基于降水等级分异方法的低影响开发小区雨水径流污染负荷削减率的评估

为定量评估低影响开发(LID)技术对雨水径流污染负荷的削减率,选取嘉兴市柳岸禾丰小区作为LID小区,与其临近且下垫面类型相似的浅水湾小区作为传统小区,同步监测小区的外排水量和TP浓度,根据降水等级分异计算2个小区同等降水情景下单位面积污染负荷量,再以传统小区的单位面积污染负荷量为基准核算LID小区的雨水径流污染负荷削减率。结果表明:小雨时,LID设施可消纳其服务范围内的所有径流及所携带的污染物,污染负荷削减率达100%;当降水量增至超过LID设施功能阈值时,污染物削减率开始降低,中雨时降至67%,大雨时降至46%,年均雨水径流污染负荷削减率约为66%。整体来看,LID设施雨水径流污染负荷削减率表现出明显的降水等级差异。采用降水等级分异的方法能够减少降水等级所造成的误差,确保评估结果的精准程度,为小区LID设施建设提供可靠的决策依据。

水动力水质模型在温黄平原河网入河污染负荷削减中的应用

为了探究入河污染负荷削减对河网水环境改善的效果,针对台州市提出的河网水质改善需求,以浙南温黄平原河网为例,设定河网主要污染物氨氮为评价指标,建立能反映出河网水动力水质时空变化规律的模型,通过对入河污染物削减率和配水水源的调节,进行方案模拟计算。结果表明:在长潭水库和灵江联合配水、入河污染负荷削减率达到55%时,水质改善效果最好;温黄平原整体河网平均水质达到较好的Ⅳ类水。提高入河污染物削减率虽然能够大幅度的强化内部河网的治污体系,但控制污染物排放、调水引流、加强区域内截污治污多措并举才能从根本上有利于河网水环境改善。本模型的应用研究可为台州及其他类似城市的河网水污染治理和控制提供参考,为建立有效可行的城市河网水污染防治安全体系提供技术支撑。

LID设施布局对城市径流与污染负荷影响评估

关于低影响开发(LID)空间布局对水量水质控制效果影响的研究较为缺乏。针对上述问题,以郑州市中原区为对象,基于SWMM模型原理构建布设LID设施的研究区城市水量水质模型。所提模型依据城市综合径流系数的经验值以及研究区实际情况,将中原区划分为城市建筑高、中、低密集区,并在研究区高、中、低密集子汇水区布设不同比例的LID设施(S1~S5),计算不同雨量级别下不同空间格局下的LID设施对水量水质的控制效果。结果表明:随着雨量级别的增大,LID方案的径流总量削减率、峰值流量削减率和TSS负荷削减率不断减小。在降雨级别为暴雨、大雨和中雨时,在高、中、低密集子汇水区布设占比分别为35%、35%和30%的LID方案(S5),其径流总量削减率超过80%,峰值流量削减率超过70%,且TSS负荷削减率超过50%。从各事件下水量与水质综合指标评估来看,该方案表现最佳。

基于污染物当量的城市污水处理效率评价方法研究

提出了基于污染物当量的城市污水处理效率评价方法,对2015年全国31个省的现状进行了计算和分析,讨论了水质指标选择差异和人均污染物排放量取值差异两个不确定性因素对计算结果的影响,并从城市污水处理厂的出水水质达标、进水浓度提升和强化污水再生利用3个方面设计了4组情景,在评估减排效果的基础上提出政策建议。研究结果表明:2015年全国城市污水系统负荷削减率的平均值为63.2%,两个不确定性因素对计算结果影响的平均值分别是5.9%和6.9%;在最佳政策情景下,负荷削减率的全国现状平均值可以提升到84.3%,其中提高污水处理厂进水浓度起到关键作用。

沿海地区污水处理厂雨水混入率对设计规模的影响

以沿海地区台州某污水处理厂为例,基于三角形法,对雨水混入与污水处理厂水质、水量的响应关系进行分析,探讨雨水混入率对污水处理厂设计规模的影响。结果表明:沿海地区污水处理厂进水水质受降雨影响较大,实际进水水质因雨水混入而小于设计值;沿海地区污水处理厂处理水质效果较差,污染负荷削减率平均值远低于全国平均值;小雨时,沿海地区污水处理厂污染负荷削减率最高,污染负荷削减率随着降雨规模的增大而减小;沿海地区污水处理厂满负荷运行时,污水量处理率较低,为60%~70%;沿海地区污水处理厂实际进水量远大于设计值,水量设计规模宜考虑乘1.4的修正系数。

雨水花园对实际降雨径流的调控效果研究

基于海绵城市倡导的雨水自然积存、自然渗透、自然净化理念,根据西安地区降雨特征,设计建造了入渗型和防渗型两套雨水花园。2015~2017年对33场次降雨事件径流调控效果进行了监测分析。结果表明:(1)以原状土为填料的防渗型雨水花园设施水量削减率为11.2%~100%(中位数=69.14%);(2)污染物浓度超越概率分析结果显示,径流雨水经过雨水花园系统后,总氮、氨氮、总磷和化学需氧量出流浓度超过地表水环境质量标准Ⅳ类限制的概率,与入流浓度超过地表Ⅳ限制的概率相比,分别降低了58.57%,2.71%,20.57%和29.71%;(3)雨水花园设施场次径流水量削减率与污染物负荷削减率的相关关系在0.857以上;(4)通过监测的场次降雨量及系统进水和出水水质水量,估算的雨水花园系统年径流污染物浓度去除率为11.93%~60.97%,径流污染物年负荷削减率基本在70%以上。

生物炭对粗放型绿色屋顶出流水质的影响

以粗放型绿色屋顶的基质层为研究对象,构建了2组不同基质的粗放型绿色屋顶装置,每组设置了4个梯度(0%、6%、8%、10%)的生物炭,考察各组在经历9次人工降雨过程中,基质淋失率、出流水样的水质和污染负荷削减率的差异.结果表明:添加生物炭在抑制基质淋失率和提高出流水质方面作用明显.其中以在植被混凝土为主要基材中添加8%生物炭对于基质淋失率和出流水样中的N、P质量浓度的抑制作用、污染负荷的整体削减作用都是最好的;以在园林废弃物为主要基材中添加10%生物炭对于提高出流水质、削减污染负荷的效果是最好的,但是在抑制基质淋失率方面添加6%生物炭的设施效果最好.

基于1D、2D耦合数值模型的河、湖水质目标可达性分析

近年来,城市黑臭水体整治已进入巩固完善阶段,消除丧失使用功能的(劣于Ⅴ类)水体已成为城市水环境治理的根本目标,治理切入点也从截“点源”转为控“面源”。为了做好平衡控“面源”措施的环境效益、经济效益和社会效益,水环境容量核算、面源污染负荷削减率制订及水质目标可达性分析就极为必要。以南昌艾溪湖流域水环境综合治理项目为案例,通过水环境容量和面源污染负荷削减率的数学理论计算,并借助1D、2D耦合数值模型的模拟成果和动态展示功能为项目决策提供有效的技术支撑。

海绵城市建设主要目标的验收考核办法探讨

验收考核是海绵城市建设工作的重要环节,针对海绵城市建设的两个主要目标(年径流总量控制率和水环境质量)提出了相应的考核办法建议,主要包括踏勘验证法、监测法、监测与模拟联合法。具体介绍了各考核方法的工作步骤,对比分析了各考核办法的优缺点。

基于SWMM的LID设施空间格局优化模拟研究

为研究LID设施空间格局对径流控制和雨水径流污染负荷的影响,以雨水花园为例,采用SWMM构建的城市雨洪过程模型进行数值模拟,根据雨水花园在研究区汇水面上、中、下游区布设位置的不同来拟定优化方案,计算不同设计降雨重现期下雨水花园不同空间格局对径流调控和雨水径流污染负荷削减的提升效果。结果表明:(1)对于3种方案,径流总量控制率与设计降雨重现期呈负相关,将雨水花园布设在下游时,对径流总量控制率的提升效果最好;(2)在不同设计降雨重现期下,不同优化方案均对雨水径流污染负荷具有一定的调控效果,且雨水花园位于下游时对雨水径流污染负荷的净化效果最好,雨水花园对TSS和COD的削减效果整体要好于对NH_(3)-N和TP的削减效果。