本站小編為你精心準(zhǔn)備了合流制排水口污染負(fù)荷排放規(guī)律參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《水利水電技術(shù)雜志》2015年第S1期

摘要:

隨著廣州市中心城區(qū)河道水環(huán)境治理力度的加大，合流制溢流污染問題越來越突出，對(duì)城市河道水體構(gòu)成了日益嚴(yán)重的威脅。本文選取廣州市中心城區(qū)典型合流制排水口進(jìn)行了18場(chǎng)降雨的徑流污染監(jiān)測(cè)，總結(jié)了在典型小雨、典型中雨及典型大雨場(chǎng)次下排水口各水質(zhì)指標(biāo)隨降雨歷時(shí)的變化規(guī)律，同時(shí)分析了18場(chǎng)降雨的排水口最高濃度、平均濃度與總降雨量的關(guān)系，研究成果可為合流制污染控制工程的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞:

合流制排水系統(tǒng);溢流污染;污染負(fù)荷;降雨量;水質(zhì)監(jiān)測(cè)

1研究背景

廣州市地處珠江河網(wǎng)地區(qū)，河涌眾多，市區(qū)有大小河流221條，總長(zhǎng)度約854.2km。由于歷史原因，廣州市中心城區(qū)基本都是雨污合流制排水系統(tǒng)［1－3］，即使按雨污分流排水系統(tǒng)規(guī)劃的新城區(qū)，建成后也并未真正形成分流制，雨污混接現(xiàn)象相當(dāng)普遍，幾乎所有被調(diào)查的雨水管中都有污水接入，這種情況在國(guó)內(nèi)大中城市中比較常見［4－5］。合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污染來源主要是地表面源沖刷污染、原生活污水污染物、管道沉積物污染等，在降雨過程中隨雨水徑流一并溢流進(jìn)入河網(wǎng)，進(jìn)而污染水體。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家合流制排水系統(tǒng)實(shí)際采用的截流倍數(shù)通常是排水管網(wǎng)的3～5倍，我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定1～5倍，但通常情況下在設(shè)計(jì)中為節(jié)省投資選取0.5～1倍，因此，我國(guó)城市的合流制溢流污染問題比較突出。從國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來看，合流制排水系統(tǒng)可以通過工程和非工程措施實(shí)現(xiàn)對(duì)城市溢流污染的控制。德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家并沒有完全采用分流制，而是對(duì)已有的合流制進(jìn)行截流以控制雨天溢流污水，同時(shí)采取措施控制雨水排放量和排放速率，并控制徑流雨水中污染物的排放［6－8］。目前，廣州市擬對(duì)合流制溢流污染進(jìn)行有效控制，但由于缺乏基本的水質(zhì)基礎(chǔ)資料，無法支撐進(jìn)一步的研究。因此，開展典型合流制排水口的水質(zhì)基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)對(duì)控制合流制溢流污染具有重要的研究意義。本文選取廣州市中心城區(qū)典型大型合流制排放口進(jìn)行了徑流污染的連續(xù)監(jiān)測(cè)，獲得了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，初步研究了污染負(fù)荷的排放規(guī)律。

2監(jiān)測(cè)方案簡(jiǎn)介

本次監(jiān)測(cè)選取了廣州市中心城區(qū)獵德涌沿岸的大型排水渠箱即五山渠箱。獵德涌是廣州市天河區(qū)排泄雨水的主要河涌之一，起源于華南理工大學(xué)校內(nèi)的東、西湖，經(jīng)天河北、珠江新城區(qū)、獵德村匯入珠江前航道，全長(zhǎng)約4.3km。五山渠箱的承雨區(qū)范圍較大，主要為學(xué)校、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、渠箱出口有閘門控制，旱天關(guān)閉閘門進(jìn)行截污，雨天開啟閘門排水，產(chǎn)生溢流污染。試驗(yàn)人員共監(jiān)測(cè)了18場(chǎng)降雨(見表1)，選取COD、SS(懸浮物)、NH3－N(氨氮)、TN(總氮)作為水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。選取典型小雨、典型中雨及典型大雨場(chǎng)次(見圖1～圖3)分析排水口各水質(zhì)指標(biāo)隨降雨歷時(shí)的變化規(guī)律，另外，統(tǒng)計(jì)了18場(chǎng)降雨的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析排水口最高濃度、平均濃度與總降雨量的關(guān)系。

3典型場(chǎng)次降雨的污染負(fù)荷排放規(guī)律分析

由于合流制溢流污染的來源主要是地表污染物的沖刷、旱天污水的混入及管道沉積物的沖刷，因此，一般而言，合流制排口存在初期雨水效應(yīng)問題，即污染物負(fù)荷隨降雨歷時(shí)呈現(xiàn)出先快速增加又逐漸減小的趨勢(shì)。

3.1典型小雨典型小雨降雨場(chǎng)次的水質(zhì)指標(biāo)隨降雨歷時(shí)的變化如圖4所示，其中NH3－N、TN兩個(gè)指標(biāo)采用左側(cè)縱軸，COD、SS指標(biāo)采用右側(cè)縱軸。從圖中結(jié)果可見，COD的總體濃度不高，呈現(xiàn)出兩個(gè)峰值，第1個(gè)峰值的時(shí)間約是降雨后20min，濃度約25mg/L，呈現(xiàn)出一定的初期效應(yīng)且濃度變化具有波動(dòng)性，第2個(gè)濃度峰值與第1個(gè)峰值相當(dāng)，在第2個(gè)峰值過后，出現(xiàn)了一定的翹尾現(xiàn)象，說明隨著徑流強(qiáng)度的降低，溢流污染物的濃度會(huì)在后期發(fā)生一定的升高;SS(懸浮物)的變化與COD類似，也呈現(xiàn)一定的初期效應(yīng)和濃度的波動(dòng)性，兩者的濃度變化同步性較好，說明二者的關(guān)聯(lián)度較高;SS的第2個(gè)峰值明顯高于第1個(gè)峰值，達(dá)到52mg/L，可能由于管道沉積物的沖刷過程滯后于生活污水溢流混合過程導(dǎo)致的，第2個(gè)峰值的形成是二者綜合作用的結(jié)果;NH3－N和TN的同步性很好，說明二者的關(guān)聯(lián)度也較高，兩者的初期效應(yīng)和波動(dòng)程度都弱于COD和SS，呈現(xiàn)的濃度變化規(guī)律與COD和SS不同。以NH3－N為例，在降雨40min內(nèi)，濃度的升高較快，從4mg/L增加到19.5mg/L之后基本保持平穩(wěn)。

3.2典型中雨典型中雨降雨場(chǎng)次的水質(zhì)指標(biāo)隨降雨歷時(shí)的變化如圖5所示。由圖5可見，由于降雨強(qiáng)度增加，各水質(zhì)指標(biāo)的濃度大幅度增加，說明溢流污染在該組次下較為嚴(yán)重?？傮w上看，各水質(zhì)指標(biāo)的濃度波動(dòng)性有所減弱。COD的最大濃度峰值在降雨20min時(shí)出現(xiàn)，達(dá)到122mg/L，之后快速下降到20mg/L以內(nèi);SS(懸浮物)的變化與COD類似，其峰值出現(xiàn)時(shí)間在降雨30min時(shí)，隨后快速下降到15mg/L以內(nèi);NH3－N和TN兩個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律基本完全一致，與COD、SS的峰值型變化不同，其變化是單調(diào)下降的濃度曲線，其初期效應(yīng)體現(xiàn)為降雨前期的濃度快速衰減。以NH3－N為例，降雨初期最高濃度為18mg/L，濃度快速衰減的階段是降雨45min以內(nèi)，之后濃度保持平穩(wěn)。上述濃度變化規(guī)律與降雨分布特征密切相關(guān)，該場(chǎng)次的降雨基本集中在前20min，后面基本無降雨，所以COD、SS呈現(xiàn)單一峰值。

3.3典型大雨典型大雨降雨場(chǎng)次的水質(zhì)指標(biāo)隨降雨歷時(shí)的變化如圖6所示。從圖6中結(jié)果可見:(1)由于降雨強(qiáng)度的進(jìn)一步增加，各水質(zhì)指標(biāo)的濃度反而有所降低，說明徑流量的加大稀釋了溢流污染的濃度。(2)各水質(zhì)指標(biāo)均不同程度的存在一定的初期效應(yīng)，COD的濃度變化相對(duì)平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)明顯的峰值，基本在15mg/L附近微幅波動(dòng);SS(懸浮物)的變化呈現(xiàn)出初期效應(yīng)，并存在兩個(gè)峰值，第1個(gè)峰值在降雨30min時(shí)，濃度為52mg/L，第2個(gè)峰值濃度低于第1個(gè)峰值且較為平緩，濃度為40mg/L。(3)NH3－N和TN兩個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律基本完全一致，以NH3－N為例，比較明顯的濃度峰值出現(xiàn)在降雨28min，達(dá)到7.2mg/L，之后濃度在降雨過程中逐漸下降，在后期又有所升高。

4排水口最高濃度、平均濃度與總降雨量的關(guān)系分析

18場(chǎng)降雨的排水口最高濃度、平均濃度與總降雨量的統(tǒng)計(jì)關(guān)系如圖7～圖10所示。由圖7～圖10可知，濃度與總降雨量的關(guān)系較為復(fù)雜，不是明顯的線性或非線性關(guān)系，但是仍然可以看出一些總體的規(guī)律。排出個(gè)別離散很大的測(cè)點(diǎn)，總體上，隨著總降雨量的逐漸增加，合流制排水口的COD和NH3－N(氨氮)的濃度是逐漸下降的趨勢(shì)，濃度的高值區(qū)主要集中在總降雨量5～12mm之間。

5結(jié)語

研究結(jié)果表明:(1)合流制排水口濃度隨降雨歷時(shí)的變化是復(fù)雜的，大多數(shù)情況下合流制溢流污染存在初期效應(yīng)，但同時(shí)濃度也存在較大的波動(dòng)性，經(jīng)常有兩個(gè)以上的濃度峰值存在。(2)多峰值通常出現(xiàn)在降雨分布相對(duì)均勻時(shí)，前期的短歷時(shí)強(qiáng)降雨常常出現(xiàn)單一峰值。(3)濃度的變化與管道內(nèi)的沉積物沖刷起動(dòng)有關(guān)，最高濃度、平均濃度與總降雨量的關(guān)系也較為復(fù)雜，不是明顯的線性或非線性關(guān)系。(4)隨著總降雨量的逐漸增加，合流制排水口的COD和NH3－N(氨氮)的濃度是逐漸下降的趨勢(shì)，濃度的高值區(qū)主要集中在總降雨量5～12mm之間。

參考文獻(xiàn):

［1］常靜，劉敏，許世遠(yuǎn)，等.上海城市降雨徑流污染時(shí)空分布與初始沖刷效應(yīng)［J］.地理研究，2006，25(6):994-1002.

［2］李立青，尹澄清.雨、污合流制城區(qū)降雨徑流污染的遷移轉(zhuǎn)化過程與來源研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2009，30(2):368-375.

［3］邊博，朱偉，黃峰，等.鎮(zhèn)江城市降雨徑流營(yíng)養(yǎng)鹽污染特征研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2008，29(1):19-25.

［4］任玉芬，王效科，韓冰，等.城市不同下墊面的降雨徑流污染［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25(12):3225-3230.

［5］黃金良，杜鵬飛，歐志丹，等.澳門城市小流域地表徑流污染特征分析［J］.環(huán)境科學(xué)，2006，27(9):1753-1759.

［6］GeigerW.Proceedingsofthe4thinternationalconferenceurbanDrainage［C］//Lausanne:Switzerland，1987:40-46.

［7］JeffreySoller，JulieStephensona.Evaluationofseasonalscalefirstflushpollutantloadingandimplicationsforurbanrunoffmanagement

［J］.JournalofEnvironmentalManagement，2005，76(4):309-318.

［8］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第三版)［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1989.

作者：劉達(dá) 黃本勝 邱靜 洪昌紅 彭曉春 單位：廣東省水利水電科學(xué)研究院 廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河口水利技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室 廣州市水務(wù)工程建設(shè)管理中心