城区屋面雨水径流水文水质特征研究-降雨-径流过程.docx

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1、城区屋面雨水径流水文水质特征研究_降雨-径流过程论文导读:：对新乡市2022年8月城区屋面的3场降雨径流进行水文、水质过程同步分析，以研究水文过程与污染物浓度变化特征。结果说明：1屋面径流系数在0.92-0.98之间，径流曲线形态与降雨过程线类似，两者波动幅度相对较小。2径流水质主要受降雨量、降雨强度、屋面材料、季节和气温等因素影响，径流初期污染严重，后期COD、SS浓度分别在25mgL-1和30mgL-1以下。3径流中COD与SS之间的相关性较好，而DO与其之间的相关性较差。本研究选择新乡市城区2022年8月屋面雨水径流水文、水质过程进行同步监测分析，以降雨、径流、污染指标浓度在场次降雨过程

2、中的变化为主要对象，描述其运移变化特征。研究结果对我国城市非点源污染根底数据的积累、污染指标变化过程的分析、非点源污染控制模型的构建、生态型城市水系的管理等都有一定意义。1材料与方法1.1研究区域研究采样点设置在5层办公楼建筑物的屋面，该楼建于2022年降雨-径流过程，占地面积1551m2，下垫面铺设沥青SBS防水材料，整个屋面被均分为8个等面积区域，通过8根雨落管排水。采样点汇水区为矩形，坡度2%，长18.05m，宽7.50m，布置雨落管1根。1.2样品采集降雨期间用75L聚乙烯桶收集屋面雨落管排出的径流，在距离采样点300m的空旷处安装自动气象站装置VantagePro2，同步获得场次雨量

3、过程线。样品采集情况见表1。1.3样品分析2结果与讨论图1所示为8月4日、8月10日和8月13日的降雨-径流过程，降水量分别为4.01mm、51.79mm和68.28mm降雨-径流过程，降雨类型有所不同。第1、3场雨强峰值出现在初期，分别为0.195mmmin-1、4.877mmmin-1；第2场雨强峰值出现在降雨末期，为2.413mmmin-1，雨强波动幅度较大。3场降雨的径流曲线形态与降雨过程线类似，但变化幅度要低于降雨过程线，消除了降雨过程中的某些峰值。可以看出，径流过程线稍微滞后于降雨过程线，滞后时间约5-20min，这种现象是由蒸发、滞留、渗透等因素共同作用的结果。一般情况下，北方地

4、区夏季为汛期，降雨集中，受地面高温、下垫面光滑程度、入渗等因素影响，在降雨初期雨水降落地面后就立刻蒸发，同时下垫面的不光滑程度越高，雨水滞留量就越多，以及在任何性质的下垫面条件下，均有少量雨水的渗透。受上述因素共同作用，径流必然会滞后于降雨一段时间发生，径流量与降雨量那么不会相等。表1试验样品采集情况Table1Informationoftetamplecollection2.2径流中各指标浓度变化在单场次降雨过程中，污染物浓度可能变化很剧烈，但受纳水体的水质变化并非同样敏感。因此，尽管单一场次降雨过程的径流中污染物浓度变化较大，场次平均浓度EMC仍是描述径流污染特征的首要指标，其定义为单场降

5、雨的污染物总负荷除以径流总量4。一般情况下，屋面初期雨水径流污染最为严重，水体较浑浊，各水质指标在一定范围内变动幅度较大。表2所示为屋面径流的污染水平，括号外为径流中各种污染指标的浓度范围，括号内为该指标的EMC。可以看出，3场次降雨的pH在6.57.4之间，均值为7.05，处于中性稍碱状态；DO为1.32.8mgL-1，均值为1.65mgL-1；SS为6591mgL-1，均值为21.95mgL-1；COD为7.62591.4mgL-1，均值为39.60mgL-1。屋面雨水径流水质主要受降雨量、降雨强度、屋面材料、季节和气温等因素影响。在屋面雨水径流中，第1场降雨的各指标浓度显著高于后2场降雨

6、，这是由于非点源的累积排放特征所决定的。由于北方地区的降雨量70%以上集中在汛期69月，从秋季到次年春季降雨-径流过程，污染物主要处于累积阶段；夏季降雨频率高，各指标主要处于排放阶段，受其它人类活动的影响较小。因此，就表现为各指标浓度均在雨季后期径流中降低较为明显。表2径流中各指标浓度Table2Indicatorconcentrationinurbanrunoff采样日期样品数pHDO/mgL-1SS/mgL-1COD/mgL-108-04146.57.42.32.850511172.52591.47.152.61113.49674.2908-10176.97.31.52.664018.69

7、8.87.021.5811.4227.7408-13217.07.21.32.2155917.689.77.081.6726.2221.89均值7.051.6521.9539.602.3各指标相关性分析研究说明，雨水径流中的各指标之间有一定的相关关系4。通过计算各指标之间的相关系数，可以反映其相关性。利用MicrooftE某cel2022计算各指标之间的相关系数，见表3。可以看出，在屋面雨水径流中，颗粒物SS与有机物COD之间的相关系数较大0.5，而无机物DO与它们之间的相关系数较小0.5，说明在控制屋面径流污染时使用滞留沉降系统可以同时有效地去除颗粒物和有机物，对无机物的协同去处能力会有所降

8、低，需要考虑使用其它手段单独去除，或者在选择控制措施时进行综合考虑。通过试验测定的雨水径流水质变化具有较大的随机性，但这种线性相关关系可为雨水径流水质的检测、定量分析、雨水利用系统方案设计、制定有效的控制措施等提供参考论文参考文献格式。根据试验监测结果统计，降雨大约在1520min后时间长短与雨强相关，雨强越大，时间越短，各指标浓度根本趋于一个稳定值。与相关水质标准进行比较可知，雨水径流污染中主要控制指标为SS和COD。因此，采取一定措施弃除初期径流后的雨水水质降雨-径流过程，水体较清澈，SS浓度小于10mgL-1，COD浓度小于20mgL-1。按照城市污水再生利用中的水质要求，在雨水径流收集

9、、处理、存储后可直接满足绿地灌溉、喷洒道路、冲洗厕所、水景补水等用途，节约城市自来水。表3各指标之间相关性Table3correlationbetweenvariouindicator指标相关系数DOSSCODDO10.2590.070SS0.25910.579COD0.0700.57913结论1径流曲线形态与降雨过程线类似，两者波动幅度相对较小，径流曲线滞后于降雨过程线约520min，屋面径流系数在0.920.98之间，稍高于标准中设计值。2屋面初期雨水径流污染最为严重，水体较浑浊。各指标浓度在雨季后期径流较前期降低较为明显。径流中各指标浓度变化是由累积排放规律所决定，主要受降雨量、降雨强度、屋面材料、季节和气温等因素影响。3屋面雨水径流中，颗粒物SS与有机物COD之间的相关系数较大，而无机物DO与它们之间的相关系数较小，说明在控制屋面径流污染时采取措施可同时去除颗粒物和有机物，对无机物的协同去处能力会有所降低。