（环境工程专业论文）镇江市城市地表径流污染特征及控制技术研究.pdf

江苏大学硕士学位论文 8 对生态混凝土透水路面的下渗过程进行了实验研究，得到了下渗方程 z = 0 5 7 9 + 6 2 3 e 吨0 7 1 射。并结合镇江市暴雨公式计算了其对城市地表径流的削减 作用。 关键词：非点源污染城市地表径流模型污染控制 l l 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ec o n s t r u c t i o na n dr a p i dd e v e l o p m e n ti nm o d e mc i t i e s ，u r b a nw a t e r e n v i r o n m e n th a sb e e np o l l u t e dc o n t i n u o u s l y n o w a d a y st h es e r i o u sp o i n tp o l l u t i o n h a sb e e nc o n t r o l l e da n dm a n a g e dp r o g r e s s i v e l y u r b a nn o n - p o i n tp o l l u t i o nh a s b e c o m eo n eo ft h em a i nc a u s e st ot h ed e t e r i o r a t i o no fu r b a nw a t e rb o d ya n dg a i n e d m o r ea t t e n t i o n u r b a nr u n o f fp o l l u t i o ni st h em a i nt y p eo fu r b a nn o n - p o i n tp o l l u t i o n i t i si nf a c tt h es e c o n dl a r g e s tn o n - p o i n tp o l l u t i o ns o u r c ej u s ti n f e r i o rt ot h e a g r i c u l t u r a lo n e i nt h i se x t i c l e ，r e s u l t so fas e r i e so fw a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n go f u r b a n r u n o f fa tf o u re x p e r i m e n t a la r e a s 诵md i f f e r e n tl a n du s ew e r ea n a l y z e d ，n e wm o d e l w a sc o n s t r u c t e da n dt h ea p p l i c a b i l i t yo fm a i nt y p e so fp o l l u t i o nc o n t r o lm e t h o d sw a s s t u d i e da c c o r d i n gt ot h ec i r c u m s t a n c ei nz h e n j i a n g - n 赡m a i nr e s u l t so ft h i ss t u d ya r e s h o w na sf o l l o w s ： 1 1 1 1 ep o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o no fu r b a nr u n o f fi nz h e n j i a n gi sv e r yh i g h ， e s p e c i a l l y i nr o a dr u n o f fw h i c hc a nr e a c h ：s s = 212 2 m g l ，c o d = ll0 7 m g l ， b o d 5 = 2 3 2 m g l 2 e m cv a l u eo fc o di nr o a dr u n o f fi ss i m i l a rt ot h a to fr e p r e s e n t a t i v e d o m e s t i cs e w a g e ，a n dt h es si st h r e et of o u rt i m e st h a nt h a to fr e p r e s e n t a t i v ed o m e s t i c s e w a g e e m c so fa l ls t u d i e dw a t e rq u a l i t yp a r a m e t e r sa r ef a rh i g h e rt h a nt h o s ei n n e i j i a n g 3 n l eb i o l o g i cd e g r a d a t i o nc a p a c i t yo fr u n o f fi nr e s i d e n t i a lw a t e r s h e di sb e t t e r t h a nt h a ti nr o a d 砧li i la l lt h eb i o l o g i cd e g r a d a t i o nc a p a c i t yo fu r b a nr u n o f fi sn o t g o o de n o u g h 4 t h e r ei sag o o dl i n e a r i t yr e l a t i o nb e t w e e nb o d 5a n dc o d t h e r ei sa l s oa l i n e a r i t yr e l a t i o nb e t w e e ns sa n dc o d n od i s t i n c tl i n e a r i t yr e l a t i o ni sf o u n db e t w e e n t na n ds so rt pa n ds s i ti n d i c a t e st h a tt h em a i n p a r to f n ，pa r ei nd i s s o l v e df o r m 5 t h ep o l l u t a n tm a s sl o a d i n g si nt w os t u d i e dw a t e r s h e da r er e s p e c t i v e l ys s 7 4 3 2 8 t a , c o d2 7 9 3 4 f f a ，b o d s5 4 9 5 t ，a , t n3 5 1 8 饥t p3 1 4 v a 6 n e ww a s h o f fm o d e l ( c ( ，) = 万+ k 。弛( f ) 7 + f l * e x p - a k 也o ) 】) ) w a sp u t f o r w a r d 、i ma d d i t i o n a lp a r to fp o l l u t a n ts o u r o ea n dt h e u s i n go fn o r m a l i z e d c u m u l a t i v ef l o wt oo v e r c o m et h es h o r t a g eo fo r i g i n a lo n e 7 1 1 1 ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fu r b a nr u n o f fp o l l u t i o nc o n t r o lm e t h o d s w e r ea n a l y z e d i nz h e n j i a n gt h eb e s tc o n t r o lm e t h o d sa r e 嬲f o l l o w s ：a v o i d i n gt h eu s e n i 江苏大学硕士学位论文 o fi n f i l t r a t i o ns y s t e m ；u s i n gv e g e t a t e dc o n t r o la n dv o r t e xs e p a r a t o ri ns h o r tt e r m ；w e t e x t e n d e dd e t e n t i o np o n d sa n dc o n s t r u c t e dw e t l a n dm a yb em o r ea f f e c t i v ei nt h e f u t u r e 8 p e r f o r m i n gt h ei n f i l t r a t i o nt e s to fp o r o u sp a v e m e n tb yu s i n g ac e r t a i nk i n do f e c o c o n c r e t e t h ei n f i l t r a t i o nf o r m u l ah a sb e e ne s t a b l i s h e da sf , = 0 5 7 9 + 6 2 3 e 。0 0 7 1 如 w i t ht h i sf o r m u l aw ec a l c u l a t e dt h er e d u c t i o no fu r b a nr u n o f fi nz h e n ji a n gb yu s i n g e c o c o n c r e t ep o r o u sp a v e m e n t k e y w o r d s ：n o n - p o i m p o l l u t i o nu r b a nr u n o f fm o d e lp o l l u t i o nc o n t r o l i v 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密回 本学位论文属于 ，在多年我解密后适用本授权书。 不保密口 学位论文作者签名：韩凇 指 棚移年占月衍日 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外， 本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名韩松 日期：矽眵年月归日 江苏大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1城市非点源污染概述 1 1 1 非点源污染 ( 1 ) 非点源污染的概念 水环境污染问题通常可分为点源污染和非点源( n o n - p o i n tp o l l u t a n ts o u r c e ， n p s ) 污染，点源污染主要包括工业废水和城市生活污水污染，通常有固定的排 污口集中排放。非点源污染正是相对点源污染而言的，是指溶解的和固体的污染 物从非特定的地点，在降水( 或融雪) 冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水 体( 包括河流、湖泊、水库和海湾等) 并引起水体的富营养化或其它形式的污染 ( n o v o t n y 和o l e m ，1 9 9 3 ) f l 】。美国清洁水法修正案( 1 9 9 7 ) 对非点源污染的定 义为：污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体 2 1 。这里的微 量是指污染物浓度通常较点源污染低，但非点源污染的总负荷却是非常巨大的。 有关资料表明，丹麦、荷兰、美国等国家的水污染有一半以上来自于非点源污染 3 1 。 ( 2 ) 非点源污染的类型 农业非点源污染和城市非点源污染是主要的非点源污染源。农业非点源污染 首先得到各方的重视，并有针对性地开展了一系列的研究和治理。如我国的太湖、 滇池的农业非点源污染控制的研究和污染的治理，都取得了相当的成果【4 】。近年 来，城市非点源污染也开始不断的得到重视。 ( 3 ) 非点源污染的特点 乱非点源排放的污染物分布在整个集水面积上，且排放随天气变化呈间歇 性，变化性大、随机性强、偶然影响因素多、缺少规律性，所以较难控制： b 非点源污染进入水体的流量与降雨量、降雨强度等气象条件及所用的排 水体制有关，污染物质的成分和数量与径流流经地区的气象条件、地形条件、土 地使用类型、交通状况等因素有关，污染负荷的时间和空间变化大； c 非点源污染的实地监测、调查情况复杂，且费时、费工，故尽可能通过 搜集现有资料和现场踏勘，用模型估算，一般不可能进行直接、准确的监测。 江苏大学硕士学位论文 1 1 2 城市非点源污染及其主要污染物质 随着城市建设与发展，城市水环境不断遭受污染。非点源污染正是造成城市 水体污染的重要原因。径流污染是城市水环境非点源污染最主要的类型之一，常 被称为狭义的非点源污染。早在1 9 8 1 年美国就预计城市径流带入水体的b o d 量 约相当于城市污水处理后的b o d 排放总量，其中1 2 9 种重点污染物中有约5 0 在城市中出现。1 9 9 0 年美国的e p a 公布了不同污染物如农业、工业、城市污水 等对河流污染( 包括化学毒物、沉积物、营养物等) 的贡献之比，其中城市雨水 占到了9 。美国e p a ( 1 9 9 3 年) 就已经把城市地表径流列为导致全美河流和湖 泊污染的第三大污染源【5 1 。可见，城市径流污染对城市水环境的威胁是十分严重 的。 城市径流污染是指在降雨过程中，雨水及其形成的径流流经城市地面( 如商 业区、居住区、停车场、街道等) ，聚集一系列污染物质( 如原油、氮、磷、有 毒物质、有机物质等) ，通过漫流或雨水管网进入受纳水体，进而对地表水或地 下水造成污染的现象。与城市工业废水和生活污水等点源污染相比，城市径流污 染具有随机性、不连续性、分散性、潜伏性和突发性等特点。其污染物来源于大 气干湿沉降、地表垃圾和尘埃物质以及下水道系统，主要包括： ( 1 ) 悬浮沉积物。城市径流中挟带有大量的沉积物质，一般来说，老城区 的土壤侵蚀程度要低于新城区，城区混合沉积物主要来源于交通工具锈蚀产生的 碎屑物质、机动车产生的废气、大气干湿沉降、轮胎和刹车摩擦产生的物质以及 居民烟囱释放出的烟尘等，重点在工业区、商业区以及高速公路和建筑工地。 ( 2 ) 营养物质。城市径流中含有大量的营养物质，这些营养物质随着地表 径流输送到河流或湖泊中，最终输入到大型河口、海洋，常常引起水体的富营养 化，给整个生态环境带来很大的危害。 ( 3 ) 耗氧物质。城市径流中携带有大量的有机物质如生活垃圾、树叶、苹 以及杂乱废弃物等，当这些物质腐烂时，它们会消耗掉水体中大量的氧气，一场 暴雨过后，城市湖泊或河流中的氧基本上会被消耗尽，其中来自于老城区的城市 径流耗氧负荷是最高的。 ( 4 ) 细菌。一般来说，城市径流中细菌的含量都是超过公众对水要求的健 康标准的j 径流中粪便大肠杆菌的数量要比游泳健康标准高出2 0 - 4 0 倍。细菌的 2 江苏大学硕士学位论文 来源主要是排水系统溢流、宠物以及城市中的野生生物等。 ( 5 ) 有毒污染物。城市径流中有毒污染物包括重金属、杀虫剂、多氯联苯 ( p c b s ) 和多环芳烃( p a h s ) 等。重金属是城市径流中一种最典型的有毒污染 物。城市径流中重金属的首要来源是机动车。杀虫荆、多氯联苯( p c b s ) 和多 环芳烃( p a h s ) 等，主要来源于草地、菜地施用农药、机动车辆排放的废气物 以及大气的干湿沉降等。h o f f m a n 等和c h a r l e sa m e n z i e 等研究发现滨岸沉积物 中的p a h s 主要来自于降雨径流污染。 可以看出城市径流污染是一种不可忽视的非点源污染，随着点源污染的治 理，随着人们环境意识的不断提高，城市径流污染的控制与治理将会逐步受到重 视。目前，我国城市面临的主要是工业废水和生活污水的问题，对城市径流污染 的研究还比较薄弱。为了提高污染物总量控制，为了能彻底解决城市的水环境污 染问题，应加大对城市径流污染的研究，以寻求有效途径来控制和治理径流污染。 1 2 研究的现状 1 2 1 研究的历史背景 对非点源污染的研究起始于七十年代的美国。在此之前，人们一直认为点源 污染是造成水体污染的主要原因。为保护水资源，美国国会于1 9 7 2 年通过了水 污染法案，规定1 9 8 5 年达到零排放，即要求排入江河的污水必须经过处理， 使水体达到当地地表水原有的水质标准，不得增加江河的污染物负荷，并期望以 此达到完全控制污染的目的。在经过花费大量资金、人力建设许多污水处理厂后， 实际上却没能达到目标。在俄亥俄河、五大湖地区，当把所有工业废水和城镇生 活污水全都处理之后，水体污染问题并未得到解决。究其原因，发现是由于降雨 径流把广大地面上的各种污染物都带入了水体( 仅生物化学需氧量b o d 就占年 污染总量的4 0 - - - 8 0 ) 。于是，美国国家环保局( u s e p a ) 1 9 7 7 - 1 9 8 1 年的科研 计划中，正式提出了非点源污染控制的研究课题，开始了对非点源污染的研究。 其研究范围既包括广大农村地区地表雨水径流引起的水体污染，也包括城镇地表 雨水径流引起的水体污染。1 9 8 7 年美国国会重新修订了 1 0 m m ) 以上场次进行采样监测： 对降雨和径流的全过程进行监测； 记录降雨开始时间、结束时间以及降雨强度； 记录径流产生时间，径流水质监测自产流开始一直持续到产流结束； 初期径流采样时间间隔尽量缩短，径流开始时间采样间隔5 1 0 分钟， 一般3 0 分钟内采足三只样品；径流后期采样时间相对延长，一般采满 8 l o 只样品； 记录降雨结束时间和产流结束时间。 b 实验方法 水质监测指标及实验方法见表2 1 。 表2 1 水质监测指标及实验方法 t a b l e2 1 m o n i t o r i n gw a t e rq u a l i t yp a r a m e t e r sa n da n a l y s e sm e t h o d s 监测因子监测方法 物理指标 s s 1 0 3 1 0 5 。c 烘干 c o d c r快速密闭催化消解法 b o d 5微生物传感器快速测定法 有机污染物指标 总氮过硫酸钾氧化、紫外分光光度法 总磷孔雀绿、磷钼杂多酸分光光度法 降雨量 其它指标自制雨强仪 降雨强度 江苏大学硕士学位论文 ( 3 ) 城市地表径流污染特征分析 对监测数据进行分析，确定各个典型功能代表区域的主要污染因子：了解降 雨径流过程、污染过程和各种水质参数的变化：分析不同区域内各个污染因子的 相关性及其内在联系；根据污染负荷的研究推算出整个区域总的污染负荷量，进 而估计对内江水环境质量的影响。 ( 4 ) 城市地表径流污染过程模拟 综合国内外研究成果，结合监测数据和分析，建立描述城市地表径流过程的 数学模型，探讨径流污染物的排放规律。检验并应用模型提出径流污染控制的依 据。 ( 5 ) 城市地表径流污染控制措旌分析 研究分析国内外地表径流污染控制措施，结合研究区域污染特征和现状，通 过实验和有关资料分析各种污染控制措施的可行性和有效性，最终确定内江流域 城市非点源污染控制方案。 2 4 小结 本章对研究的区域环境进行了分析；提出了研究的技术路线；详细说明了本 文研究的内容以及具体的研究方法。 1 2 江苏大学硕士学位论文 第三章镇江市城市地表径流污染特征研究 城市地表径流污染是一种非点源污染，具有随机性、不连续性、分散性、潜 伏性和突发性等特点。城市径流污染的这些特点，加大了对其进行监测、控制和 处理的困难。通过选取典型样区，如商业、工业、居住、交通等不同土地利用类 型，研究不同污染物随着降水的变化曲线，进而分析不同土地利用类型的地表径 流污染特征，进一步分析城市地表径流的污染负荷，对加强城市地表径流污染的 防治，进行污染源控制具有一定的现实意义。 3 1降雨特征 3 1 1 气候特征 镇江市属中纬度北亚热带季风气候区，四季分明，温暖湿润，热量丰富，雨 量充沛，无霜期长。受大陆、海洋以及来自南北天气系统的影响，气候比较复杂， 年际间变化较大。易形成某些特殊的气候，如风力偏大、气温偏高、梅雨强度大 等。 市区全年主导风向夏天为东、东南风，冬天为东北风，年最大风速1 6 米 秒，常年平均风速3 ，4 米秒，年平均无霜期2 3 9 天，年平均湿度7 6 ，平均雾日 l o 5 日，最多雷暴日数3 7 日。 常年平均日照时数2 0 5 1 7 小时，年平均气温1 5 4 摄氏度，一月最冷，极端 最低气温1 2 9 摄氏度( 1 9 3 3 年1 月2 7 日) ，七月最热，极端最高气温4 1 1 摄氏度 ( 1 9 3 4 年7 月1 3 日) ，高湿季节为7 8 月，月平均气温2 8 1 摄氏度，低温季节为 l 2 月，月平均气温2 0 摄氏度。 3 1 2 降水时空分布 年最大降雨量1 8 0 1 1 m m ，年最小降雨量4 5 7 6 m m ，日最大降雨量2 6 2 5 m m ， 常年平均降雨量1 0 7 4 1 m m ，常年平均雨日1 1 9 天，雨季集中在7 、8 、9 三个月， 降雨总和占全年的2 0 5 0 。年最大蒸发量1 7 5 5 9 m m ，最小蒸发量8 4 7 m m ，平 均蒸发量1 2 7 6 7 m m ，年最大积雪深度1 4 0 m m ，最大冻结深度9 0 m m 。 江苏大学硕士学位论文 3 1 3 降水类型 镇江市的降水类型主要有雨、雪、雹等，但全年降水量以雨量占绝对多数。 镇江市多年平均降水量为1 0 0 0 - - 1l o o m m 。按降水成因分类有锋面雨、气旋雨、 对流雨等多种，其中以锋面雨和气旋雨的发生频率最高。 3 1 4 城市化对降雨的影响 城市化对降水的影响是比较明显的，公认为会形成“雨岛效应 。产生城市 雨岛效应的因素大致可以归纳有如下【捌： a 城市热岛效应：由于城市热岛效应，使城市上空气层的层结不稳定，有 利于产生熟力对流。当水汽充足，凝结核丰富或有利于对流性天气发生的天气制 约下，容易形成对流雨和对流性降雨。 b 城市阻障效应：城市内参差不齐的建筑物，粗糙度比城郊大，不仅能引 起机械湍流，造成降雨；而且对移动滞缓的降雨系统有阻障抬升效应，使其移动 速度缓慢，滞留时间加长，导致城区的降雨强度增加，时间延长。 c 城市凝结核效应：城市区域由于污染大于城郊，凝结核多于城郊，有利 于降雨所需的冰核形成，所以在城市区域易于形成降雨。 据一些研究资料表明，城市地区及其下风侧的年降水总量比农村地区偏高 5 1 5 ，其中雷暴雨增加1 0 1 5 2 3 1 。城市化除了对降水量有增雨效应以外，对 降水的水质也有一定的影响，主要是雨水被酸化而成为酸雨；在降雨初期污染物 含量也较高。 3 2 径流监测 3 2 1 监测降雨场次 本研究共进行了2 次集中采样，另外对长江路监测点进行了额外的两场降雨 的监测( 共4 次) 。具体时间及降雨状况见表3 1 。 1 4 江苏大学硕士学位论文 表3 1 监测降雨场次及基本数据 t a b l e3 1 s u m m a r yo f t h em o n i t o r i n gr a i n f a l le v e n t s 承雨面积雨前晴天期降雨历时总降雨量总径流量 监测点降雨场次采样日期 m 2 dhn m l 一 i2 0 0 4 7 1 36 34 11 5 44 6 2 i i2 0 0 4 7 1 73 92 5 2 6 2 7 9 2 长江路3 3 6 i i i2 0 0 4 1 0 11 0 。l7 22 8 38 5 4 2 0 0 4 - 1 0 1 71 6 24 41 2 73 8 4 i2 0 0 4 7 1 36 34 11 5 43 3 2 东吴路2 4 0 i i2 0 0 4 7 1 73 92 32 6 25 6 6 i2 0 0 4 - 7 1 36 34 11 5 4 阳光花园 l l2 0 0 4 7 1 73 92 32 6 2 i2 0 0 4 - 7 1 36 。34 11 5 4 江滨新村 i i2 0 0 4 7 1 73 92 3 2 6 2 3 2 2 径流监测结果 集中监测的两场降雨分别在2 0 0 4 年7 月1 3 日和2 0 0 4 年7 月1 7 日，监测所 的径流流量及水质参数见图3 1 、3 2 。( 详细数据见附表) 2 0 0 0 1 8 0 0 1 6 0 0 1 4 0 0 0 1 2 0 0 誉1 0 0 0 踢8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 o 04 08 01 2 01 6 02 0 02 4 0 径流时间( m i n ) 1 5 江苏大学硕士学位论文 2 0 0 1 8 0 1 6 0 1 4 0 之1 2 0 b 0 5 1 0 0 量8 0 6 0 4 0 2 0 o 5 0 4 5 4 0 3 5 o3 0 箸2 5 看2 0 1 5 1 0 5 0 04 08 01 2 01 6 02 0 02 4 0 径流时间( m i n ) 04 08 01 2 01 6 02 0 02 4 0 径流时间( r a i n ) 04 08 01 2 01 6 02 0 02 4 0 径流时间( m i n ) o 2 1 o 9 8 7 6 5 4 3 2 l rleoou 江苏大学硕士学位论文 7 0 6 o 5 o 4 0 e 罡3 0 2 o 1 o o o 04 0 6 0 0 5 0 0 公4 0 0 吕 面3 0 0 螺 聪2 0 0 1 0 0 o 8 0 1 2 01 6 02 0 02 4 0 径流时间( m i n ) 04 08 01 2 0 1 6 02 0 02 4 0 径流时间( m i n ) 图3 1 降雨事俘i 中各监测点径流水质及径流量随径流时间变化图 f i g 3 - 1 hy d r o g r a p h sa n dp o l l u t o - g r a p h sf o rr a i n f a l le v e n t1 03 06 09 01 2 01 5 0 径流时间( m i n ) o 0 o o o 0 o o o 0 0 o o o o 0 o 0 0 8 6 4 2 0 8 6 4 2 l 1 l l l 一，l置一 江苏大学硕士学位论文 1 0 0 0 9 0 0 8 0 0 7 0 0 拿6 0 0 粤5 0 0 o 84 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 0 1 2 0 1 0 0 4 0 3 5 3 0 2 5 j 誉2 0 z 卜1 5 1 0 5 0 03 06 09 01 2 0 1 5 0 径流时间( m i n ) o3 06 09 01 2 01 5 0 径流时间( r a i n ) 03 06 09 01 2 01 5 0 径流时间( m i n ) 约 加 o 一，l凹宦一崎凸o 江苏大学硕士学位论文 5 0 4 0 j 箸3 0 山 卜 2 o 1 o o o 2 0 0 0 1 6 0 0 1 2 0 0 皇 蚓 爆8 0 0 聪 4 0 0 o 03 06 09 0 径流时间( r a i n ) 03 06 09 0 径流时间( m i n ) 图3 2 降雨事件i i 中各监测点径流水质及径流量随径流时间变化图 f i g 3 - 2 h y d r o g r a p h sa n dp o l l u t o - g r a p h sf o rr a i n f a l le v e n ti i 对长江路监测点分别在2 0 0 4 年1 0 月1 日和2 0 0 4 年1 0 月1 7 日进行了额外 的两场降雨的监测，用以对本文第四章中推导的模型进行验证和参数估计。监测 结果见表3 2 、3 3 。 1 9 江苏大学硕士学位论文 表3 - 2 降雨事件i 中监测点径流水质及径流量 t a b l e3 - 2m o n i t o r i n gr e s u l t so fr a i n f a l le v e n th i 径流时间径流量 样品编号 s s ( m g l )c o d ( m g l ) ( m i n )( r a m s ) 1 5 2 48 1 94 5 0 21 59 51 3 0 66 2 4 33 02 4 01 0 0 25 0 6 46 05 7 07 9 74 1 0 59 04 3 02 4 21 4 3 6 1 2 0 1 5 32 5 5 1 6 6 71 8 03 3 03 6 42 1 2 82 4 01 1 03 4 32 2 2 93 0 02 0 03 4 82 4 9 1 03 6 01 7 05 5 02 9 9 表3 3 降雨事件中监测点径流水质及径流量 t a b l e3 - 3 m o n i t o r i n gr e s u l t so f r a i n f a l le v e n t 径流时间径流量 样品编号 s s ( m g l )c o d ( m g l ) ( m i n )( m r r d s ) 152 41 0 9 35 1 7 2 1 59 52 1 2 2 8 3 5 33 02 4 08 5 43 5 7 46 05 7 06 7 92 8 5 59 0 4 3 0“6 2 8 6 6 1 2 01 5 3 4 8 8 2 2 6 71 8 03 3 04 5 62 3 5 82 4 01 l o3 5 81 7 6 3 3 径流污染特征分析 3 3 1 污染效应 本研究监测结果表明，镇江市城市地表降雨径流污染物浓度较高，尤其是道 路路面径流，s s 高达2 1 2 2 m g l ，c o d 达11 0 7 m g l ，b o d 5 高达2 3 2 m g l 。住宅 小区地表径流的污染程度较低，但污染物浓度峰值s s 、c o d 和b o d 5 也分别高 达1 8 2 0 、5 3 4 、1 0 4 m g l 。如表3 4 所示。 江苏大学硕士学位论文 表3 4 各监测点径流污染因子浓度范围 t a b l e3 - 4s u m m a ryo fr u n o f fw a t e rq u a l i t yf o rm o n i t o r i n ge v e n t s 监测点 水质参数 住宅区 公路合流制泵站 m g l 阳光花园江滨新村长江路东吴路 溢流口 s s 8 4 8 9 01 1 7 1 8 2 01 2 2 2 1 2 22 1 3 1 9 3 22 8 4 0 9 c o d1 9 1 3 38 8 2 5 3 4 1 0 7 9 8 61 4 7 1 1 0 74 4 2 5 2 3 b o d5 6 0 1 22 4 - 3 1 0 4 1 9 1 8 73 2 2 3 21 2 2 2 1 t n3 7 3 5 22 5 4 2 3 1 7 3 2 3 t p0 3 3 20 8 6 3 o 2 4 9 径流污染物的特征常用单一指标径流平均浓度( e m c ) 来表示： 胱：等：罟兰瓷 。1 式中：e m c 一径流平均浓度( m g l ) ； m 一整个过程中的污染物总质量( g ) ： v 一整个过程中的总流量( 岔) ： c f 一时变化浓度( m g t , ) ： q f 一时变化流量( m 3 m i n ) ； ，一整个过程的历时。 本研究监测的径流全过程的流量加权平均浓度( e m c ) 如表3 5 表3 - 5 各监测点污染因子径流平均浓度( e m c ) t a b l e3 - 5e m cf o rm o n i t o r i n gr a i n f a l le v e n t s 水质参数 监测点 ( e m c 均值) 住宅区公路合流制泵 m g l阳光花园江滨新村长江路东吴路 站溢流口 s s3 7 74 9 26 2 38 9 72 2 1 c o d 5 5 72 4 72 8 23 2 52 9 l b o d 1 3 1 4 9 2 3 2 34 7 87 7 t n5 21 0 1 1 9 3 t p1 32 7 2 1 2 l 江苏大学硕士学位论文 按照不同的土地使用类型划分，总体上来讲道路径流的s s 和c o d 浓度要 高于住宅区，尤其是s s 表现得较为明显。阳光花园污染程度较低主要是因为其 住宅密度低、绿化程度高以及卫生状况较好。江滨新村虽然也是住宅小区，但一 方面小区内人口密度较高，另一方面采样地点靠近小区内的市场、餐馆和商店集 中区，因此其径流具有商业街的特征。 1 9 9 5 年6 月到1 9 9 7 年1 1 月，韩国的jhl e e 和kwb a n g 在九个不同用途 的城市集水区( 三种土地利用类型：居民区、未发展区域和工业区) 监测了3 4 场暴雨。分析了径流以及生化需氧量( b o d 5 ) 、化学需氧量( c o d ) 、悬浮物( s s ) 、 总凯氏氮( t k n ) 、硝氮( n 0 3 - n ) 、正磷酸盐( p 0 4 - f ) 、总磷( t p ) 、正己烷、 铅和铁等水质指标1 1 4 】。结果表明暴雨过程中，住宅区径流的污染因子b o d 5 、 c o d 、s s 、n 0 3 - n 、t k n 、p 0 4 p 、t p 、p b 和f e 的浓度变化范围分别是：1 2 2 5 4 、 2 1 1 4 5 5 、1 3 - - - 2 7 9 6 、0 0 1 - - 4 3 1 、0 1 3 5 2 、0 8 9 2 1 0 5 、2 4 2 2 4 、0 0 0 2 - - 0 8 9 和 o 1 2 2 9 m g l ：工业区径流的污染因子b o d s 、c o d 、s s 、n o r n 、t k n 、p 0 4 p 、 t p 和p b 的浓度变化范围分别是：6 0 0 2 4 、1 0 8 1 0 、3 - 5 3 0 、0 0 1 5 4 3 、0 0 4 - - 4 7 2 、 0 0 9 - - 7 0 2 、0 1 l o 1 和0 0 0 4 - 0 8 9 1 m g l 。 韩国的这次研究的径流平均浓度( e m c ) 见表3 6 。 表3 - 6 韩国研究的各个集水区的径流平均浓度( e m c ) ( 单位：r a g l ) t a b l e3 - 6e m cf o rd r ya n dw e tw e a t h e re v e n t si nk o r e a ( u n i t ：m g l ) 集水区b b wy m wg y wy j wm s wc i c w ic i c w 2c i c w - 3c i c w 4 早河 早雨旱雨旱雨早雨早雨雨雨 雨 雨 降雨 b o d 5 5 2 81 2 9 75 0 38 5 68 7 31 2 2 14 4 51 3 77 5 37 79 7 23 9 3 8 1 5 3 3 7 c o d1 9 0 63 6 8 71 4 2 51 6 32 3 3 72 7 8 44 4 85 01 2 52 6 0 12 9 1 21 7 3 92 2 3 51 1 8 5 s s5 3 36 5 5 55 6 97 3 5 1 0 5 6 5 5 7 2 1 5 43 6 5 5 4 9 11 0 2 1 3 2 2 11 1 4 19 92 1 5 7 n 如n0 1 4 2 8 50 0 70 5o 3 2o 5 60 46 0 50 6 4o 91 3 82 0 90 6 91 1 5 t k n1 1 31 3 82 3 91 1 64 71 2 32 51 41 48 89 23 73 42 4 p 0 4 p 0 9 33 9 71 2 76 “2 3 95 8 621 3 53 3 l2 0 51 7 31 7 31 7 90 7 t p5 68 35 77 82 7l o 24 45 57 87 7543 91 2 p bo 2 20 0 90 2 30 o l 0 0 40 0 40 2 4 0 1 50 4 9o 1 50 0 8 o 2 60 2 2 f e1 1 9o o lo 2 l0 6 6o 2 9o 5 61 2 81 2 7 8 何庆慈，李立青等人2 0 0 3 年6 月2 3 日对汉阳城区四个集水区( 以居民区为 主) 的一次暴雨径流全过程进行了监测【2 8 1 。结果表明，汉阳城区降雨径流的s s 、 江苏大学硕士学位论文 c o d 、t p 和t n 平均浓度分别为6 0 1 1 、2 9 9 2 、0 8 8 和1 2 2 6 m g l 。 与国外的研究相比，无论是径流污染物的变化范围还是径流平均浓度均与镇 江市的情况有很大的差异。总体上来说污染程度要高于发达国家的研究结果。与 国内城市相比较镇江市径流污染情况相对较好，但差距并不大。 将监测结果与典型生话污水的相应指标值、我国适用于点源污染控制的污 水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 以及内江水质的相应指标值进行比较( 表 3 7 ) ，可见，城市道路路面径流雨水中的c o d 浓度与典型生活污水值相近，s s 的值是典型生话污水的3 4 倍。c o d 、b o d 5 、s s 的浓度远高于污水排放标准( 1 、 2 级) 的限值。即使是污染程度最轻的阳光花园住宅小区，其径流污染物浓度也 远远高于内江水质背景值。 表3 7 典型生活污水、污水综合排放标准及内江水质 t a b l e3 - 7w a t e rq u a l i t yp a r a m e t e r so f r e p r e s e n t a t i v ed o m e s t i cs e w a g e ，n e i j i a n ga n dd i s c h a r g e s t a n d a r d s 项目 s sc o db o d 典型生活污水 2 0 04 0 0 2 0 0 l 级7 01 0 02 0 “ 污水综合排放标准 2 级1 5 01 5 03 0 3 级4 0 05 0 03 0 0 内江水质背景值2 58 51 9 1 9 7 7 年，f i e l d 等人对美国各地区研究测试结果汇总比较【2 7 】，分析了早流时， 城市污水的污染物浓度、合流制排水中污染物浓度以及分流制排水中污染物浓度 的相对大小。如图3 3 所示。结果认为： a 城市污水与合流制排水具有一些相似的特征，比如，合流制排水的b o d 5 浓度约为城市污水的半。 b 分流制排水( 即地表径流排水) 则具有不同的特征，比如，其排水中b o d 5 浓度基本上达到二级污水处理厂出水的要求。 c 分流制排水中s s 浓度要明显大于城市污水的值，但其b o d 5 、总氮和总 磷都低于城市污水。 江苏大学硕士学位论文 舴刮警昏砸 瞻蚕i 值篆 图3 - 3 城市污水、台流制排水及城市地表径流中污染物浓度比较 f i g3 - 3c o m p a r a t i v eo f p o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o ni nm u n m p a ls e w a g e ，c s o sa n du r b a nr u n o f f 总之，从污染效应上来看镇江市的城市地表径流污染是相当严重的，必须采 取一定的措施加以控制。 332 污染物可降解性分析 从监测的结果来看，住宅区的b o d 5 的值并不明显高于道路，但从b o d 5 和 c o d 的比值来看住宅区的污染物可生化性要高于道路。合流制泵站的溢流排放 可生化性最好，应该是由于生活污水以及管内沉积物的影响。总体上来讲，城市 地表径流的可生化性较差。 p i t t 和f i e l d 的研究认为，由于城市地表径流中含有对生物有抑制作用的毒性 物质使得检测出的b o d s 较低，并依此认为采用b o d 5 作为衡量径流污染的参数不合 适城市地表径流中实际吉有可生物降解的有机物数量约占c o d 的5 0 。由于本次 实验并没有检钡4 径流中的毒性物质所以未能对此作出分析，需要今后进一步研究。 3 33 污染指标的相关性 监测结果表明，无论是道路径流还是住宅小区内的地表径流，其b o d s 与 c o d 之间都存在较好的线性相关关系，如图3 - 4 所示。c o d 与s s 之间也存在 着线性相关关系如图3 - 5 所示。 3 5 3 0 2 5 拿2 0 3 1 5 凸 昌1