基于分区分级的城市径流污染特征及其控制与管理技术体系 ——以义乌市为例

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目前,随着对城市区域污水收集、截污系统完善和水质净化标准提高,由降雨径流冲刷地表污染物引起的城市面源污染得到了广泛关注。然而对于城市面源污染的空间分异规律及控制措施鲜有报道,本研究以地表街尘和径流为研究对象,通过对研究区域的分区分级,实现对不同开发强度功能区的面源污染空间分异特征的评估,并基于分析结果提出城市面源污染的控制与管理技术体系,主要研究结果如下:(1)通过分析单位面积街尘累积量以及粒径效应实现了对城市不同开发强度下的面源污染的空间分异特征进行评估。地表径流污染物总氮(TN)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)的污染负荷受城市开发强度、降雨特征和径流量变化的影响。污染物的累积负荷在降雨前30 min内增幅最大,高开发强度道路累积负荷是低开发强度道路累积负荷的2.2~9.2倍。以GB3838-2002《地表水环境质量标准》为参照标准,两种开发强度下地表径流水质介于Ⅱ类-劣Ⅴ类之间,对环境的潜在影响较大。(2)不透水地表粗糙度明显影响街尘的晴天累积-雨天冲刷过程。晴天累积天数对粗糙度与街尘累积量的相关性(r=0.664,p<0.01)具有增强效应,降雨量对粗糙度与街尘冲刷量相关性(r=0.527,p<0.01)具有增强效应。不透水地表粗糙度和降雨量共同影响径流总悬浮颗粒物(TSS)累积负荷的输出过程,通过建立粗糙度和降雨量的线性回归模型可以较好地预测场降雨径流中TSS累积污染负荷。(3)建设海绵城市是有效解决我国面源污染问题的重要手段。结合汇水区的主要特征以及雨水设施功能、占地空间、经济性和景观效果对单项设施进行归纳分类,能够筛选出适合不同开发强度和不同功能区的多项雨水设施组合系统,由此形成适合不同开发强度的面源污染治理技术体系。(4)针对国内现有的不同雨水设施的运行维护需求,提出了科学运行维护管理的技术体系:日常巡护制度、运行效能监测以及衰减性能监测。其中,运行效能监测主要是观测雨水设施运行过程中对径流峰值和污染物总量的调控。当雨水设施运行效果不达标时,应及时进行设施的衰减性监测,并根据设施的衰减程度进行针对性维护。同时,运用物联网等技术建立起智慧海绵动态管控系统,实现控制指标的动态评估。
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