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2009年入秋至2010年春,中国西南地区遭遇秋、冬、春连旱的特大旱灾。西南大旱是全球气候变化异常影响下的一次典型的极端气候事件。为探讨持续气象干旱后城市降雨径流污染特性,对昆明市典型交通干道路面及屋面降雨径流进行了监测,研究了城区降雨径流污染特征,分析了大旱后城市降雨径流污染对河流水质的影响。通过筛选合适的填料及湿地植物而构建了塘-湿地小试处理系统并利用此系统处理受大旱后降雨径流重度污染的河水。在处理完调蓄的由大旱后降雨径流污染导致的重污染河水后,系统还须继续维护运行。在维护运行期间,研究了小试系统分别采用“塘调蓄-循环处理”运行工况处理雨期重污染河水和连续进水连续出水运行工况处理旱期低污染河水的效能。最后还因地制宜设计了氧化塘-水平潜流人工湿地中试系统并进行了处理城市污染河水中试研究。主要研究成果如下：(1)大旱后三次降雨径流中污染物浓度总体上随降雨时间表现出不同程度的曲折下降。径流可生化性较差,不宜用生物法处理。径流中TP、OD与重金属主要以颗粒吸附态存在,TN与BOD5则主要以溶解态存在。降雨径流中的大多数重金属彼此之间具有良好的同源性。三次降雨径流中五项常规污染指标与七种重金属在屋面和路面均产生了不同程度的初期冲刷效应。同国内外部分城市与气候正常时期的昆明城区比较发现,大旱后的昆明城区屋面和路面径流污染较严重。(2)大旱后的前三场降雨径流溢流会对河流造成严重污染。受大旱后的前三场降雨径流污染的河水水质对照正常雨季河水水质造成的河水水质恶化率在18%-75%之间,对照正常旱季河水水质造成的河水水质恶化率更高达52-273%。(3)五种供选植物中黄花美人蕉与风车草长势与综合净化效果最好并能保持全年枝叶常青,故最适作为系统栽植湿地植物。浮石对氨氮与磷的吸附容量明显大于陶结和陶粒,而氨氮与磷解吸风险又最小,故浮石更适合作为人工湿地填料。(4)氧化塘-浮石床湿地小试系统在“塘调蓄-循环处理”工况下能有效处理大旱后的重污染河水,对SS、COD、TP和NN4+-N的平均去除率均在90%以上,TN的则60%,出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。(5)维护运行期间,小试系统在暖季与寒季旱期以及雨期工况下能有效处理城市旱期低污染河水与雨期重污染河水,对低污染河水中SS、COD、TP、TN、NH4+-N去除率分别在86%、56%、85%、42%、67%以上,对重污染河水中各污染物去除率分别在98%、87%、94%、53%、88%以上。系统出水水质均达一级A排放标准。(6)间歇进水、连续出水氧化塘-人工湿地中试系统可有效处理城市暖季与寒季旱期低污染河水与雨期重污染河水,对低污染河水中SS、COD、TP、TN、NH4+-N去除率分别在88%、58%、69%、35%、53%以上,对重污染河水中各污染物去除率分别在93%、73%、80%、61%、81%以上。系统出水水质均达一级A标准。