| 说明径流系数受到雨强确定性影响，雨强越大，径流系数越大。
3.2路面路面冲刷前后的粒级特征
在室内的实验中，样品采用固定粒级比重的样品进行实验，每次样品重15g，共进行16次不同雨强的降雨实验。雨强范围0.291-0.762mm/min，由于本文收集的样品属于vaze定义的“自由载荷”（freeload）,所以上述实验主要反映自由载荷的冲刷规律。通过雨前样粒径分布和雨后样粒径分布的比较，可明显看出，在多次的冲刷试验中，>300um,150-300um,48-300um等三个粒径组在降雨冲刷后的比例比原样明显有所提高，而较细的粒径组比例则比原样比重有所下降。这表明整个样品经降雨冲刷后，粒径有粗化的趋势，而在不同雨强的冲刷中，>300um,150-300um,48-300um三个粒径组灰尘比重的增加表明这些尘土颗粒具有相同的水力学特征，因而具有相同的冲刷特点。这和粒径组的物质冲刷形成对比，该组比重下降，说明该粒级组在所有的降雨事件中都表现出更强的可蚀
图3冲刷前后粒级分布对比
Fig3Thecomparationbetweenthegrain-sizedfractionsofthedust
beforewashingandwhichafterwashing
性。一些研究认为细粒灰尘在冲刷中更易被冲刷掉，但究竟哪个粒级物质易于冲刷尚不明确，这在本实验中的到回答。各粒级组16次实验平均冲刷损失比例分别为：>300um,占39.12%；150-300um,占36.03%；48-300um，占30.16%；，占53.27%；可见细粒物质主要是的灰尘损失较多，略多于50%。
从携带氮磷成分的粒级分配看，很多的研究表明氮磷物质主要附着于48-300um和两个粒级组，在西湖北里湖路面采样也证实了这一点（表2），日常监测从2010年3月
表2杭州北山路路面灰尘氮磷含量的粒级分布
Tab2ThecontentsofTN,TPindifferentgrainsizefractionsin
thedustonBeishanstreetinHanghzhou
|
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粗颗粒(大于300目)
|
细颗粒（48-300um）
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极细颗粒（小于48um）
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TN
(g/kg)
|
TP
(g/kg)
|
TN
(g/kg)
|
TP
(g/kg)
|
TN
(g/kg)
|
TP
(g/kg)
|
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三月
|
4.151
|
1.339
|
4.145
|
1.405
|
3.356
|
1.44
|
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四月
|
4.555
|
1.31
|
6.761
|
1.363
|
5.031
|
1.586
|
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五月
|
1.943
|
1.319
|
2.88
|
1.184
|
1.542
|
1.315
|
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六月
|
0.353
|
0.723
|
1.162
|
0.618
|
1.270
|
0.776
|
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七月
|
1.493
|
0.783
|
1.834
|
0.929
|
1.996
|
0.717
|
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八月
|
1.652
|
0.843
|
2.169
|
0.821
|
1.934
|
0.666
|
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总平均
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2.358
|
1.053
|
3.159
|
1.054
|
2.522
|
1.083
|
开始至2010年9月，灰尘样品的TN测定采用半微量凯式法，TP的测定采用钼锑抗分光光度法。表中也可发现氮磷物质的主要集中在48-300um和两个粒级组中，且一般灰尘粒级组的重量百分比可占50%以上，所以，可以推测在降雨初期的一段时间中，一半以上的细粒物质被冲刷，同时也伴随着大量氮磷物质的流失。
3.3雨强对路面冲刷和沉积的影响
目前很多研究论证了降雨雨强对冲刷有着极其重要的影响，一般冲刷量会随着雨强的增大而增大，但本室内实验的结果似乎并不支持这一结论，如前所述，采用室内模拟的方法获得16次冲刷数据,将每次投放的总量减去冲刷后的路面残留量获得每次输出量，并计算残留量比例，用残留比例与雨强两个变量做图，见图4。
图4雨强和路面残留量关系
Fig4Therelationshipbetweenrainfallintensityandtheresidualquantityofthedustafterrain
很明显，雨强增大而相应的冲刷比例却在减小。实际上，很多实验数据论证了雨强增大冲刷强度增大的结论，因此影响路面物质输出的其他因素就值得深入的探讨，一个最主要的因素是路面水流的沉积作用。试验中的目视观察可以发现，在雨强较大的几次试验中路面底部位置都会发现有较大量的物质沉积，底部沉积区域由路面最底部的5快地面砖构成（见图1），约占全部路面的1/5,灰尘投放量为3g，冲刷实验后，将路面最底部与路面其他部分残留物质分开收集，称重并计算残留物占总投放量的比重，获得表3
表3几次实验中路面不同部位物质残留
Tab3Theresidualondifferentpartsofroadintheseveralexperiments
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雨强（mm/min)
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0.419
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0.546
|
0.558
|
0.576
|
0.639
|
|
路面底部残留物重量（g）
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3.4
|
3.896
|
1.45
|
3.719
|
4.37
|
|
路面底部残留物比重(%)
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22%
|
25%
|
13%
|
24%
|
28%
|
|
路面其他部分残留比重(%)
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48%
|
53%
|
42%
|
42%
|
38%
|
|
路面总冲刷量所占比重（%）
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30%
|
22%
|
45%
|
34%
|
34%
|
|
冲刷、残留总计
|
100%
|
100%
|
100%
|
100%
|
100%
|
从表3可看到5次实验中，有4次底部收集到的物质量大于3g，明显路面底部发生了堆积作用。可见实验中最终路面冲刷出的物质量应是冲刷和堆积共同作用的结果。这就揭示了路面物质冲刷量不随雨强增大而增大的原因。路面上部形成的表面径流汇集至路面底部，底部水层厚度较大，而路面上部水层相对较薄，雨点在底部的冲击力量由于受到较厚水层的削弱，因而对沉积物的扰动较小，沉积物不易被流水带走；另外，路面底部是坡度相对较小区域，水流流速降低，径流中的携带物易发生沉积，这和日常在城市道路观察到的现象非常一致，雨后灰尘往往会集中在路肩与路面的结合处。
同时从表中也可发现，除路面底部以外的其他4/5面积（投放了12g灰尘）发生了净冲刷，路面残留比重从38%到53%，物质冲刷量从4.05g-6.3g,大部分实验中上部路面损失超过50%，随着雨强的增大，这一部分路面的残留量所占比重变小，物质损失量增大，冲刷掉的物质有可能在路面底部发生堆积。 2/5 首页 上一页 1 2 3 4 5 下一页 尾页 |
