發(fā)布時間：2018-02-11 13:44

  本文關鍵詞： 雨水徑流污染 影響因素 初期效應 污染負荷總量 截流式綜合排水體制 Infoworks ICM模型　出處：《復旦大學》2013年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來,隨著城市化進程的不斷加快和城市人口的不斷增加,城市大氣和屋面、路面等下墊面遭受到日益嚴重的污染。雨天在城市地表中累積的大量污染物被雨水徑流沖刷和裹挾到城市受納水體中,造成了嚴重的污染和破壞。雨水徑流污染已經(jīng)成為城市水環(huán)境污染的主要原因之一。因此,為了更好的保護城市水體,非常有必要開展城市雨水徑流污染特征及排水系統(tǒng)模擬優(yōu)化研究。 本研究首先針對我國南方典型臨海盆地型平原城市福州市,研究了其雨水徑流的瞬時濃度和事件平均濃度(EMC)的分布變化、污染物之間相關性和徑流的初期效應等污染特征。結果表明在14場代表降雨中,舊城區(qū)不同居民區(qū)地表徑流COD、NH3-N、TP和SS的EMC均值分別在95.5～194、2.57～3.33、0.75～1.39和149～240mg/L之間,而新城區(qū)的相應指標則在74.1～84.0、1.62～1.84、0.34～0.37和117～128mg/L之間,舊城區(qū)雨水徑流的污染水平明顯高于新城區(qū)。14場降雨中,SS與COD之間的線性關系最好,均呈現(xiàn)出顯著的相關性。此外,福州市居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和辦公區(qū)地表和雨水排放口徑流均存在一定的初期效應,雖然并不是特別顯著。 其次,本研究評估了降雨基本參數(shù)及雨型、城市下墊面、城市功能區(qū)和排水體制對雨水徑流污染的影響。降雨基本參數(shù)中,前期晴天數(shù)的影響程度超過降雨量、降雨歷時和最大降雨強度,而雨水徑流中污染物的瞬時濃度變化與降雨雨型具有明顯的相關性。與此同時,舊城區(qū)居民區(qū)不同下墊面徑流中COD、SS、NH3-N和TP等四類污染物呈現(xiàn)出相同的大小規(guī)律：直接濕沉降屋面徑流地面徑流雨水排放口；而新城區(qū)居民區(qū)則表現(xiàn)出直接濕沉降屋面徑流小區(qū)地面徑流≈道路路面徑流≈雨水排放口的變化規(guī)律。不同功能區(qū)地表徑流中的四類污染物濃度,呈現(xiàn)出居民區(qū)商業(yè)區(qū)辦公區(qū)的規(guī)律；而不同排水體制的雨水排放口徑流則存在截流式合流制直排式合流制分流制的狀況。 再次,本研究建立了分流制雨水管道溢流污染物來源的區(qū)分計算方法,以金山碧水一期為例進行分析,結果表明地表徑流是分流制小規(guī)模居民區(qū)中雨水管道徑流污染的主要貢獻者,尤其是小區(qū)內(nèi)部道路徑流占據(jù)了最大的貢獻比例。例如,小區(qū)內(nèi)部道路徑流向雨水排放口徑流中分別貢獻了52.4±7.5%的COD,50.6±11.0%的SCOD,50.5±11.8%的DOC和49.8±8.7%TP。此外,混接污水和管道沉積物在雨水管道雨天溢流污染中也扮演了重要角色。 然后,本研究建立了按照流域進行雨水徑流污染總量計算公式。經(jīng)計算,鎮(zhèn)江市全年雨水徑流污染總量為TSS25396噸,NH3-N175.0噸,TP40.3噸,COD5718噸,BOD52064噸,TOC591.6噸,給城市的河網(wǎng)水系帶來了嚴重的污染負荷。對于不同污染控制措施的效果比較,合流制改分流制達到的污染物減排效果最好,但是成本最高,工程量最大；建設雨水調(diào)蓄池相對而言減排效果最差,但是工期短、見效快,而且成本最低；增設截流管道減排效果中等,但工程量大,性價比和可行性較低。 此外,本研究還提出了“截流式綜合排水體制”的概念,該體制包括內(nèi)部排水管網(wǎng)體系、沿受納水體兩岸鋪設的截流干管系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)三個有機組成部分。綜合分析表明該排水體制對于福州市和南平市均有較強的適用性,可以根據(jù)城市的具體情況,在目標約束前提下進行排水系統(tǒng)的優(yōu)化組合。在此基礎上,本文針對福州某一排水片區(qū)建立Infoworks ICM排水管網(wǎng)模型,模擬了排水管網(wǎng)受到不同重現(xiàn)期、降雨歷時和降雨類型的暴雨下地面的積水狀態(tài)和管網(wǎng)的超負荷狀態(tài)。在此基礎上找出了管網(wǎng)的限制性管道并對其進行了針對性的模擬和優(yōu)化,模擬表明可以通過增大局部管道管徑的方式綜合提高整個排水管網(wǎng)的排水能力乃至其能承受的暴雨重現(xiàn)期。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：X52;TU992

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉世虹;劉建軍;崔香娥;王玉國;蘇理生;;邯鄲市城區(qū)雨水徑流水質(zhì)及其主要影響因素研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年36期

2 徐明;李賀;傅大放;;高速公路路面雨水徑流污染物出流規(guī)律研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2012年07期

3 漢京超;王紅武;張善發(fā);劉燕;;城市雨洪調(diào)蓄利用的理念與實踐[J];安全與環(huán)境學報;2011年06期

4 任福民;周玉松;牛牧晨;許兆義;;污泥中的重金屬特性分析和生態(tài)風險評價[J];北京交通大學學報;2007年01期

5 李俊奇;曾新宇;車伍;周玉文;;鄉(xiāng)村城市化過程中排水系統(tǒng)規(guī)劃[J];北京建筑工程學院學報;2006年04期

6 張亞東,車伍,劉燕,李俊奇;北京城區(qū)道路雨水徑流污染指標相關性分析[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2003年06期

7 劉武藝,邵東國,賀新春;基于雨水資源化利用的城市排水系統(tǒng)優(yōu)化設計[J];城市道橋與防洪;2005年02期

8 馬洪濤;張曉昕;王強;;基于模型的城市道路積水應急排水措施研究[J];城市道橋與防洪;2008年09期

9 張力;;城市合流制排水系統(tǒng)調(diào)蓄設施計算方法研究[J];城市道橋與防洪;2010年02期

10 程曉波;;上海市中心城區(qū)初期雨水污染治理策略與案例分析[J];城市道橋與防洪;2012年06期

，

本文編號：1503195