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《重庆大学》 2012年
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山地城市面源污染时空分布特征研究

王书敏  
【摘要】:随着城市化进程的快速推进,由于暴雨径流冲刷引起的城市面源污染已成为受纳水体水质安全的重要威胁。城市面源污染的产生随机性强,影响因素众多,不同地区的研究结果鲜有一致。山地城市地形起伏多变,其面源污染的发生规律更为复杂,认识山地城市不同用地类型暴雨径流污染的时空分布特性、初期冲刷效应、污染物赋存形态分布特性,建立山地城市暴雨径流污染模型,对于山地城市暴雨径流管理具有重要意义。论文以山城重庆为例,以山地城市典型下垫面为研究对象,观测了不同用地属性的场次降雨径流特性,耦合分析了场次降雨径流监测结果,得出主要结论如下: ①山地城市暴雨径流污染物浓度时间分布特征研究表明,场次降雨中单一用地下垫面和城市综合流域的暴雨径流污染物浓度变化规律不同,单一下垫面大部分污染物浓度单调递减,且浓度主要降低时间段发生在产流后10-20min,而综合性流域场次降雨径流中污染物最高浓度出现在暴雨径流中前期。大尺度流域污染物浓度峰值时间滞后于径流峰值时间,小尺度流域则相反(Cd除外);大尺度流域的峰值流量和峰值雨强、降雨持续时间显著相关,而小尺度流域的峰值流量与降雨量、降雨持续时间显著相关。 ②山地城市暴雨径流模拟研究表明,山地城市暴雨径流模型的参数取值与平原城市有较大区别。对于综合性流域,SWMM模型水力模块中透水凹蓄、不透水凹蓄、透水地面曼宁系数的取值山地城市均小于平原城市,而水质模块中污染物冲刷系数和冲刷指数的取值均大于平原城市。对于单一下垫面来说,山地城市暴雨径流污染物浓度时间分布符合指数冲刷模型,交通干道、屋面、居民区道路常规指标的相关系数分别达到0.75-0.88、0.81-0.91、0.73-0.94,且冲刷指数绝对值大于平原城市,表明山地城市暴雨径流具有较快的污染物浓度降低速率。 ③山地城市不同下垫面暴雨径流污染物EMCs(Event Mean Concentrations)分析表明,城市交通干道TSS和COD的EMCs(597和408mg/L)显著高于生活区道路、商业区、混凝土屋面、瓦屋面和校园综合汇水区;生活区道路、商业区和城市交通干道TN的EMCs(7.1-8.6mg/L)相互接近,且高于混凝土屋面、瓦屋面和校园综合汇水区三种用地类型,TN以溶解性氮为主要赋存形态(占TN的73-82%),而溶解性氮中又以无机氮为主(占TN的63-82%)。对于TP、NH_3-N来说,校园汇水区、瓦屋面的EMCs较低,满足地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类标准,而城市交通干道和商业区TP、NH_3-N的EMCs则分别是该标准的2.35-5倍和3倍。对于重金属,Cu和Zn的EMCs则满足地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类标准,而Pb和Cd的EMCs则远大于地表水环境质量标准(GB3838-2002)的规定浓度。 ④山地城市不同下垫面暴雨径流污染负荷产率研究表明,城市交通干道是城市面源污染负荷的主要贡献体,其TSS、COD、TP、TN、NH_3-N、NO_3-N、Fe、Cu、Zn、Pb和Cd的污染负荷产率分别达到589、404、1.0、8.5、4.4、2.1、11.1、0.124、0.6、0.63和0.05t/(km~2*y),高于其他用地类型。与平原城市相比,在年降雨量相近的前提下,山地城市交通干道的污染负荷产率大于平原城市。 ⑤应用M(V)法识别初期冲刷效应,结果表明,对于小坡度单一下垫面(≤2.5%),在降雨强度9.1±4.0mm/h的条件下,初期40%的降雨量约携带了50-80%的污染负荷;对于大坡度路面(30%),初期20%的降雨容纳了42-58%的污染负荷(降雨强度8.5mm/h)。从污染负荷控制的角度考虑,建议山地城市大坡度道路以初期20%-30%的暴雨径流作为控制量(2.6-3.8mm),小坡度单一下垫面以初期40%的降雨径流作为控制量(3.2mm)。应用最优分割模式识别初期冲刷效应,结果表明,最优分割模式克服了M(V)法判断标准不一致、不能直接获取需要控制的初期径流量、无法识别中后期冲刷现象的缺点,但应以首要控制污染物作为初期径流控制量的判断依据。与平原城市相比,山地城市单一下垫面初期冲刷效应的发生几率几乎达到100%,高于平原城市的发生概率,且城市下垫面坡度的增加,增强了初期冲刷效应的发生强度。 ⑥绿色屋顶可显著消减同面积不透水屋面的径流峰值、延缓径流产生时间、减少径流产生总量。同时,绿色屋顶具有良好的中和能力、硝化能力,但对氮磷的控制能力较差,相对于降雨雨水来说,绿色屋顶往往有溶解性氮磷的释放,绿色屋顶对污染负荷的消减主要是源于暴雨径流量的消减。绿色屋顶暴雨径流水质的季节差异明显,夏季污染物浓度较低,而春秋季节污染物浓度较高;随运行时间的延长,绿色屋顶暴雨径流总氮和硝酸根浓度逐渐降低,而总磷和磷酸盐浓度则呈现出一定的波动性;气温越高、前期干旱时间越长,越有利于绿色屋顶径流中氨氮浓度的降低,绿色屋顶径流中的总磷和氨氮主要来自降雨中的总磷和氨氮。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X501

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏宏生;林芳莉;;广州市城区降雨径流水质特征分析[J];环境科学与管理;2010年05期
2 张亚东,车伍,刘燕,李俊奇;北京城区道路雨水径流污染指标相关性分析[J];城市环境与城市生态;2003年06期
3 常静;刘敏;许世远;侯立军;王和意;Ballo Siaka;;上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应[J];地理研究;2006年06期
4 车伍;张炜;李俊奇;孟光辉;汪宏玲;;城市雨水径流污染的初期弃流控制[J];中国给水排水;2007年06期
5 申丽勤;车伍;李海燕;何卫华;李世奇;;我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施[J];中国给水排水;2009年04期
6 杨爱玲,朱颜明;地表水环境非点源污染研究[J];环境科学进展;1999年05期
7 车伍,欧岚,汪慧贞,李俊奇;北京城区雨水径流水质及其主要影响因素[J];环境污染治理技术与设备;2002年01期
8 陈莹;赵剑强;胡博;;西安市城市主干道路面径流污染及沉淀特性研究[J];环境工程学报;2011年02期
9 杨柳,马克明,郭青海,赵景柱;城市化对水体非点源污染的影响[J];环境科学;2004年06期
10 边博;朱伟;黄峰;卞勋文;;镇江城市降雨径流营养盐污染特征研究[J];环境科学;2008年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 韩娇;城市降雨径流面源污染水质水量动态模型研究[D];华南理工大学;2011年
2 高勇;山地城市居民区面源污染特征及其控制研究[D];华中农业大学;2011年
3 祁继英;城市非点源污染负荷定量化研究[D];河海大学;2005年
4 王和意;上海城市降雨径流污染过程及管理措施研究[D];华东师范大学;2005年
5 伍发元;我国城市面源污染多层控制模式研究[D];武汉大学;2004年
6 王志标;基于SWMM的棕榈泉小区非点源污染负荷研究[D];重庆大学;2007年
7 韩易;基于“总量控制”的城市径流污染模拟及生态化处理技术研究[D];重庆大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张奕欣;李雨萌;王安奇;;城市雨水径流污染对水环境的影响及其总量核算的研究[J];安徽科技;2010年03期
2 胡艳,张红举;非点源污染计算与控制研究进展[J];安徽农业科学;2003年05期
3 汪水兵;;农业非点源污染与防治对策[J];安徽农业科学;2006年02期
4 高明;杨浩;;滇池流域斗南不同土地利用下土壤养分的分布及其对环境的影响[J];安徽农业科学;2006年23期
5 陈炬锋;刘磊磊;;雨水水质研究进展[J];安徽农业科学;2007年07期
6 殷捷;;城市屋面径流污染特性及其利用探讨[J];安徽农业科学;2007年17期
7 刘世虹;刘建军;崔香娥;王玉国;苏理生;;邯郸市城区雨水径流水质及其主要影响因素研究[J];安徽农业科学;2008年36期
8 何承刚;冯彦;李运刚;;松华坝流域非点源污染关键源区识别[J];安徽农业科学;2009年28期
9 白明英;;农业非点源污染及控制对策研究[J];安徽农业科学;2010年08期
10 赵哲霞;郭恢财;;城市化对城乡梯度森林土壤微生物数量变化的影响[J];安徽农业科学;2010年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈泓熹;;石家庄市水库汇水区非点源污染调查与分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
2 刘佳;黄磊;;低冲击道路生态化改造模式研究——自然排水机制的优势及在我国之应用前景[A];2011城市发展与规划大会论文集[C];2011年
3 刘佳;黄磊;;低冲击道路生态化改造模式研究——自然排水机制在我国之应用前景[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
4 胡爱兵;任心欣;;建设项目低冲击开发雨水综合利用设施确定方法研究——以深圳市光明新区为例[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
5 沈涛;党安荣;;基于GIS的北京山区非点源污染风险性研究[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
6 姜馨;吴健平;石纯;;基于RS和GIS的农业土地利用污染分析[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
7 虢清伟;黄博;许振成;杨仁斌;金中;骆其金;易皓;;填料床控制暴雨径流中氮磷冲击负荷的特征[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
8 崔艳平;郑粉莉;;不同土壤水文条件下红壤坡面土壤侵蚀和养分流失过程的试验研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
9 左煜;刘建昌;严岩;;流域农业非点源污染系统控制研究进展[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
10 舒朝会;马邕文;万金泉;王艳;;新型人工湿地处理城市降雨径流的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李鸣;鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D];南昌大学;2010年
2 吴希媛;红壤坡地菜园地表径流中氮磷流失模拟试验及建模研究[D];浙江大学;2011年
3 陈勇;陕西省农业非点源污染评价与控制研究[D];西北农林科技大学;2010年
4 吕永鹏;平原河网地区城市集水区非点源污染过程模拟与系统调控管理研究[D];华东师范大学;2011年
5 左俊杰;平原河网地区河岸植被缓冲带定量规划研究[D];华东师范大学;2011年
6 朱梅;海河流域农业非点源污染负荷估算与评价研究[D];中国农业科学院;2011年
7 贺秋华;江苏滨海土地利用/覆盖变化及其生态环境效应研究[D];南京师范大学;2011年
8 冯国禄;减排降污控制稻田面源污染物排放总量的技术研究[D];湖南农业大学;2011年
9 肖海文;城市径流特征与人工湿地处理技术研究[D];重庆大学;2010年
10 王宝山;城市雨水径流污染物输移规律研究[D];西安建筑科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙兴旺;巢湖流域农村生活污染源产排污特征与规律研究[D];安徽农业大学;2010年
2 程俊美;基于AnnAGNPS模型的赵王河小流域农业非点源氮磷污染负荷研究[D];中国海洋大学;2010年
3 赵增伟;河北省围场县农村沼气推广应用研究[D];中国农业科学院;2010年
4 金婧靓;SWAT模型在苕溪流域非点源污染研究中的应用[D];浙江大学;2011年
5 史蕊;基于GIS和SWMM的城市洪水模拟与分析[D];昆明理工大学;2010年
6 魏艳萍;城市屋顶绿化对水、温环境的影响[D];中南林业科技大学;2010年
7 常明庆;南方红壤丘陵区林业非点源污染特征研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 魏艳萍;深圳城市屋顶绿化对水、温环境的影响[D];中南林业科技大学;2010年
9 王庄;浏阳河长沙县段水质监测与评价[D];湖南农业大学;2010年
10 陆乐峰;水陆交错带农业非点源氮污染物土壤淋失研究[D];河北农业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王磊;国外绿色屋顶情况简介[J];安徽建筑;2001年06期
2 宝秋利;史娜;张剑峰;;屋顶花园研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年05期
3 关伟锋;高宁;;屋顶绿化设计探讨——以陕西省西安市为例[J];安徽农业科学;2009年08期
4 王兴钦;梁世军;;城市降雨径流污染及最佳治理方案探讨[J];环境科学与管理;2007年03期
5 张淑娜;李小娟;;天津市区道路地表径流污染特征研究[J];环境科学与管理;2008年02期
6 倪艳芳;;城市面源污染的特征及其控制的研究进展[J];环境科学与管理;2008年02期
7 邓义祥;郑丙辉;雷坤;诸大宇;;水质模型参数识别与验证的探讨[J];环境科学与管理;2008年05期
8 郑丽波;史利江;王莹;;基于汇水单元的甬江流域水污染物排放总量控制研究[J];环境科学与管理;2009年05期
9 夏宏生;林芳莉;;广州市城区降雨径流水质特征分析[J];环境科学与管理;2010年05期
10 车武,刘红,孟光辉;雨水利用与城市坏境[J];北京节能;1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 杨华;梅本谕;;都市域高速公路路面降雨径流中污染物含量测定——以日本阪神高速道路若宫出口至须磨料金所区间(神户线)为例[A];第四届粤港澳可持续发展研讨会论文集[C];2008年
2 刘敏;常静;王和意;许世远;Ballo Siaka;;上海城市暴雨径流污染过程、效应与管理[A];城市地质研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 任伯帜;城市设计暴雨及雨水径流计算模型研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶旭;温瑞塘河流域水污染物总量控制研究[D];浙江大学;2002年
2 祁继英;城市非点源污染负荷定量化研究[D];河海大学;2005年
3 周永潮;城市雨水径流污染模拟的研究[D];湖南大学;2005年
4 刘华祥;城市暴雨径流面源污染影响规律研究[D];武汉大学;2005年
5 肖彩;分布式城市降雨径流面源污染模拟及预测研究[D];武汉大学;2005年
6 谢莹莹;城市排水管网系统模拟方法和应用[D];同济大学;2007年
7 陈守珊;城市化地区雨洪模拟及雨洪资源化利用研究[D];河海大学;2007年
8 吴煜宇;岩溶地区高速公路地表径流污染的研究[D];中南大学;2007年
9 王志标;基于SWMM的棕榈泉小区非点源污染负荷研究[D];重庆大学;2007年
10 沈丹;城市雨水排水系统健康状况研究[D];大连理工大学;2007年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 赵建伟;单保庆;尹澄清;;城市旅游区暴雨径流污染过程中的不透水面效应[J];环境污染治理技术与设备;2006年12期
2 张荣社,周琪,史云鹏,李旭东;滇池流域农业区的暴雨径流特征研究[J];中国给水排水;2003年02期
3 王婧;单保庆;张钧;;杭嘉湖水网地区农村面源污染研究[J];农业环境科学学报;2007年S2期
4 任玉芬;王效科;韩冰;欧阳志云;苗鸿;;城市不同下垫面的降雨径流污染[J];生态学报;2005年12期
5 黄俊,张旭,彭炯,李广贺;暴雨径流污染负荷的时空分布与输移特性研究[J];农业环境科学学报;2004年02期
6 徐丽花!200092,周琪!200092;暴雨径流人工湿地处理系统设计的几个问题[J];给水排水;2001年08期
7 洪继华,王庭健;于桥水库流域暴雨径流中锰的输送特征及其对水库水质的影响[J];环境科学学报;1985年04期
8 杨具瑞,方铎;湖泊暴雨径流水质模拟研究[J];环境科学学报;1999年01期
9 徐丽花,周琪;人工湿地控制暴雨径流污染的研究进展[J];上海环境科学;2001年08期
10 李旭东,李广贺,张旭,何小娟,张荣社;沸石床处理农田暴雨径流氮磷中试研究[J];环境污染治理技术与设备;2003年09期
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1 王婧;单保庆;张钧;;杭嘉湖水网地区农村面源污染研究[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
2 曹建生;张万军;刘昌明;杨永辉;;小流域暴雨径流分布式自动采集装置[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
3 尹澄清;;现代城市水病和发展中的生态型排水系统[A];上海(第二届)水业热点论坛论文集[C];2010年
4 连军营;刘康;王俊;梁轶;张晶;李西祥;;西安市城市森林减少的暴雨径流效应研究——以西安市二环内建城区为例[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
5 张煜芸;赵联芳;朱伟;;表面流人工湿地控制径流污染的试验研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2008年
6 虢清伟;黄博;许振成;杨仁斌;金中;骆其金;易皓;;填料床控制暴雨径流中氮磷冲击负荷的特征[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
7 童建平;;城市绿化、雨水排放、水环境保护的有机结合——武汉新区四新地区雨水排放系统建设模式规划研究[A];和谐城市规划——2007中国城市规划年会论文集[C];2007年
8 刘俊;陈红;;云南高原湖泊面源污染现状及污染控制策略探讨[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
9 刘婷;;关于农业水污染防治的立法研究[A];水资源、水环境与水法制建设问题研究——2003年中国环境资源法学研讨会(年会)论文集(上册)[C];2003年
10 王心刚;;依托生态农业建设加速农业面源污染治理的探讨[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 魏宇娜;“铺大管、造水泥渠”是该破除的老观念[N];大连日报;2011年
2 李红梅;美国城市暴雨污染解决途径[N];中国水利报;2009年
3 本报记者 庄俊康见习记者 赵琰;新农村建设遭遇面源污染难题[N];甘肃经济日报;2007年
4 东流;锡山积极消除农业“面源污染”[N];无锡日报;2007年
5 农业部种植业司提供;江苏减控太湖化肥面源污染[N];农民日报;2010年
6 记者 王翰林;农业部部署加强淮河流域面源污染防治工作[N];科技日报;2000年
7 蒋建君(江苏省金坛市水利局);不可忽视农业水源面源污染[N];中国水利报;2006年
8 记者 林英 通讯员 王玉玲 贾德勇;延庆成为控制农村面源污染示范区[N];光明日报;2006年
9 驻云南记者 李雪生;云南推行生态农业有效控制湖泊面源污染[N];中华建筑报;2006年
10 谭绮球苏柱华 郑业鲁;美国如何治理农业面源污染[N];农民日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王书敏;山地城市面源污染时空分布特征研究[D];重庆大学;2012年
2 陈庆锋;武汉市动物园面源污染控制技术及其机理研究[D];华中农业大学;2007年
3 章茹;流域综合管理之面源污染控制措施(BMPs)研究[D];南昌大学;2008年
4 李霞;农村面源污染的风险与秩序重建[D];中央民族大学;2012年
5 张晖;中国畜牧业面源污染研究[D];南京农业大学;2010年
6 张锋;中国化肥投入的面源污染问题研究[D];南京农业大学;2011年
7 张宏艳;发达地区农村面源污染的经济学研究[D];复旦大学;2004年
8 杨增旭;农业化肥面源污染治理:技术支持与政策选择[D];浙江大学;2012年
9 武淑霞;我国农村畜禽养殖业氮磷排放变化特征及其对农业面源污染的影响[D];中国农业科学院;2005年
10 付永;城乡二元结构转换中的我国农村面源污染问题研究[D];华中师范大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘华祥;城市暴雨径流面源污染影响规律研究[D];武汉大学;2005年
2 张会敏;黄河下游堤防暴雨径流侵蚀机理及排水沟设计方法研究[D];西安理工大学;2005年
3 彭爱华;闽江流域洪涝灾害链分析及其景观生态建设研究[D];福建师范大学;2007年
4 张新颖;浅草沟系统对城市暴雨径流的控制试验研究[D];重庆大学;2008年
5 段亮;太湖流域典型旱地氮磷向水体迁移特征研究[D];安徽农业大学;2006年
6 张配亮;天津市区暴雨径流模拟模型的研究[D];天津大学;2007年
7 刘萍;深圳湾红树林湿地面源污染研究[D];武汉科技大学;2011年
8 李剑;保护茜坑水库水质的最佳管理措施(BMPs)研究[D];南昌大学;2006年
9 闫伟伟;最佳管理措施在办公楼集水区面源污染治理中的应用[D];南昌大学;2007年
10 栾忠庆;青岛市雨水径流污染模拟及污染物总量计算[D];中国海洋大学;2007年
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