天津市不同功能區(qū)道路雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測分析 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 TU984 A 隨著城市的發(fā)展，水資源需求與短缺的矛盾不斷增長。雨水作為一種可供利用的非常規(guī)水資源，對緩解水危機(jī)具有十分重要的意義。我國雨水資源豐富，年降水量可達(dá) 6 190 億 m3，但由于沒有健全的暴雨匯集和調(diào)蓄設(shè)施，易造成暴雨時(shí)的洪澇災(zāi)害和旱季的嚴(yán)重缺水。隨著城市化的高速發(fā)展，建筑物密集和路面硬化程度的不斷加劇，使不透水地表面積不斷擴(kuò)大，雨水資源流失量急劇增 加。 天然降雨對大氣污染物產(chǎn)生淋溶作用，受到了一定污染。而城市不透水面積的不斷增加以及其面層上污染物的積累，使得天然雨水降至不透水面層后形成降雨沖刷和徑流輸移，雨水污染嚴(yán)重。城市路面是不透水面的一個(gè)重要組成部分，本文以天津市不同功能區(qū)（文教區(qū)、居住區(qū)和商業(yè)區(qū)）的道路雨水為研究對象，對其徑流雨水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測分析，以期掌握道路雨水水質(zhì)特點(diǎn)及變化規(guī)律，探索其收集利用的可行性，為雨水資源化利用提供技術(shù)支持。 2 研究方法 2.1 采樣點(diǎn)的選擇 按照不能功能區(qū)的劃分，試驗(yàn)共選擇 了三個(gè)不同性質(zhì)下墊面的采樣點(diǎn)，如圖 1 所示： A 點(diǎn)為天津城市建設(shè)學(xué)院（文教區(qū)）； B 點(diǎn)為侯臺花園（居住區(qū)）； C 點(diǎn)為人人樂超市（商業(yè)區(qū)）。所有采樣點(diǎn)均為道路兩側(cè)的雨水口。所選不同功能區(qū)采樣點(diǎn)的環(huán)境特征見表 1。 表 1 不同功能區(qū)采樣點(diǎn)的環(huán)境特征 功能區(qū) 匯水面積 /m2 路面清掃狀況 車流量 /輛 /h 人流量 /人 /h 文教區(qū) 220 一天一次，無灑水車 20 600 居住區(qū) 340 一天兩次，無灑水車 1800 80 商業(yè)區(qū) 300 一天兩次，有灑水車 1200 120 注：表中車流量、人流量均為降雨期間的統(tǒng)計(jì)平均值。 2.2 取樣方法 降雨徑流采樣點(diǎn)設(shè)于道路雨水口（見圖 2），降雨產(chǎn)流開始即用 2.5L 聚乙烯瓶采集徑流水樣，取樣時(shí)間分別為0min、 5min、 10min、 15min、 20min、 30min、 40min、60min、 80min、 100min、 120min、停雨時(shí)刻，同時(shí)用水盆收集降雨過程中天然雨水的混合水樣，并且用虹吸式雨量計(jì)（見圖 3）記錄降雨量，對于有特殊要求的檢測指標(biāo)（如陰離子表面活性劑）單獨(dú)取樣。樣品在規(guī)定的 24h 保存時(shí)間內(nèi)，按照 國家環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行污染指標(biāo)的測試。 2.3 監(jiān)測指標(biāo)及檢測方法 水樣包括 pH、色度、濁度、 CODCr、 BOD5、 TN、 TP、氨氮、陰離子表面活性劑和重金屬 (Fe3+、 Mn2+、 Cu2+、 Zn2+、Pb 和 Cd)等 15 項(xiàng)指標(biāo)，檢測方法見表 2。 表 2 檢測方法 監(jiān)測指標(biāo) 檢測方法 pH 玻璃電極法 (GB 692086) 色度 鉑鈷比色法 濁度 ss 重量法（ GB 11901-89） CODCr 重鉻酸鉀法 (GB 1191489) BOD5 稀釋法 (HJ 5052009) TN 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法 （ GB 11894-89） TP 過硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法 （ GB 11893-89） 氨氮 納氏試劑分光光度法（ HJ 535-2009） 陰離子表面活性劑 亞甲藍(lán)分光光度法（ GB 7494-37） 金屬離子 火焰原子吸收法 3 監(jiān)測結(jié)果與分析 3.1 降雨特征 通過雨量計(jì)監(jiān)測及氣象資料查詢， 2011 年 4 9 月的氣候情況見表 3。 表 3 天津 2011 年 4-9 月氣候情況 月份 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 平均溫度 / 14 20 27 27 26 21 最高溫度 / 22 30 35 34 34 29 最低溫度 / 2 12 19 21 21 12 降雨量 /毫米 36 32 51 118 97 72 降水天數(shù) /日 6 5 8 14 11 6 最大平均降雨強(qiáng)度 /mm h-1 11 7 10 25 30 35 平均風(fēng)力 /級 2 4 3 4 3 4 微風(fēng) 3 4 2 4 由上表可以看出：天津市， 7 月份氣溫較高，風(fēng)力較低，降雨頻繁，降雨量最大，平均降雨強(qiáng)度也較高。 試驗(yàn)過程中在不同月份，根據(jù)降雨情況，分別進(jìn)行水樣采集，及檢測分析，取樣過程中的采樣頻率和氣候特征見表 4。 表 4 采樣頻率和降雨特征 日期 降雨前晴天數(shù) /d 降雨時(shí)間 日降雨量 /mm 最大降雨強(qiáng)度 /mm h-1 取樣 時(shí)間 取樣頻率 2011.5.8 3 13:00 開始， 15： 40 停 止 26.5 20 13:30 15:40 間隔 10min 2011.6.11 0 17:10 開始， 17:30 停止 16 8 17:10 16:10 間隔 5min 2011.7.1 0 7:35 開始， 8:30 停止； 9:40 開始， 11:10停止 22.5 56 9:50 11:10 間隔 5min 3.2 不同功能區(qū)道路雨水徑流水質(zhì)特征 經(jīng)過雨水采樣及水質(zhì)監(jiān)測，取得天然雨水及 3 個(gè)不同功能區(qū)采樣點(diǎn)共計(jì) 13 組暴雨徑流水質(zhì)數(shù)據(jù)。經(jīng)過整理，各個(gè)采樣點(diǎn)的徑流污染物濃度變 化范圍詳見表 5。 表 5 不同功能區(qū)道路徑流雨水的水質(zhì)特征 指標(biāo) 天然雨水 文教區(qū) 居住區(qū) 商業(yè)區(qū) 地表水 類標(biāo)準(zhǔn) 雜用水 （城市綠化） pH 6.89 7.23 6.87 7.27 7.22 7.86 7.05 7.61 6 9 色度 /度 96.7 161 362.7 1094.4 4185.5 9566 1723 4062 30 濁度 / NTU 21.3 50 30 229 601 2368 190562 10 SS/ mg L-1 2.5 370 350 1668 214606 10 CODCr/ mg L-1 29.1 35 52 239 267.7 574.2 174.6 419 40 BOD5/ mg L-1 1.57 2.41 7.34 10.2 30.43 51.3 16.68 22.9 10 TN/ mg L-1 3.141 10.8 3.739 4.21 2.48819.326 3.857 17.326 2.0 氨氮 / mg L-1 1.73 7.02 1.58 5.91 0.626.77 2.0 TP/ mg L-1 0.10 0.28 0.28 1.61 2.98 6.37 0.79 3.02 0.4 陰離子表面活性劑 / mg L-1 2.36 11.76 6139.4 5.47 22.57 0.3 Fe/ mg L-1 0.4 Mn/ mg L-1 0 0 0.024 0 0.033 0 0.058 0.1 Cu/ mg L-1 0 0.004 0.024 0.001 0.029 0.0060.058 1.0 Pb/ mg L-1 0.1 Cd/ mg L-1 0.01 由上表可以看出，監(jiān)測區(qū)域天然雨水僅色度、濁度和TN 超出地表水 類標(biāo)準(zhǔn)或雜用水（城市綠化）標(biāo)準(zhǔn)，這主要是由監(jiān)測區(qū)域大氣中顆粒物和含氮?dú)怏w所造成；監(jiān)測區(qū)域不同功能區(qū)的道路雨水徑流水質(zhì)均很差，檢測指標(biāo)中除 pH 以外均嚴(yán)重超出地表水 類標(biāo)準(zhǔn)或雜用水（城 市綠化）標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，三個(gè)功能區(qū)的道路雨水徑流污染由輕自重依次是文教區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)；道路雨水徑流初期雨水污染最為嚴(yán)重，混濁、呈黑色，其中混雜了大量的污染物，如泥砂、碎垃圾和有機(jī)物等。 3.3 道路雨水徑流水質(zhì)影響因素分析 影響道路雨水徑流水質(zhì)的因素很多也很復(fù)雜。綜合起來有降雨量、降雨歷時(shí)、降雨強(qiáng)度、兩場降雨之間的時(shí)間間隔、氣溫、日照強(qiáng)度、車輛、人流量、路面清掃狀況等因素?？偟膩碚f，道路雨水徑流水質(zhì)主要取決于路面污染狀況，路面的各種污染物是最直接的污染原因。 （ 1）降雨歷時(shí) 的影響 以 2011.5.8 檢測的文教區(qū)道路雨水徑流 CODCr、 TN、TP 濃度隨降雨歷時(shí)的變化為例，由圖 4 可以看出隨著降雨歷時(shí)的延長， CODCr、 TN、 TP 濃度會(huì)不斷降低。 （ 2）降雨強(qiáng)度和降雨量的影響 以 2011.5.8 監(jiān)測的文教區(qū)道路雨水徑流 CODCr 濃度隨降雨強(qiáng)度和降雨量的變化為例，由圖 5 可以看出在降雨初期，降雨強(qiáng)度越大，污染物濃度降低的變化程度越大。隨著降雨歷時(shí)的不斷增加，當(dāng)達(dá)到一定降雨量的情況下，污染物的濃度趨于穩(wěn)定。 （ 3）路面狀況的影響 以 2011.5.8 檢測的不同功能區(qū)道路雨水徑流 CODCr 濃度隨降雨歷時(shí)的變化為例，由圖 6 可以看出不同功能區(qū)道路雨水徑流的污染程度不同，居住區(qū)道路雨水徑流污染最嚴(yán)重。綜合表 5，分析可知，與另外兩個(gè)功能區(qū)道路雨水徑流中CODCr 濃度相比，居住區(qū)道路雨水徑流污染最為嚴(yán)重，這主要是受其路面車流輛、路面污染物的沉積所致，該區(qū)域路面車流量較大，無水洗車清掃，且路邊廢水傾倒、垃圾堆積情況嚴(yán)重。 （ 4）季節(jié)、氣溫及降雨前晴天數(shù)的影響 以居住區(qū)不同時(shí)期的三場降雨為例，由圖 7 可以看出隨著降雨時(shí)間的不同，同一道路的雨 水徑流污染程度不同，雨季前期的道路徑流污染最為嚴(yán)重。結(jié)合表 5，分析可知，由于降雨情況（兩場降雨之間的時(shí)間間隔、降雨前晴天數(shù)、氣溫、日照強(qiáng)度等）不同，同一路面在不同時(shí)間段的路面雨水徑流污染程度不同。 4 結(jié)論 通過對天津市不同功能區(qū)道路雨水徑流的綜合分析，可以得出以下結(jié)論： 不同功能區(qū)的道路雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)中除 pH 以外，均超出地表水 類標(biāo)準(zhǔn)或雜用水（城市綠化）標(biāo)準(zhǔn)。三個(gè)功能區(qū)的道路雨水徑流污染程度