常州城市住宅小區(qū)雨水徑流水質(zhì)分析

李 正 兆

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇 常州 213002)

常州城市住宅小區(qū)雨水徑流水質(zhì)分析

李 正 兆

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇 常州 213002)

分析了導(dǎo)致城市水環(huán)境惡化的主要原因，通過對(duì)常州住宅小區(qū)不同下墊面類型徑流水質(zhì)的測(cè)定，探討了徑流水質(zhì)指標(biāo)及其隨降雨歷時(shí)的響應(yīng)關(guān)系，為雨水調(diào)蓄規(guī)模的確定、初期雨水污染控制措施的制定提供參考依據(jù)。

初期雨水，水質(zhì)分析，徑流水質(zhì)

隨著城市點(diǎn)源污染治理的逐步完善，城市降雨徑流污染日益成為影響城市水環(huán)境改善的主要原因。對(duì)徑流污染的控制受到廣泛關(guān)注，國(guó)內(nèi)外眾多城市積極研究、落實(shí)初期雨水的收集、處理，削減入河污染負(fù)荷。《蘇南現(xiàn)代化建設(shè)示范區(qū)規(guī)劃》(2013～2020)要求區(qū)域主要河流無劣Ⅴ類水質(zhì)，達(dá)到Ⅲ類及以上水質(zhì)的河流占區(qū)域主要河流的比例超過80%。新修訂的《江蘇省城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》(2011年版)明確提出：規(guī)劃建設(shè)用地面積2萬(wàn)m2以上新建建筑應(yīng)建設(shè)雨水收集利用設(shè)施，設(shè)置雨水調(diào)蓄池。生態(tài)城市的建設(shè)、人居環(huán)境的改善、綠色建筑的推廣都對(duì)初期雨水污染控制及雨水綜合利用提出了新的要求。常州作為江南水鄉(xiāng)，河網(wǎng)密集，水資源豐富。在城市發(fā)展過程中，眾多河道水質(zhì)惡化，不能滿足水環(huán)境功能區(qū)劃要求，因此在常州城市雨水綜合利用中，首當(dāng)其沖的是要控制城市降雨徑流污染，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行的條件下，逐步推進(jìn)城市雨水回用。通過對(duì)現(xiàn)狀住宅小區(qū)內(nèi)不同下墊面類型徑流水質(zhì)的測(cè)定，掌握初期徑流污染物隨降雨歷時(shí)的變化規(guī)律，為初期雨水污染控制及雨水資源化利用提供指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1)采樣方法。選擇常州城市住宅小區(qū)2個(gè)，1號(hào)小區(qū)于2005年年底建成交付，2號(hào)小區(qū)于2008年年底建成交付。采集屋面、路面、綠地等徑流雨水，水樣裝入250 mL采樣瓶(PVC瓶)。屋面徑流雨水于建筑雨水落水管末端收集，道路徑流雨水在路面雨水口處收集，綠地徑流雨水在綠地內(nèi)部雨水口處收集。降雨資料從采樣區(qū)周邊自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)站讀取。2)水樣分析。水樣分析在常州市排水管理處水質(zhì)監(jiān)測(cè)站中進(jìn)行，分別測(cè)定水樣中COD，TN，TP三個(gè)指標(biāo)，分析方法按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》規(guī)范操作。

2 結(jié)果與討論

受降雨強(qiáng)度和降雨歷時(shí)的影響，在7·5降雨過程中，綠地未形成徑流，表明綠地系統(tǒng)對(duì)降雨具有較高的滯留、入滲作用。綠地雨水由于經(jīng)過了土壤植物的滲析、過濾作用，徑流初期濃度較高的污染物大部分被土壤和植物吸附，形成徑流后一般水質(zhì)較好，均高于地表水Ⅴ類水質(zhì)水體標(biāo)準(zhǔn)[4]。因此，從控制初期雨水污染的角度，認(rèn)為綠地系統(tǒng)初期雨水污染貢獻(xiàn)率較低，可以忽略。

2.1 屋面雨水

屋面徑流水質(zhì)一般受屋面材質(zhì)、空氣質(zhì)量等影響，通常小區(qū)屋面為不上人屋面，人為原因?qū)е碌奈廴据^小，屋面徑流水質(zhì)相對(duì)較好[2]。由圖1，圖2可見，1號(hào)小區(qū)屋面雨水徑流COD，TN，TP峰值分別為109 mg/L,39.7 mg/L,0.32 mg/L，2號(hào)小區(qū)屋面雨水徑流COD,TN，TP峰值分別為36.1 mg/L,8.5 mg/L,0.03 mg/L，污染物濃度總體較低，但兩者之間水質(zhì)指標(biāo)差異較大，主要因?yàn)?號(hào)小區(qū)屋面為水泥材質(zhì)，材料本身不增加徑流水質(zhì)的有機(jī)污染，1號(hào)屋面為平頂瀝青油氈，材料本身有機(jī)物的釋出，增大了徑流水質(zhì)的有機(jī)污染程度[1]。兩小區(qū)屋面初期雨水徑流污染物濃度總體高于后期，初期沖刷效應(yīng)明顯[3]。1號(hào)小區(qū)在降雨量達(dá)到6 mm，2號(hào)小區(qū)在降雨量達(dá)到5 mm之后，水質(zhì)指標(biāo)大幅降低，并逐步趨于穩(wěn)定。1號(hào)小區(qū)COD,TN,TP分別穩(wěn)定在25 mg/L～35 mg/L,10 mg/L～20 mg/L,0.10 mg/L～0.20 mg/L；2號(hào)小區(qū)COD,TN,TP分別穩(wěn)定在10 mg/L～20 mg/L,1 mg/L～3 mg/L,0 mg/L～0.1 mg/L。按屋面雨水初損2 mm考慮，控制徑流深度3 mm～4 mm就可以達(dá)到污染物高效控制的目的。張凡等[2]研究認(rèn)為控制屋面雨水徑流深度1.6 mm～2.0 mm即可實(shí)現(xiàn)控污?！督ㄖc小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》給出屋面棄流可采用2 mm～3 mm徑流深度，即控制屋面徑流深度2 mm～3 mm。

2.2 路面雨水

路面徑流水質(zhì)除受大氣沉降影響外，更多的是受地面垃圾堆積、車輛排放以及地表沖刷侵蝕等影響，所以路面徑流污染較屋面應(yīng)該更為嚴(yán)重。本次測(cè)定的路面、屋面徑流水質(zhì)指標(biāo)也表明這一點(diǎn)。由圖3，圖4可知，路面徑流初期效應(yīng)明顯，1號(hào)小區(qū)初期徑流COD濃度高達(dá)650 mg/L～700 mg/L，而彩虹城一期初期徑流COD濃度為140 mg/L～150 mg/L，分析主要原因有：1)1號(hào)小區(qū)建成交付時(shí)間較2號(hào)小區(qū)一期要長(zhǎng)，入住率高于后者，人為活動(dòng)干擾、路面材質(zhì)老化較后者要嚴(yán)重；2)1號(hào)小區(qū)采用帶導(dǎo)流槽的側(cè)石，槽內(nèi)積土、落塵等極易受徑流沖刷攜帶。1號(hào)小區(qū)初期徑流COD濃度已超出正常生活污水的濃度，這與其他學(xué)者“一般小區(qū)路面雨水污染嚴(yán)重，道路初期雨水的COD和SS濃度有時(shí)都超過城市污水”的研究一致。

兩小區(qū)屋面初期雨水徑流污染物濃度總體高于后期，在降雨量達(dá)到8 mm～9 mm后，水質(zhì)指標(biāo)大幅降低，并逐步趨于穩(wěn)定。

1號(hào)小區(qū)COD，TN，TP分別穩(wěn)定在80 mg/L～90 mg/L，2 mg/L～3.5 mg/L，2 mg/L～3.5 mg/L；2號(hào)小區(qū)COD，TN，TP分別穩(wěn)定在10 mg/L～20 mg/L，1 mg/L～3 mg/L，0 mg/L～0.1 mg/L。按路面雨水初損3 mm考慮，控制徑流深度5 mm～6 mm就可以達(dá)到污染物高效控制的目的。《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》給出地面棄流可采用3 mm～5 mm徑流深度，即控制路面徑流深度3 mm～5 mm。對(duì)北京城區(qū)不同匯水面的雨水徑流污染物沖刷規(guī)律的研究表明，小區(qū)路面或小區(qū)內(nèi)的管道系統(tǒng)初期棄流量應(yīng)控制在4 mm～5 mm[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)現(xiàn)狀小區(qū)不同下墊面類型徑流雨水水質(zhì)的測(cè)定，徑流水質(zhì)與降雨歷時(shí)響應(yīng)關(guān)系的分析，為雨水調(diào)蓄規(guī)模的確定、初期雨水污染控制措施的制定提供指導(dǎo)。

降雨徑流水質(zhì)受下墊面類型、所屬區(qū)域、降雨強(qiáng)度等影響較大，本次水質(zhì)測(cè)定成果僅作為常州城區(qū)新開發(fā)地塊徑流水質(zhì)的參考，對(duì)于城市道路、區(qū)域性徑流水質(zhì)，仍需作進(jìn)一步測(cè)定研究。

[1] 陸怡誠(chéng)，紀(jì)桂霞，呂天恒.城市屋面雨水初期徑流污染特征與規(guī)律研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2011，22(4)：85-88.

[2] 張 凡，董志龍，王寶山.建筑屋頂雨水徑流初期沖刷效應(yīng)研究[J].環(huán)境污染與防治，2011，33(6)：32-35.

[3] 車 伍，張 偉，李俊奇.城市初期雨水和初期沖刷問題剖析[J].中國(guó)給水排水，2011，27(14)：9-14.

[4] 胡文力.淺析初期雨水水質(zhì)及棄水量[J].山西建筑，2011，37(25)：129-130.

[5] 車 伍，張 煒，李俊奇.城市雨水徑流污染的初期棄流控制[J].中國(guó)給水排水，2007，23(6)：1-5.

Analysis on rainwater runoff quality in Changzhou urban residential

LI Zheng-zhao

(ChangzhouPlanningandDesignInstitute,Changzhou213002,China)

This paper analyzed the main causes leading to the deterioration of water environment, through the determination to runoff quality of underlying surface types in Changzhou urban residential, discussed the runoff water quality index and its response relationship with the rainfall, provided reference for the determination of rainwater storage scale, the development of initial rainwater pollution control measures.

initial rainwater, water quality analysis, runoff water quality

1009-6825(2014)28-0135-02

2014-07-28

李正兆(1983- )，男，工程師

TU991.114

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