 染的控制目的。如采用植被控制、 修建滞留池、 建立 渗滤系统和湿地系统等 [ 6] 。这些方法对控制径流污 染有很好的效果, 并且还可以组合使用。此外, 对现 有的排水系统, 可采取的污染控制措施主要有 雨水 截流井、 管道内贮存和管道外贮存, 它们对分流制系 统的雨水和合流制系统的污染控制都适用 [ 7] 。 42 非工程措施 非工程措施是通过加强管理来达到控制污染的 目的, 其具体措施有加强公路运输管理, 减少汽车尾 气排放, 以防止酸雨的危害。扩大城市路面的清扫范 围, 通过垃圾控制来减少街道垃圾的集聚率。制定严 格的土地使用规划、 科学的管理办法和制度, 防止城 市水土流失。控制大气污染物浓度, 严格执行烟尘控 制规定, 防止大气降尘经降雨产生二次污染 [ 7] 。 5 结语 城市路面雨水径流的污染物浓度较高, 尤其是初 期径流中 CODCr和 SS 的浓度含量远远高于典型生活 污水中的含量, 如果任其直接排放, 将对受纳水体和 城市水环境造成严重的污染, 必须采取适当措施对其 控制。对路面径流污染控制措施可通过工程措施和 非工程措施来实现。 致谢 在水质调查过程中得到了宝鸡市市区河道管理委员会的大力支 持与合作, 西安建筑科技大学研究生陈霆、 金苗、 黄利彬等参加了部分 工作。 参考文献 [ 1 ] 汪慧贞, 李宪法. 北京城区雨水径流的污染及控制. 城市环境与 城市生态, 2002, 2 16 -18. [ 2 ] 韩志强, 许志鸿. 初期路面径流的收集与处理. 公路, 200410 . [ 3 ] 陈玉成, 李章平, 李章成, 徐红艳. 城市地表径流污染及其全过 程削减. 水土保持学报, 2004, 6 3 . [ 4 ] 赵剑强. 城市地表径流污染与控制. 北京 中国环境科学出版 社, 2002. [ 5 ] 赵剑强, 邱艳华. 公路路面径流水污染与控制技术探讨. 长安大 学学报 建筑与环境科学版 ,2004, 3 . [ 6 ] Lee J.H. K. Bang W. , Ketchum L. H. Chor J. S. ,Yu M.J. . First analysis of urban storm runoff. The Science of the Total Environment, 2002,293 163 - 175. [ 7 ] 王和意, 刘敏, 刘巧梅, 侯立军. 城市降雨径流非点源污染分析 与研究进展. 城市环境与城市生态,2003, 6 283 -285. 作者通讯处 王彦红 710055 西安市雁塔路 13 号 西安建筑科技 大学环境与市政工程学院 674 信箱 E -mail yhwanglla126. com 2005- 11- 19 收稿 85 环 境 工 程 2006年 6 月第24 卷第3 期 ANALYSIS OF PRESENT STATUS OF WATER POLLUTIONIN TAOHUAJIANG RIVER BASIN IN GUILIN AND ITS COUNTERMEASURESLiu Zhiqing NiuKui Miao Qun et al 81 Abstract The pollution problems and their reasons in Taohuajiang River basin were analyzed; and the countermeasures to solve these problems were also discussed. Keywords Guilin City, Taohuajiang River, water pollution, analysis and countermeasures ANALYSIS AND CHARACTERISTICS OF WATER QUALITY OF URBAN RAIN RUNOFF Wang Yanhong Han Yun Peng Dangcong 84 Abstract The effect of urban rain runoff on the water environments explored through the measurements of water quality of rain runoff in Baoji and the analysis of its pollution characters. The corresponding pollution control measures are also proposed, which provides basic data and technical support for studying and treating the pollution of urban water body produced by rain runoff. Keywords rain runoff, water quality and control ADVANCED TREATMENT OF MUNICIPAL SEWAGE PLANT EFFLUENT BY CONSTRUCTED WETLANDLi Yanhong Xie Qinglin Bai Shaoyuan et al 86 Abstract Integrated vertica- l flow constructed wetland was used in this investigation for advanced treatment of municipal sewage effluent. Canna, calamus, wild rice and elephant grass were selected as constructedwetland plants and quartz sandwas selected as filling. It is shown that the optimal running conditions with hydraulic residence time of 24 h, with hydraulic loading of 04 m3m2d were determined. After 10 -month operation, the main inds of the effluent can meet Water Quality Standard for Scenic Environment of Urban Recycling WaterGB T18921 - 2002. Keywords constructed wetland, advanced treatment and hydraulic residence time TREATMENT OF RIVER SEWAGE BY TECHNOLOGY OF CONSTRUCTED WETLAND Deng Futang Sun Peishi Li Qiang et al 90 Abstract It is introduced briefly that the applications of adaptable aquatic plants and purifying properties to constructed wetlands, whose scientific payoffs and engineering examples are also described. Keywords constructed wetland, aquatic plant and river sewage INITIAL OPERATION OF TREATING URBAN SURFACE RUNOFF BY POND -CONSTRUCTED WETLAND ECOSYSTEMYin Wei Li Peijun Ye Min et al 93 Abstract It is explored that the initial operation of treating urban surface runoff by WuhanTaohuadao pond -constructedwetland ecosystem. The results show that this sort of composite ecosystem can treat effectively an urban surface runoff, and it also has a unique effect of nitrogen removal. Keywords urban surface runoff, pond, horizontal underrun constructedwetland, composite underrun constructed wetland and initial operation MANUFACTUREANDAPPLICATIONOFCHLORINEPEROXIDEGENERATORWITH SECONDARY -AERATING UNDER NEGATIVE PRESSURE Tang Xinde Hao Xiuhong Lang Xianjun et al 96 Abstract Using sodium chlorate and hydrochloric acid as raw materials and adopting unique secondary aeration process under negative pressure, mixed disinfection gases mainly on chlorine peroxideClO2 were generated by redox reaction under composite catalyst.These gases were subsequently absorbed to become mixed disinfectant with finite concentration. Disinfection purpose was achieved by mixing disinfectant with waste water. Keywords secondary aeration under negative pressure, chlorine peroxide generator, sodium chlorate and hydrochloric acid Sponsor Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group PublisherIndustrial Construction Magazine Agency Editor The Editorial Department of Environmental Engineering 33, Xitucheng Road, Haidian District, Beijing 100088, China Telephone 010 82227637、 82227638 Fax 010 82227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P. O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000- 8942 CN11- 2097 X E -mail Addresshjgc public. yj. hjgcmail.yj. cn. net WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn http www. hjgc. net. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol24,No3, Jun. , 2006