海绵城市地块汇水区面源污染传输及控制效果研究

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目前,我国海绵工程建设多集中在地块汇水区单元内开展,通过多个低影响开发(LID)设施协同完成地表径流水质水量的调控。但是基于地块汇水区尺度下城市面源污染的产生和控制效果鲜有报道。本研究比较分析了不同硬化率地块汇水单元内的街尘晴天累积特征、降雨径流冲刷特征、地表径流污染特征及LID设施的径流水质水量控制效果。主要研究结果如下:1、地块汇水区尺度下硬质路面为街尘累积的主要下垫面类型,在中硬化率(61.1%)和高硬化率地块(73.6%)的单位面积累积量分别为2.22~12.51 g·m-2和4.99~33.43 g·m-2,分别占地块累积街尘总量的88.4%和90.1%。<105μm的街尘作为潜在冲刷及富集污染物较为显著的粒径范围,在高硬化率地块路面和屋面的质量占比分别高于中硬化率约24.4%和26.4%。2、受降雨冲刷的影响,地块汇水区尺度上地表冲刷的街尘也主要来源于硬质路面,在中硬化率和高硬化率地块的单位面积冲刷量分别为0.97~7.34 g·m-2和0.92~18.77 g·m-2,平均冲刷率分别为48.9%和38.8%,冲刷质量占比分别为91.7%和90.5%。小粒径段街尘的冲刷在高硬化率地块明显高于中硬化率,路面和屋面<105μm街尘的单位面积冲刷率平均增加106.4%和160.2%。3、地表径流污染负荷的分布在两下垫面上呈现一定的差异性。径流SS、TP、COD和TN的污染负荷分布皆主要源于硬质路面,在中硬化率地块的负荷占比分别为95.2%、98.1%、90.0%和79.3%;高硬化率地块的负荷占比分别为83.1%、95.0%、74.5%和56.8%。而对于Cd、Cr、Cu、Pb、Zn 5种重金属的负荷分布状况,屋面的污染负荷贡献比例明显升高,在中硬化率地块分别为18.3%、36.5%、23.6%、22.9%和20.7%;高硬化率地块分别为50.7%、17.5%、50.4%、6.1%和57.7%。4、地块汇水区尺度上LID设施组合对中硬化率和高硬化率地块的径流量削减率分别约为69.4%和56.5%。对污染负荷(SS)的削减率分别约为76.0%和59.9%。径流粒径分布都以<50μm粒径段为主,LID设施组合对径流颗粒物的去除主要针对于大粒径颗粒物(>200μm)。
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