渗滤池-滞留塘系统在山地城市径流污染控制中的应用研究

摘要

随着我国城镇化进程的加快，城市不透水地面面积增加，城市降雨径流污染问题逐渐成为城市水环境质量恶化的主要原因之一，采取有效措施控制城市降雨径流污染，对缓解城市水环境质量问题，降低城市内涝风险，减少资源和能源消耗具有重要意义。目前国内针对山地城市径流污染控制技术的研究还较少，重庆市是典型的山地城市，重庆园博园内龙景湖是典型的山地湖库，龙景湖流域径流污染的控制对龙景湖水质的保障起着至关重要的作用。论文通过5种不同混合比基质的渗透试验、静态吸附试验和吸附动力学试验，分析了不同混合比基质的渗透系数和吸附能力，通过动态吸附试验考察了不同污染物在模拟土柱中的吸附去除规律；对重庆园博园江南园地区降雨量及降雨径流的流量、水质进行了监测分析；对园博园江南园面源污染控制工程中的渗滤池-滞留塘系统中各个单元的进出水水质水量进行了监测，分析了各处理单元对雨水的滞留、下渗能力及在高、低浓度进水负荷下对污染物的去除效果。
　　基质材料对城市降雨径流中污染物去除小试试验表明，紫色土：河砂的混合质量比为0:1、3:7、5:5、7:3、1:0时的渗透系数分别为：1.422×10-4m/s、1.117×10-4m/s、0.306×10-4m/s、0.201×10-4m/s、0.113×10-4m/s。五种基质材料对氮磷的静态吸附规律符合Langmuir和Freundlich吸附等温式。河砂对氮磷的吸附不够稳定，在河砂中掺入紫色土能够明显降低基质对氮磷的释放。
　　降雨量资料调查和现场监测表明，重庆市年降水量分布在815-1439mm，年际变化较大，渝北区雨季为5-8月。降雨径流特征监测表明，江南园地区降雨径流流量峰值来临较快，降雨前期干旱天数越多，径流污染的浓度就越高。不同场次降雨的初期冲刷效果差异较大。
　　渗滤池-滞留塘系统水量监测表明，缓冲池、第一、第二级渗滤池的平均下渗速率分别为：0.158 m/h、0.132 m/h、0.112 m/h。对于重现期为0.1年的暴雨强度，系统可以将雨水全部滞留下渗，而对于重现期为5年的大暴雨系统虽然只能滞留、下渗33.66％的雨水径流，但雨水在系统内总停留时间为115.82min，达到了对雨水径流延时错峰的目的。
　　渗滤池-滞留塘系统水质监测表明，系统总体对SS的平均去除率为29.93%，平均去除负荷58.05×10-4mg/(L·m2)。系统总体对COD的平均去除率为25.80%，平均去除负荷72.29×10-4mg/(L·m2)，出水COD维持在30mg/L以下。在高负荷进水（TN>1.5mg/L、TP>0.1mg/L）条件下系统各单元对TN均有一定的去除效果，系统总体对TN的平均去除率为69.62%，平均去除负荷为28.87×10-4mg/(L·m2)。系统总体对 TP、DP平均去除率分别为59.65%和18.83%，平均去除负荷分别为2.59×10-4mg/(L·m2)和1.76×10-4mg/(L·m2)。在低负荷进水（TN<1.5mg/L、TP<0.1mg/L）条件下，系统总体对 TN的平均去除率为4.40%，平均去除负荷为0.68×10-4mg/(L·m2)，系统总体对 TP的平均去除率为25.22%，平均去除负荷为0.11×10-4mg/(L·m2)。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1绪 论

1.1 研究背景

1.2 城市降雨径流管理措施

1.3 研究目的、内容及技术路线

2基质材料对城市降雨径流中污染物去除小试试验

2.1 不同基质材料的渗透系数

2.2 不同基质材料对氮磷的去除能力

2.3 动态吸附试验

2.4 本章小结

3试验区降雨径流污染特征研究

3.1 园博园概况

3.2 降雨径流污染监测方法

3.3 降雨径流污染监测结果与特征分析

3.4 本章小结

4渗滤池-滞留塘系统处理径流污染试验研究

4.1 试验区概况

4.2 监测内容与方法

4.3 渗滤池-滞留塘系统对径流流量的削减

4.4 渗滤池-滞留塘系统对污染物的去除能力

4.5 滞留塘内水质变化

4.6 江南园渗滤池-滞留塘系统的运行管理

4.7 本章小结

5结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B.作者在攻读硕士学位期间参加的相关科研项目