基于电导率控制的城市雨水高效截流效率研究

摘要

面源污染已经成为滇池污染物的重要来源之一，控源截污是治理滇池水环境污染的重要手段。为了尽可能提高在满足研究区域年径流量截流50％的前提下的污染物截流效率，研究过程中借助了SWMM（Storm Water Management Model）软件进行分析，建立了研究区域的SWMM模型。模型参数采用2013年8月2日、2013年8月8日两场次的实测数据进行率定，并通过2014年8月18日场次实测数据进行验证，三场次水量模拟的NS效率系数分别为0.930、0.727、0.869。对应三场次SS、CODCr、TN、TP模拟的NS效率系数分别为0.820、0.826、0.580、0.713；0.768、0.659、0.529、0.551；0.808、0.835、0.603、0.512，水量水质模型较为准确、合理。研究过程中分析了快速水质指标电导率和TN的相关性，结果表明各场次TN与电导率之间的线性相关性较为显著且稳定，各场次降雨数据汇总后的回归方程相关系数R2为0.802，得到的线性相关方程较为可靠。通过在线监测电导率便能够实时反映径流的TN值并同时控制截流井闸门的启闭，从而实现对雨水径流截流过程进行有选择性的、电动的控制。在15年长历时降雨资料模拟结果的基础上，用数据筛选结合试算的方法统计得出了不同径流截流比例对应的TN值和电导率值。对比发现本文研究区域所有截流井取一个统一的电导率值进行控制时，截污更为高效。比较了两种电导率截流方式（方式一：每个截流井一个电导率值的截流方式，方式二：片区统一电导率值的截流方式）和两种传统截流方式（方式三：溢流堰、截流槽一类的截流方式，方式四：跳越堰截流方式）的截污效率，各方式截污效率排序为：方式二＞方式一＞方式三＞方式四。截流方式一和方式二的各污染物截流效率稳定超过径流比例，方式二是总体截污效率最高的方式。对于方式二，就四种污染物的截流效率而言，截流效率排序为：CODCr＞SS＞TN＞TP。当片区年径流量截流率为50%的时候，方式二的截流方式TN控制值为5.51mg/L，对应的电导率为301.42μS/cm，能够实现SS、CODCr、TN、TP的污染负荷截流率分别为69.4%、70.6%、60.5%、56.6%，SS、CODCr、TN、TP截留的污染负荷量分别为279.14、92.98、7.08、0.79t/a，四种污染物在整个研究区域内年均降雨径流负荷总量分别为402.36、131.72、11.71、1.39t/a。对于方式二，同时还研究了径流截污效率的高效段，当年径流量截留率在20%-70%之间时，污染物截留率与径流量截流率的差值处于较大值范围，是截流的高效段，将年径流量截留率控制在这个范围将会比较合理。

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中文摘要

英文摘要

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的、内容及技术路线

1.4 本章小结

2 研究区域与研究方法

2.1 研究区域

2.2 研究方法

2.3 本章小结

3 模型的建立与率定

3.1 模型的建立

3.2 模型的率定

3.3 本章小结

4 基于电导率控制的水质截流参数确定

4.1 电导率与TN相关性分析

4.2 截流电导率值的确定

4.3 本章总结

5 不同截流方式的截流效率比较与年污染负荷

5.1截流方式

5.2 截流效率比较

5.3 研究区域年污染负荷

5.4 本章小结

6 总结

6.1主要结论

6.2 不足之处

致谢

参考文献

附录 A 作者在攻读学位期间主要发表的论文与申请的专利目录

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