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随着城市化进程的加快,城市土地利用的性质发生巨大变化,不透水区域的面积所占比重越来越大,而且随着人类活动对自然干扰的加剧,城市雨洪条件发生明显的变化,最终使得不同土地利用类型的地表所产生的径流污染的排放规律及污染负荷也不尽相同。目前,城市降雨径流污染已经成为城市水环境恶化的重要原因之一,而且在国际上都引起了对这个问题的关注和重视。
本文以山地城市重庆盘溪河流域为研究区域,对2009-2010年数场降雨,进行了屋面径流、路面径流以及河流断面的采集、实验分析、数据处理,从而研究了该区域的降雨径流污染的时空分布特征和径流污染的水文过程,估算出盘溪河流域的污染负荷。并分析了降雨径流中各项指标与TSS指标之间的相关关系。最后,结合国内外经验,根据山地城市特征,提出了路面径流和屋面径流污染的控制措施。
通过时间分布特征分析,得出屋面径流和路面径流中的污染物都存在不同程度的初期冲刷现象,即在降雨初期污染物浓度高,随后污染物浓度开始下降,并随着降雨历时的延长逐渐趋于一个稳定水平。
通过空间分布特征分析,看出各指标浓度在不同功能区存在较大的差异。SS和TP指标的平均浓度在各功能区的大小顺序为:商业区>交通区>停车场>工业区>居民区:COD的平均浓度在五个功能区的分布变化为:商业区>交通区>工业区>停车场>居民区:TN的平均浓度在五个功能区的分布变化为:工业区>商业区>停车场>交通区>居民区。
通过相关性分析,TSS与COD、TP存在着很好的相关关系。从土地利用类型上看路面径流中各污染物指标与TSS的相关性要比屋面径流好,对于路面径流来讲,各指标与TSS相关性从大到小排列顺序为:TP>COD>TN>NH3-N>NO3-N。
降雨径流中TSS、COD、TN、TP和NH3-N的浓度都不同程度高于河流对应污染的浓度,降雨径流污染对盘溪河水体水质具有明显的恶化作用,其中TSS、COD和TP的影响比较突出,TN和NH3-N影响相对较小。
污染负荷估算结果显示,盘溪河流域不透水地表TSS、COD、TN、TP和NH3-N的年污染负荷分别为2248.12t、1367.39t、69.82t、6.54t、31.68t,,负荷贡献大小依次为:道路>铺砌地面>建筑用地。盘溪河流域TSS、COD、TN、TP和NH3-N污染负荷率分别为166.16g/m2·a-1、101.06g/m2·a-1、5.16g/m2·a-1、0.48g/m2·a-1和2.34 g/m2·a-1。
根据山地城市特征,对于其控制比一般平原城市更加复杂。因此要合理的规划城市用地、加强城市卫生管理、完善排水管网的建设以及景观生态治理。另外,利用山地的坡度建造自上而下的梯田式多级湿地系统,这样的结构既便于充分利用水资源又能减少提升式供水所消耗的能源。