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随着点源污染逐步得到控制,城市非点源污染引起的城市水环境问题日益受到人们的重视。研究城市降雨径流污染物负荷变化特征,对改善城市水环境具有重要意义。深圳市宝安区中心城区位于南海之滨,是典型的沿海快速城市化地区,由于快速城市化造成的污染物产生量骤增,相应的雨污废水收集、处理等基础设施远落后于经济社会发展,城市降雨径流污染问题日益突出,区域河流和近海水环境质量恶劣。研究区域城市旱季及雨季的降雨径流污染特征规律,提出切实可行的控制措施,对于改善深圳市宝安区中心城区及沿海的水环境质量具有重要的现实意义。 本文在总结国内外在城市降雨径流污染的特征规律、模型模拟以及控制对策等方面的研究进展和分析深圳市宝安区中心城区水环境污染现状特征的基础上,以旱季和雨季的实地监测数据为基础,利用SWMM(storm water management model)和GIS平台构建了研究区城市降雨径流的水量水质模型,模拟了不同降雨条件下,研究区降雨径流中CODcr、氨氮(NH3-N)以及BOD5等污染物的变化特征。主要结论如下：⑴研究区域内4条入海河流均为雨源型河流,无降雨的时候基流很小。河流污染严重,CODcr、BOD5、氨氮、总磷(TP)、总氮(TN)等指标均劣于地表水V类标准。雨型、功能区类型、居民生活规律以及区域特殊的雨污合流、污水直排、管网错接等均是影响城市降雨径流污染的重要因素。⑵应用GIS技术,提取了研究区域的土地利用类型、坡度、不透水率等下垫面特征的信息。根据规划和开发现状将研究区域划分成不同功能区,确定不同的污染物累积冲刷模型参数。构建了研究区域的SWMM模型。通过监测数据的参数率定和验证,模型稳定性良好,模拟精度可达到研究要求。⑶研究区域降雨径流模拟结果与监测结果相符。降雨径流量和污染物浓度均随降雨历时变化呈单峰曲线,浓度峰值比洪峰提前半小时。径流系数范围为0.33～0.66,下垫面类型决定了其不透水率、平均坡度、下渗量等,从而影响到降雨径流量。各出口断面的污染物浓度主要受污染物种类及其来源、下垫面污染物的累积冲刷特征以及降雨径流(降雨径流染污物的载体)历时变化的影响。不同降雨条件下,径流历时曲线随降雨频率减小,变化更为剧烈,不仅洪峰流量会大幅增加,洪峰发生时间也会提早,整个降雨过程的径流系数也会增大。污染物浓度随降雨频率减小,也较快达到浓度峰值,且浓度峰值会相对较高,降雨频率为l％时最为明显。研究的降雨条件范围内,BOD、COD和氨氮的EMC范围分别为8.7～35.7mg/L、51.0～74.1mg/L和1.6～5.5mg/L。⑷在次降雨过程中,各出口断面产生的总污染负荷均很高。不同雨频下,各出口断面均有较为明显的初期冲刷现象,各类污染物的FF30(First Flush30)可达到60％～79％。但即使是FF50(First Flush50)时刻,降雨径流各类污染物的浓度仍超过国家地表水V类水的标准。根据目前研究区域降雨径流污染特征,建议从“源”和“汇”入手,主要采用污水截流的方式,设计区域水环境污染控制策略,以解决目前的区域降雨径流污染的突出问题。