北京村镇降雨径流污染及排放特征研究[1]_EMC

图1 典型降雨时间过程中降雨量-径流流量-污染物变化过程

Fig.1 Time-dependent profiles ofprecipitation, runoff flowrate and concentrations of pollutants in the runoff

污染物浓度的峰值一般提前于径流流量的峰值（见表5），在整个径流污染排放过程中，前期的污染物浓度明显高于后者，污染物浓度变化与径流中颗粒物变化趋势基本一致。村镇雨水径流中的颗粒物主要有两个来源，第一是屋面、路面、街道、沟渠等硬化下垫面；另一个来源是村镇庭院土壤。在降雨初期随着径流量的产生，这两个来源的颗粒污染物造成了径流中颗粒物浓度迅速上升；但是，由于在硬化下垫面上积累的颗粒物数量有限，随着降雨进行颗粒物浓度很快下降。另一方面，村镇庭院表层土壤在雨水径流的冲刷下持续发生侵蚀流失进入地表径流，在中等颗粒物浓度范围维持一段时间。

表4 污染物峰值与径流峰值的间隔时间

Table 4. Timeinterval between the peak of runoff and pollutants

3.2.2污染物相关关系

为了进一步了解地表径流污染物特征，我们分析了水中不同污染物参数之间的相关性（表5），悬浮物质与有机污染物和磷污染高度相关，与总氮的相关性相对较低。这说明村镇降雨地表径流大部分污染物是由颗粒物质所携带的。据此我们可以得出，通过加强对主要道路的管理和清扫，减小径流对下垫面的冲刷、降低水土流失程度和对雨水径流截流、沉淀处理可以有效控制污染物总量。

表5 污染物参数间的平均相关性关系

Table 5. The average correlationshipbetween pollutant parameters

3.2.3初期冲刷效应

初期冲刷效应是指在径流初期，与初期流量不成比例的大部分污染物被冲刷进入地表水体的现象^[10]。

CODSS

TN TP

图2 COD、SS、TN、TP无量纲曲线

Figure 2 The dimensionless curve of COD、SS、TN、TP

Bertrand提出占总径流量30％的初期径流(FF30)运移80％以上的污染负荷来评估降雨径流污染初期冲刷效应^[12]。本研究对6次形成较大径流的降雨进行初期冲刷效应的研究中国学术期刊网。绘制大牛坊村和榆林村COD、SS、TN、TP四项指的径流量累计率与质量累计率的对应曲线。当无量纲曲线位于平衡线之上，则可以判断发生了初始冲刷现象。如图2所示,这6场降雨都存在初期冲刷效应，其中，2009年7月23日、2009年8月1日、2009年8月9日、2010年8月4日降雨具有明显初期冲刷效应。根据多次降雨事件所得数据取平均得出EMC，30%的径流量运移约70%的污染物。Geiger以污染物累积污染负荷与累积径流量形成的无量纲曲线的发散来确定是否发生初期冲刷效应^[11]。

L=F^b

L为质量累积率；F为流量累积率。b为初期冲刷系数，该系数能反映L、F曲线与平衡线的偏差，b 与初期冲刷效应呈反比，b小于1说明存在初期冲刷效应，b越小说明初期冲刷强度越大。

表6 不同降雨事件污染物初期冲刷系数

Table 6 The first flush coefficient ofrainfall runoff events

由图表分析，在四次具有明显初期冲刷效应的降雨事件中，在相同下垫面条件下，降雨量越大，初期冲刷效应越明显，与雨强无明显关系。

4.结论( Conclusions )

1. 村镇地表径流与《地表水环境质量标准》中V类水标准比较，大牛坊和榆林村TN分别超标1.5倍、2.4倍，COD分别超标42倍、7倍。

2.地表径流污染物主要以颗粒态存在，且COD和SS为主要污染指标。

3．农村集镇降雨径流中TP、TN、COD与SS的事件平均浓度（EMC）均值分别为0.28、4.18、143.66、749.10、m g·L^-1。

4．近70％的TP、TN、COD与SS污染负荷由占总径流量30％的初期径流所运移，降雨径流污染物具有较明显的初期冲刷效应。

5．在相同下垫面条件下，降雨量越大，初期冲刷效应越明显，与雨强无明显关系。

参考文献：
[1]Saget A., Database on stormwater quality: distribution of discharged pollutant loads andsizes of interception constructions [D] Paris, France: Ecole Nationale desPonts et Chaussess, 1994:333.(in French)
[2]Gromaire M. C.,Garnaud F., Saad M., et al. Attribution of different sources to thepollution of wet weather flows in combined sewers[J].WaterResearch,2000,35:521-533.
[3]车武，刘红，汪慧贞，北京市屋面雨水污染及利用研究[J].中国给水排水，2001, 17（6）：57-61.
[4]李立青，尹澄清，何庆慈，武汉汉阳地区城市集水区尺度降雨径流污染过程与排放特征[J].环境科学学报，2006, 26（7）：1057-1061.
[5]Deletic A B, MaksimovicC T. Evaluation of water quality factors in storm run of from paved areas[J]．Journal of Environment Engineering, 1998, 124 (9):869—879.
[6]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M]4版.北京:中国环境科学出版社，2002.
[7]Sansalone J J, CristinaC M. 2004. First flush concepts for suspended and dissolved solids in smallimpervious watersheds[J ]. J .Environ Eng,130(11):1301-1314.
[8]李立青尹澄清，雨、污合流制城区降雨径流污染的迁移转化过程与来源研究[J]，环境科学，2009, 30(2)：368-375
[9].陈炬锋，刘磊磊，雨水水质研究进展[J]. 安徽农业科学，2007,35(7):2045-2046
[10]Schueler T R1987.Controlling urban runoff: A practical manual for planning and designingurban BMPs[M]. Washington DC: Dept of Envir Programs ,Metropolitan Washington Council of Governments.1-27.
[11]Geiger W. Flushingeffects in combined sewer systems [J].Urban Storm Drainage, Lausanne Switzerland, l987,4:40- 46．
[12]Bertrand JL, ChebboG, Saget A.1998.Distribution of pollutant mass vs volume in stormwaterdischarges and the first flush phenomenon [J].Water Res, 32:2341-2356.
 

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