人工湿地技术对水源地雨水径流污染阻控的应用研究

设置了不同基质(砾石、加气混凝土)及是否种植美人蕉的不同人工湿地结构,通过小试实验对比各个工况对雨水径流污染的阻控效果.研究发现,加气混凝土与种植美人蕉的人工湿地组合成本略高(4.20元/工况),较其余工况高出1.00~2.90元/工况,但在运行的两个周期(交替运行30 h,落干48 h)内,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、TN、PO_(4)^(3-)、TP和COD_(Cr)的平均去除率分别为73.3%、47.0%、85.4%、56.4%、76.0%和65.5%,平均高出其余工况10.9%~18.8%,效果最优,性价比最高,适于推广应用.

建筑小区雨水径流控制设计取值问题的探讨

建筑小区的雨水径流控制工程是海绵城市建设的上游工程,包含了源头减排的微排水系统和排水管渠的小排水系统,需要控制径流总量和径流峰值等指标;需控制的雨水年径流总量根据年径流总量控制率,采用“容积法”和硬化指标匹配法计算出对应的汇水面积及调蓄量;而雨水径流峰值在全国各地出现或算法各异或条件参数不详的情况,影响到海绵城市建设工程管控指标的合理性与可达性,故通过对比解读相关国标、地标,范例,探讨建筑小区雨水径流峰值的计算方法并提出建议,旨在为同类工程的设计提供参考。

北京典型汇水区域雨水径流温度特征及影响因素分析

城市化发展导致不透水地表面积率大幅攀升,由此带来的一系列问题逐渐受到人们关注,夏季城市汇水区域地表产生高温径流后汇入下游受纳水体所造成的雨水径流热污染,对水生态、水环境造成不良影响的风险尤为突出。选取北京市典型汇水区域,对2021—2022年多场降雨径流出流温度进行监测与分析,并对气象因素、下垫面温度及管道内径流热量等数据进行同步采集,运用皮尔逊相关系数法分析其影响因素。结果表明:研究区域夏季降雨常出现雨水径流温度升高现象,降水量小于12.5mm、降雨历时短于250 min的降雨场次更易于升温,升温幅度最高可达4.1℃;径流温度升高往往出现在径流过程初期,温度达峰平均时间为38 min;径流是否升温与降雨强度峰值位置之间没有明显关系;气温、不透水地表初始时刻温度、降雨历时及降水量是雨水径流温度的极显著影响因素(P<0.01);降雨期间气温、降雨历时、不透水地表初始时刻温度和管道内壁温度4个指标,可以基本解释研究区域96.7%的径流温度输出情况。

北京老城住宅小区雨水径流源头控制改造适宜性评估研究

针对北京老城住宅小区,基于雨水径流源头控制的视角,结合不同类型小区建筑、道路、绿地和停车场的典型布局特征,提出小区雨水径流源头控制改造适宜性的评估体系。并对老城内655个小区的改造高、中、低适宜性进行了调研评估,总体以南护城河排水分区和东南护城河排水区内的住宅小区改造适宜性相对较高。针对老城范围内预期可进行源头雨水控制改造的小区,改造后对应小区范围的控制降雨量约为13 mm,若加权平均至老城总范围对应的控制降雨量约为3 mm,其中分流制区域总体预期控制4 mm,合流制区域总体预期控制2 mm。以期为北京老城住宅小区在后续更新改造中进一步推进小区雨水径流源头控制提供参考。

典型城市功能区雨水径流溶解性有机质特征及污染源解析

溶解性有机质(DOM)是城市雨水径流中有机污染物的重要组分,可与重金属、多环芳烃等污染物络合,对城市受纳水体造成危害。为探究雨水径流DOM的特性及污染来源,以西安市主城区为例,采集3个功能区(文教区、交通区和商业区)不同下垫面的径流样品,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析和红外光谱技术,分析DOM组分类型及变化特征,并采用主成分-多元线性回归模型(PCA-MLR)进行污染源解析。结果表明:①除TP以外,3个功能区雨水径流的常规水质指标均未达到GB 3838−2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类水质标准,路面径流DOM含量均高于屋面径流,其中,交通区DOM污染最为严重(42.17~58.80 mg/L),其次是商业区(27.37~54.72 mg/L)。②雨水径流共解析出3类6种荧光组分,路面径流DOM组分较屋面径流更为复杂,前者包括4种腐殖质、1种富里酸和1种类蛋白,后者包括3种腐殖质和1种富里酸,且随着降雨历时的延长,DOM各组分含量呈现下降趋势。③各功能区路面径流DOM所含的主要官能团种类相同,包括−OH、−COOH和苯环等官能团,以及C=C、C=O等不饱和键,其不随降雨历时的变化而改变。④源解析发现,屋面径流DOM污染源包括大气沉降污染(贡献率为44.2%)、屋面材料析出物与交通污染(贡献率为55.8%);路面径流DOM污染源包括交通活动污染(贡献率为39.8%)、大气沉降与土壤侵蚀污染(贡献率为22.4%)、生活污染(贡献率为37.8%)。研究显示,西安市各功能区不同下垫面DOM存在明显的结构性及来源差异,研究成果可为从源头控制城市水环境污染问题提供科学依据。

城市雨水径流中新污染物的赋存与去除技术研究进展

随着城市化进程的加速,雨水径流污染成为全球环境关注的焦点。除了传统污染物外,新污染物如持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等受到日益关注。文章系统梳理了雨水径流中新污染物的种类、赋存情况及对环境的影响,并分析了相关去除技术的研究进展。持久性有机污染物在雨水径流中的来源多样,土地利用类型对其浓度有显著影响。由于内分泌干扰物的广泛使用,其已成为雨水径流中的重要污染物。抗生素和微塑料作为新污染物,其在雨水中的赋存和影响也逐渐受到关注。针对这些污染物,物理、化学、生态等多种去除技术被研究和应用,包括砂滤池、化学氧化、生物滞留池等。此外,源头管控也是减少雨水径流污染的重要手段,包括城市管理和规划、化学品使用管控和废物处理等。未来研究应加强对新污染物的监测与评估,并结合多种技术手段实现雨水径流污染的有效治理。

城市公共空间雨水径流的景观化循环利用策略

城市公共空间作为城市中重要且独特的空间资源,在提升城市环境、传承历史风貌和推进城市发展上有着巨大的价值,城市公共空间的存量资源活化与更新设计研究具有重要的现实意义。以景观小品式径流雨水循环利用系统设计为研究目标,采用煤矸石和玉米秸秆为主要基质共炭化制备高通孔型生态砌块并对材料的吸附性能、水理性能、力学性能进行表征,以生态砌块为核心构建了联合循环系统(EBCCS)并通过柱实验方法优化了系统设计条件和对雨水径流溶解性有机质(DOM)的去除效率,并以EBCCS为核心提出了面向城市公共空间微更新的功能型装配式景观小品设计方案,为深入挖掘城市空间的多元价值和盘活公共空间存量资源提供新思路。

梯度过滤工艺对地表雨水径流净化规律

通过采样分析确定了某高教区雨水径流中SS,COD,TN,NH_(3)-N,TP的时间质量浓度均值(EMC_(s)),综合比选了不同种类过滤介质的透水、抗堵塞性能和截污性能,探究了梯度过滤工艺应用于雨水径流处理时对于过滤系统抗堵塞能力和截污能力的改善情况.结果表明:该高教区雨水径流污染严重;各种类过滤介质的过滤速度和过滤压力之间呈线性关系,过滤介质单位面积质量越大或过滤精度越高,其透水、抗堵塞性能越差,截污能力越强;以单位面积质量为300 g/m^(2)的土工布作为过滤介质时,出水满足国标《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2019)要求;梯度过滤工艺相较于单级梯度过滤工艺能有效改善梯度过滤系统的抗堵塞性能和截污性能,以150目规格尼龙网作为第一级梯度过滤介质、以300 g/m^(2)土工布作为第二级过滤介质时,梯度过滤系统抗堵塞性能、污染物截污性能最佳.

道路雨水径流多环芳烃污染现状及其降解技术研究进展

我国部分道路污染水平与国外污染水平相差较小。但华南、华东区域与华北、华中区域差异明显,其中以上海、深圳、天津等城市污染最为严重,这与城市发展水平、人口数量、气候等相关。目前水体多环芳烃污染降解研究热点可分为生物与非生物技术。最新研究多集中于微生物降解多环芳烃,其中以筛选微生物菌株和微生物刺激研究为主。微生物修复效果与适用性远超植物修复、物理化学修复。但未来研究热点更倾向于微生物联合植物、微生物联合微生物、微生物联合物理材料等方向。通过收集国内外道路多环芳烃污染相关研究数据,梳理了部分城市道路多环芳烃污染负荷、来源、特征及其分布情况,总结了目前水体多环芳烃治理技术与雨水径流治理设施适用性,旨在为今后我国道路多环芳烃污染治理提供参考。

改良玻璃轻石对雨水径流污染物去除效果研究

以沸石、蛭石、陶粒为基础填料,添加传统玻璃轻石和改良玻璃轻石,采用人工调配雨水,通过渗滤柱模拟生物滞留地在不同运行时间(5,10,20,30,40h)及不同出水口对径流雨水的净化作用,研究改良玻璃轻石作为海绵城市生物滞留地基质对径流雨水中污染物的去除效果.结果表明,添加改良玻璃轻石的渗滤柱对污染物的综合去除效果最优,对COD,NH_(4)^(+)-N,TN,TP的最高去除率分别达到86.84%,93.68%,92.71%,95.47%,COD含量符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A类标准,NH_(4)^(+)-N,TP,TN含量均符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准.在基础填料中添加改良玻璃轻石对4种污染物均具有较好的过滤吸附作用,有效改善了填料渗滤性,综合来看在运行10h时最终出水口4即基质层深65cm处达到最佳去除效果.

改良玻璃轻石对雨水径流高效脱氮研究

为了改良玻璃轻石对雨水径流高效脱氮的影响,以沸石、蛭石、陶粒、普通玻璃轻石、改良玻璃轻石为渗滤柱填料,分析人工配制雨水流经渗滤柱在不同运行时间(5,10,20,30,40 h)及不同出水口对径流雨水TN和NH+4-N的去除效果。结果表明:改良玻璃轻石∶沸石∶蛭石∶陶粒=4∶2∶2∶2(体积比)分层填装的渗滤柱对TN的去除率达到了92.71%,改良玻璃轻石∶沸石∶蛭石∶陶粒=4∶2∶2∶2(体积比)混合填装的渗滤柱对NH+4-N的去除率达到了92.81%,出水浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)III类标准。在基础填料中添加改良玻璃轻石有效改善了填料渗滤性,使渗滤柱对雨水中的NH+4-N、TN均具有较好的去除效果,且在运行10 h时基质层深65 cm处过滤吸附作用最好。

高速纤维过滤技术在雨水径流污染治理中的实验探究

以某环境敏感区域的雨水径流为研究对象,通过优化系统运行参数,探究以高速纤维过滤技术为核心的就地快速处理工艺在雨水径流污染治理中的处理效果。结果表明:在添加适量混凝药剂条件下,试验采用的处理工艺对雨水径流中的总磷(TP)、化学需氧量(COD)和悬浮固体(SS)均有较好的去除效果,TP、COD、SS的平均去除率分别大于55%、65%和72%;系统试验选用聚合氯化铝(PAC)作为混凝药剂时处理效果较好;在混凝药剂量为12 mg/L、过滤滤速为16.67 m/h、过滤周期在6—8 h时,系统整体运行效率较稳定,综合效益较优。

城市雨水径流中微塑料污染研究进展

雨水径流是城市水循环过程中的重要途径,微塑料随着径流冲刷发生迁移会导致城市水环境恶化,破坏原有的生态平衡。本文通过国内外关于城市雨水径流中微塑料的赋存特征及影响因素进行系统梳理,并重点阐述了基于微塑料污染影响因素下的微塑料污染控制方法的发展方向,为城市生态文明建设和面源污染防控提供借鉴。通过建立雨水径流中微塑料的污染监测及特征分析完备体系,建立以调节影响因素为主的城市雨水径流微塑料污染控制方法,并开展效果评估,是实现城市面源污染控制的关键手段,是保障我国生态文明建设的必需要素。

基于SWMM模型的雨水径流模拟与LID改造研究

随着城市化进程的加快,城市雨水径流问题日益严重,不仅对城市生态环境造成负面影响,还可能对城市排水系统造成巨大压力。本文以昆明理工大学呈贡校区憬园为例,采用SWMM模型对雨水径流进行模拟,并针对低影响发展(LID)技术进行改造研究。首先,通过对研究区域进行实地调查和资料收集,建立SWMM模型,然后对现有排水系统进行模拟,分析其存在的问题。其次,在其基础上引入LID技术对排水系统进行改造,通过增加雨水花园、植草沟、透水铺装等绿色设施,降低雨水径流对城市的影响。最后,通过模拟分析,验证了改造后的排水系统在减轻雨水径流、降低洪峰流量等方面取得了良好的效果,为校园雨水管理和雨水花园景观设计提供了理论支持和实践借鉴。

城市初期雨水径流管控技术研究进展

管控城市初期雨水径流能够改善雨水水质、削减城市面源污染、提高雨水资源化利用率,对水环境保护、城市雨洪管理和可持续发展意义重大。我国在初期雨水径流管控的政策法规和标准规范制定、技术研究应用等方面与西方发达国家存在差距。源头削减、传输过程控制和末端治理等技术可以改善初期雨水水质,控制雨水径流污染,但仍需深入研究。为了更好地管控初期雨水径流,提出3点建议:(1)完善初期雨水径流控制评价体系,制定切合实际的政策法规和规范标准;(2)形成合理的从源头-传输-末端的初期雨水径流全流程治理体系;(3)在工程实践中选择适宜的初期雨水径流管控技术或多技术的组合。

雨水径流减少技术在海绵城市建设中的应用研究

海绵城市,作为一种新兴城市建设理念,其目的在于加强城市建设管理,充分发挥建筑、道路、绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用。这一理念在我国推广速度并不慢,被视为能够逐步消除“城市病”的水生态新框架。鉴于此,本文为海绵城市建设中雨水径流减少技术的有效应用提供理论支持和实践指导,有力促进城市雨水资源的合理利用和水环境的持续改善。

城市雨水径流中多环芳烃研究进展

由汽车尾气、油类泄漏、轮胎磨损等引起的城市道路雨水径流污染已成为水环境中多环芳烃(PAHs)的重要来源。PAHs具有低水溶性、难降解性等特点,导致PAHs污染环境修复具有巨大挑战。通过梳理国内外学者相关研究进展,分析总结城市雨水径流中PAHs来源、净化机理、迁移特征和风险评估方法。分析可知,城市不同功能区PAHs的来源和组分存在较大差异,最终富集在颗粒物或沉积物中。PAHs在径流中以固相形式发生迁移,并通过径流下渗作用迁移到深层土壤,导致地下水污染。

典型屋面初期雨水径流污染特征及生物控制中试研究

为加强城市面源污染控制和推动生物滞留设施的实际应用,通过在线和人工监测方法考察了长沙市典型屋面雨水径流污染的变化规律及装配式高位花坛对污染物的去除性能,并采用Illumina高通量测序手段探究了设施介质中微生物群落的结构组成。结果表明:长沙市屋面初期雨水径流中COD和SS峰值浓度分别为22.9~153.0 mg/L和58.4~294.4 mg/L,具有一定的污染性且二者呈现正相关趋势;污染物浓度峰值出现在降雨开始后的30 min内且随着降雨历时的增加逐渐下降并趋于稳定;降雨量、降雨强度和降雨间隔时间的增加会加剧初期冲刷现象从而进一步恶化屋面径流水质;装配式高位花坛对COD、SS和NH3—N的平均去除率分别为58.3%、85.3%和66.2%,屋面径流经过净化后水质明显改善;介质中的主要优势菌门为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,其中变形菌门相对丰度为30.0%~46.6%;反硝化过程更容易在出水端发生。

基于雨水径流分析的广府地区传统民居天井雨水系统研究

我国传统民居应对地方气候有丰富的营造经验,其中包含了完整的降水排涝系统。对传统民居建筑雨水管理智慧的发掘,对当代可持续建筑雨水系统的设计具有积极意义。聚焦广府地区传统民居的天井雨水系统,通过进行典型民居天井雨期实测,并结合数字化雨水径流模拟,量化天井雨水系统的径流调控效益,提出适用于传统民居天井的雨水径流模拟方法,并总结广府地区传统民居天井的雨水管理规律,其雨水径流调控主要体现为洪峰延迟。在广府民居平面形制的尺度范围内,洪峰延迟时间的主要影响因素是天井面积和明沟深度。

雨水径流中微塑料的赋存迁移与控制研究进展

微塑料(MPs)作为一种新型污染物对生态环境造成的污染问题已引起广泛关注,但其在雨水径流中的赋存形态与迁移特性还存在知识缺口。作者利用Web of Science、ScienceDirect等数据库中2012-2022年关于雨水径流中微塑料研究成果的文献信息进行计量统计分析,围绕雨水径流中MPs的赋存特性、迁移规律和控制方法等研究进展进行综述,并提出未来研究方向。结果表明,城市雨水径流中MPs的赋存情况由于土地利用类型不同而呈现出形态和丰度的显著差异,但总体以纤维状MPs为主(占比45%~82%),而在道路雨水径流中则以轮胎磨损颗粒为主要类型(占比50%~90%)的颗粒状存在。MPs可随雨水径流进入周边土壤或附近水域,其中进入土壤后可对土壤理化性质、微生物群落结构和植物生长产生不同程度的影响,而进入水域则可影响水生生物生命活动,并通过食物链传播对生态系统造成危害。但MPs的迁移方式受降雨强度和赋存形态显著影响。径流中的MPs可通过截污式雨水口(CBIs)、粗污染物捕集装置(GPTs)、生物滞留系统(BRS)、人工湿地(CWs)等典型雨水控制措施进行截留而去除,其中CBIs等灰色基础设施仅能去除粒径>150μm的MPs,而BRS等绿色基础设施则可有效去除粒径>20μm的MPs,去除率高达80%以上。未来应重点建立MPs定量检测的标准化方法,关注雨水径流管控过程中MPs的环境行为与生态毒理效应,尤其是TWP的生态风险控制。