海绵城市建设之城市道路雨水生物滞留技术研究
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2.2 道路径流的污染物浓度

经过2009年、2010年、2011年和2013年4个汛期、3处取样点共监测到27场完整的水质过程,见表2.2。受到降雨突发性、局地性的影响,共采集到11场次完整出流过程,分别为A点7场,场次1~7,B点2场,场次8、9,C点2场,场次10、11。其中,径流和水质样本充足(样本容量大于5)的场次过程,分别为监测点A的场次1、2、3、5,监测点B的场次8、9,以及监测点C的场次10、11。按照降雨量等级划分标准,2011年7月24日为1场大雨过程,2010年8月4日、2011年7月29日为2场中雨过程,其余均为小雨过程,降雨历时超过6h的长历时过程有3场,其余均为1~3h短历时过程,各监测点不同场次降雨流量过程见图2.3~图2.5。3处监测点汇水区域均为沥青不透水路面,径流过程主要受降雨过程影响,径流过程滞后时间取决于累积降雨量能否达到初损填洼量,降雨满足填洼后才开始产流,监测点A平均初损雨量1.5mm,监测点B平均初损值3.7mm,监测点C平均初损2.4mm,各监测点场次降雨特征统计见表2.3。

表2.2 监测点降雨事件列表

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 2009年7月13日中午、下午各有1场降雨过程,分别为2009年7月13日(a)、2009年7月13日(b)。
① 表示样本完整的径流水质过程。

表2.3 各监测点场次降雨特征统计表

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图2.3(一) 监测点A不同场次降雨流量过程图

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图2.3(二) 监测点A不同场次降雨流量过程图

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图2.3(三) 监测点A不同场次降雨流量过程图

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图2.3(四) 监测点A不同场次降雨流量过程图

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图2.4 监测点B降雨流量过程图

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图2.5 监测点C降雨流量过程图

根据各监测点水样瞬时污染物浓度,参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的污染物浓度标准相关规定,可以看出:①监测点A的SS、BOD5、CODCr的污染水平明显高于NH3-N、TN、TP,且变化幅度较大,其中SS污染最为严重,多数场次降雨SS浓度均远远超过三级标准,个别场次BOD5浓度为一级至二级标准,多数场次CODCr平均浓度基本超过了三级标准;在NH3-N、TN、TP3种污染物质中,TP的污染最小,TP平均浓度基本处于一级A至一级B标准区间,NH3-N、TN浓度除2009年7月23日及2010年7月1日之外,基本能够达到一级A标准;②B取样点的CODCr、BOD5、SS污染物的浓度较高,基本都超出了三级标准;NH3-N、TN污染相对较轻,除2010年7月1日和2010年7月15日两场降雨外,基本在一级B标准以下;TP浓度除2010年7月1日外,基本在一级A标准以下;③C采样点以SS污染最为严重,除2011年7月29日外,均超过三级标准,CODCr和BOD5的污染水平次之,平均浓度也超过了三级标准,NH3-N、TN、TP平均浓度基本在一级A标准以下。总体来说,各取样点径流水质的主要污染物为CODCr、BOD5和SS(见图2.6~图2.8)。

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图2.6(一) 监测点A各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.6(二) 监测点A各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.6(三) 监测点A各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.7(一) 监测点B各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.7(二) 监测点B各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.7(三) 监测点B各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.8(一) 监测点C各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.8(二) 监测点C各污染物在场次降雨中的浓度分布图

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图2.8(三) 监测点C各污染物在场次降雨中的浓度分布图

系统统计各监测点场次污染物平均浓度,取各污染物平均浓度均值来对比水质污染状况,监测点A的NH3-N、TN、TP、CODCr、BOD5、SS平均浓度分别为3.22mg/L、9.83mg/L、0.79mg/L、451mg/L、133mg/L、480mg/L,监测点B的相应指标值分别为5.30mg/L、16.55mg/L、0.41mg/L、248mg/L、168mg/L、175mg/L,监测点C的相应指标值分别为5.56mg/L、10.64mg/L、0.30mg/L、174mg/L、86mg/L、86mg/L。监测点A与监测点B道路断面形式分别为三幅路和单幅路,二者水质相比,监测点A的TP、CODCr、SS含量较高,监测点B的NH3-N、TN、BOD5含量较高;监测点C为单幅路形式,监测点A与监测点C相比,A点的TP、CODCr、BOD5、SS含量较高,而C点的NH3-N、TN含量较高;同样为单幅路的监测点B与监测点C相比,两者车流量相近,B点的TN、TP、CODCr、BOD5、SS含量均较高,仅NH3-N含量偏低,充分表明周围环境也对径流水质有重要影响,监测点B汇水区域上分布餐饮场所,因此其径流中各污染物含量均较C点高。3处监测点的BOD5/CODCr均值分别为0.34、0.37和0.25,径流可生化性均较差,监测点A在2009年7月13日的两场降雨中均达到0.78和0.95,比典型生活污水的可生化性更好,监测点B的BOD5/CODCr均值最高为0.37,这与B点周边环境有关,降雨时餐饮场所废水排入提高了径流的可生化性(见表2.4)。最终通过总结3个监测点平均水质状况,北京市道路雨水径流中NH3-N、TN、TP、CODCr、BOD5、SS平均浓度分别为4.02mg/L、11.67mg/L、0.64mg/L、367mg/L、137mg/L、352mg/L,研究数据可为道路雨水生物滞留调蓄系统设计提供数据支撑。

表2.4 各处监测点径流水质统计表

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续表

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