2.4 道路径流的初期效应
基于污染物晴天累积于地表、雨天被径流冲刷进入水体、污染物冲刷速率与地表污染物累积量呈正比的传统地表累积冲刷模型,不少学者均提出了初期径流效应的概念,即在径流初期,路面上大部分污染物被雨水径流携带进入地表水体,随着产汇流时间的延长,污染物浓度逐渐下降。
以污染物累积负荷与累积径流量的相关性为基础,通过一条无量纲的累积污染物负荷比例-累积径流比例曲线F(X)=Xb[简称M(V)曲线],通常以30%径流体积能否达到携带80%以上污染负荷,即FFE30(First Flush Effect 30%)或者拟合指数b来具体衡量初期径流效应。根据拟合指数b,将M(V)曲线划分为6个区域,处于6个不同区域的曲线代表初期径流效应程度不同,M(V)曲线分区见图2.13,其初期效应评价标准见表2.5。
图2.13 M(V)曲线分区图
表2.5 参数b取值、FFE30初期效应评价标准表
续表
注 FFE30表示径流体积30%的初期径流对应的累积污染负荷比例。
根据污染物浓度随降雨历时的变化过程,监测降雨事件大多出现了一定的初期效应。选取径流、水质样本足够的场次过程数据,监测点A的场次1、场次2、场次3、场次5共4场降雨过程,监测点B的场次8、场次9,以及监测点C的场次10、场次11,来评价道路径流初期效应。以2010年8月4日降雨过程中各监测点污染物的M(V)曲线为例,3处监测点NH3-N初期冲刷效应较为显著,且变化趋于稳定(见图2.14)。监测点A的NH3-N、TN、TP、CODCr、BOD5、SS在各场降雨中FFE30的平均值分别为0.49、0.43、0.36、0.40、0.46、0.47,初期效应大小表现为NH3-N、SS、BOD5、TN、CODCr、TP,初期冲刷程度为中等;监测点B的NH3-N、TN、TP、CODCr、BOD5、SS在各场降雨中FFE30的平均值分别为0.47、0.44、0.32、0.41、0.26、0.29,初期效应大小表现为NH3-N、TN、CODCr、TP、SS、BOD5,NH3-N、TN、CODCr的初期冲刷程度为中等,TP的初期冲刷程度为微弱,BOD5、SS则基本无初期冲刷;监测点C的NH3-N、TN、TP、CODCr、BOD5、SS在各场降雨中FFE30的平均值分别为0.51、0.37、0.34、0.43、0.53、0.46,初期效应大小表现为BOD5、NH3-N、SS、CODCr、TN、TP,除TP的初期冲刷程度为微弱外,其余指标冲刷程度均为中等。总体来说,3处采样点道路径流初期冲刷程度为中等,各类污染物初期效应存在一定差异,这与降雨初期径流量小、冲刷力小,溶解态污染物初期效应大于颗粒态污染物有关(见表2.6)。
表2.6 道路径流初期冲刷效应评价表
图2.14(一) 2010年8月4日降雨中监测点A、B、C的M(V)曲线图
图2.14(二) 2010年8月4日降雨中监测点A、B、C的M(V)曲线图