东江上游高风险支流不同功能区初期雨水径流污染特征分析

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1、东江上游高风险支流不同功能区初期雨水径流污染特征分析张郁婷陈永华汤春芳魏伟李建彬付雄略柳俊中南林业科技大学环境科学与工程学院兰州交通大学市政工程学院了解不同外界条件下初期雨水径流污染物的变化是有效控制面源污染的重要基础。根据径流曲线法(SCS)对东江上游高风险支流区中农田区、交通道路区、住宅商业区和工业区4个不同功能区的初期雨水径流进行采样，按照国家标准水质分析方法进行监测，并对不同功能区初期雨水径流水质的变化规律及主要污染物的相关性进行分析。研允结果表明，降雨前期晴天数、降雨量、降雨强度对初期

2、雨水径流水质变化均有明显影响。当前期晴天数多、雨量大且降雨强度大时，污染物质量浓度峰值出现的时间早、质量浓度下降趋势明显。随着降雨历时的延长，初期雨水径流主要污染物SS、CODCr>TN>TP及NH3-N的质量浓度大都呈现下降趋势，且污染物质量浓度峰值大部分出现在前5min。其屮，SS质量浓度以农田区最高，相对于其他功能区，污染物质量浓度最高可达14倍之多。CODCr、TN、TP及NH3-N质量浓度均以住宅商业区最高，最高分别可达1136、17.56、3.96、25.36mg•I?,相对于其他功

3、能区而言，住宅商业区更易导致水质污染。从最典型降雨事件分析来看，只有交通道路区的COD&、TP、TN与SS之间呈现正相关，其相关系数分别为0.775、0.798、0.826,其余3个功能区域的主要污染物之间则出现负相关，表明初期雨水具有复杂性，受多重外界因素影响。该研宂结果对入江污染物负荷量控制及东江水环境保护具有一定的意义。关键词：初期雨水径流;功能区;径流污染;水质分析;东江;近年来，随着点源污染研究和治理的深入，面源污染的研究治理则突显出严峻的形势，而城市雨水径流对受纳水体的污染则是面源污

4、染的主要形式之一(Pallaetal.,2004;Brownjetal.,2006;炱汶等，2014)。在城市发展初期，雨水径流对受纳水体的污染较轻，但随着城市交通量及屋面和路面材料种类的不断增加，雨水径流过程中携带的污染物质的种类和数量也在大量增加，雨水径流中污染物的浓度在数量级上与未经处理的城市污水基本和同，从而使受纳水体受到严重的污染(白建国等，2013;Lietal.,2014)。东江作为广东省及香港特别行政区最重要的饮用水源地，其水质直接关系到数万人民的饮用水安全问题。然而，随着东江流

5、域沿岸经济带的持续高速发展，排入河流的城市污染物持续增加，这些河流作为支流直接汇入东江干流，因此对城市河流的地表径流主要污染物“汇”的研究显得至关重要（李怀恩，2013）。本研宄的对象高埔小河是一条流经河源市源城区和高新区的典型城市河，其作为东江的一级支流发源于万洞水库，集雨面积24.6km,全长14km,属于典型的雨源补给型河流。高埔小河现阶段执行《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）III类标准（杨智辉，2010）,但根据历年监测数据，无论是枯水期还是丰水期，高浦小河的氨氮（Nlh

6、-N）、总磷（TP）、化学需氧量（C0Da）等因子均存在严重超标问题，个别指标甚至已达V类，远超水功能区划A标，对东江上游水环境风险具有直接威胁。因此，本研究对流入高埔小河的雨水径流进行基本污染控制指标的监测并进行特征分析研宄，对控制和削减入江的氮磷及其他污染物负荷量具有至关重要的理论与实际意义。1水样的采集与测定1.1样品的采集1.1.1釆样点的确定土地利用类型不同会导致雨水径流污染程度产生很大的不同（Stenstrometal.,2014;Mingetal.,2014;Pengetal.,2

7、015）。以极具代表性的河源市高新区埔前镇作为研究区域，按照区域的不同功能，将其分为农田区、交通道路区、住宅商业区和工业区，对4个功能区进行初期雨水径流水样采集。具体采样点由上游至下游布置如下:农田区一一李屋的农田沟渠与高埔小河的汇集处，记作1#;交通道路区一一G205国道桥下的雨水管排放口处，记作2#;住宅商业区一一高埔市场旁车修理门面前雨水井处，记作3#;工业区一一科技大道的雨水管排水门与高埔小河汇集处，记作相。功能区分布如图1所示。1.1.2采样时间的确定美国土壤保持研宄局（USDASCS

8、）为了计算无降雨过程记录地区的径流量，研发了径流曲线法，后简称SCS法。利用此模型可以针对未来土地利用情况的变化，预测长期的降雨-径流关系的可能变化，分析人类活动对流域水文的影响。本研究在已有的径流曲线数（）查算表以及其他城市所确定的CN值的棊础上，充分考虑河源高新区的自然条件，得出其不同功能区CN值:CN1（农田区）为81，CN2（交通道路区）为94，CN3（住宅商业区）为95，CN4（工业区）为93。根据径流曲线法可知，只有当P20.2S时，地表径流才会产生（史培军等，2001;张媛，200