西北城市非點源污染特征及控制研究——以西安市為例.pdf

1、城市非點源污染與點源污染相比,非點源污染的范圍廣、不確定性大、過程復(fù)雜,因此它的研究和治理難度就更大。20世紀(jì)70年代,美、英等發(fā)達國家就已對城市非點源開展了大量的研究監(jiān)測工作,而我國對于城市非點源的研究最早開始于20世紀(jì)80年代初,以北京、上海、廣州、武漢等大中城市研究較多,但系統(tǒng)的城市非點源污染監(jiān)測資料幾乎沒有,有限的案例研究通常只針對某幾場暴雨徑流過程的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)來進行,尤其是在北方城市,對城市非點源的研究開展甚少。因此,研究西

2、北缺水地區(qū)典型城市非點源污染的特性及規(guī)律十分必要,還可為西北城市非點源污染的控制管理提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文以西安市皂河小流域和主城區(qū)地表徑流非點源污染為研究對象,借鑒國內(nèi)外在城市非點源污染方面的研究經(jīng)驗,對西安市非點源污染特征進行了監(jiān)測和分析,并運用人工濕地對城市地表徑流污染進行模擬控制試驗研究,主要內(nèi)容如下:
　　(1)對西安市重污染河流----皂河進行了非洪水期和洪水期水質(zhì)水量監(jiān)測,根據(jù)水質(zhì)和流量監(jiān)測結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),皂河

3、水質(zhì)很差,但上游和中游兩個污水處理廠作用明顯,河水經(jīng)過處理后水質(zhì)會有所好轉(zhuǎn)。洪水期污染物平均濃度小于基流平均濃度(SS除外),降雨徑流對皂河有一定的稀釋作用;洪水過程中,非點源污染負荷所占比重較大;皂河非點源污染負荷所占比重較小,2010年的非點源年負荷中,除SS外,各指標(biāo)非點源污染負荷所占比重均在10％以下。
　　(2)運用城市暴雨管理模型對皂河流域水質(zhì)水量進行了模擬,包括排水子區(qū)域、排水管網(wǎng)、匯水路線的合理性概化。并以2010

4、-2011年實際監(jiān)測的9場降雨過程的流量及水質(zhì)為原始數(shù)據(jù),進行洪水期與非洪水期的分離處理,以處理后的洪水期流量和各水質(zhì)濃度數(shù)據(jù)為依據(jù),率定并驗證模型。
　　(3)根據(jù)對理工大家屬院6場不同降雨過程的實際監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)“落地前雨水—屋面徑流—路面徑流—小區(qū)出口徑流”的城市雨水演變過程中,水質(zhì)變化規(guī)律明顯,落地前雨水水質(zhì)最好,屋面徑流和小區(qū)出口徑流水質(zhì)較差,路面徑流水質(zhì)最差;前期晴天時間短的降雨徑流污染物平均濃度明顯低于前期晴天時間長的降

5、雨。同一場降雨過程,初期徑流水質(zhì)明顯比降雨結(jié)束時差;從落地前雨水到小區(qū)出口徑流的雨水演變過程中,除可溶性TP平均濃度未超出地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,COD、NH3-N、TN平均濃度均超出地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),居民樓前的草帶對降雨徑流中污染物的濃度削減作用明顯,約1.0m寬的草帶對屋面徑流污染物COD和氮的削減率基本都在30%左右。
　　(4)對西安市不同功能區(qū)(交通區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)和居住區(qū))進行降雨徑流污染監(jiān)測

6、,分析西安市主城區(qū)非點源污染的特點,結(jié)果表明,城市降雨徑流污染初期效應(yīng)明顯,交通區(qū)徑流中污染物濃度波動幅度最小,居住區(qū)污染物濃度波動幅度最大;2010年西安市SS、COD、NH3-N、TN、TP、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的非點源污染負荷量分別為12958.48 t、3444.19 t、141.90 t、231.37 t、7.49 t、0.94 t、4.29 t、2.19 t、1.07 t、1.44t。交通區(qū)各指標(biāo)輸出系數(shù)最大,綠地各

7、指標(biāo)輸出系數(shù)最小。
　　(5)潛流人工濕地對西安市道路雨水徑流污染進行控制試驗結(jié)果表明:①水平潛流和復(fù)合流兩組人工濕地的最佳運行工況均為運行間隔天數(shù)為7 d、水力停留時間為48 h、水深為550 mm的組合;②水力停留時間為影響兩組人工濕地凈化效果的最主要因素;③改變水流方式的復(fù)合流人工濕地系統(tǒng)凈化效果優(yōu)于水平潛流人工濕地系統(tǒng)5%左右;④人工濕地的水量削減率、污染負荷削減率均在50%以上,削減能力較強,且削減量與人工濕地的建設(shè)面積