1、邯郸市城区雨水径流水质及其主要影响因素1 刘世虹 2 陈安 3 王玉国（1. 3 河北工程大学 2 青岛高新区市北新产业园.）摘要：通过对邯郸市城区雨水径流水质的大量分析测定，发现城区雨水径流水质尤其初期径流水质污染严重。除空气质量影响外，最主要影响因素有：屋面材料、道路污染状况、气温、降雨量、降雨强度、降雨间隔时间等。关键词： 雨水径流 水质 污染 影响因素 The water quality of rain-runoff and its major influence factor in the city of Han DanLiu shi-hong Chen an Wang yu-guo
2、(1 .3He bei university of engineering 2 New Industrial Parks of Shi Bei HiTech Dvelepoment Zone in Qing Dao )Abstract: With the plenty of analysis and mensuration to the water quality of rain-runoff in the city of Han Dan, we discovered that the water quality of rain-runoff was polluted seriously, e
3、specially in primary stage. Besides the factor of air quality, the most major influence factors were: roof material, the condition of road pollution, temperature, rainfall, the strength of rainfall and the time interval of rainfall etc. Keyword: rain-runoff water quality pollution influence facto随着我
4、国城市化进程的加快和国民经济的高速发展，水资源短缺和水环境污染日趋严重。然而，我国许多城市在水资源严重不足的情况下，雨水资源却大量流失，雨水利用率不到 10%；与此同时，由于人类的活动和城市化发展，又导致了雨水径流污染程度严重。因此, 加强对城区汛期的天然降水及屋顶、路面的降水径流水质及其影响因素进行系统的监测、分析、研究，为有效利用城市雨水、控制非点污染提供依据，对改善城市生态环境，促进城市水资源和水环境的可持续发展具有重要的意义。邯郸与许多城市一样面临着水资源短缺和环境污染的双重压力。作者对邯郸市 20042005 年多场不同强度降雨的屋面和路面雨水水质进行了分析研究，表明雨水径流污染严重
5、。主要为有机物和悬浮物，其他污染物浓度相对较低。故本文重点以 COD、SS 两项指标进行分析讨论。一、 污染浓度随降雨历时的变化规律研究表明，屋面和路面雨水径流初期污染物浓度很高，随降雨历时的延长，主要污染物浓度逐渐降低并趋于稳定。而初始浓度和达到稳定时的浓度则取决于汇水面性质、降雨条件、降雨间隔时间和气温等多种因素。现以两场典型降雨为例。见图 1。205001000150020002500300035000:05:07 0:08:02 0:13:03 0:18:01 0:23:00 0:14:31 0:24:19 0:33:59 0:44:51 0:55:10 1:04:58降 雨 历 时C
6、OD/SS(mg/L)2004-7-29 SS(mg/L)2004-7-29 COD(mg/L)2004-8-12 SS(mg/L)2004-8-12 COD(mg/L)图 11 道路雨水水质随降雨历时变化 0500100015002000250030000:05:07 0:08:02 0:13:03 0:18:01 0:23:00 0:14:31 0:24:19 0:33:59 0:44:51 1:04:58 1:14:30累 计 产 流 时 间COD/SS(mg/L)2004-7-29 SS(mg/L)2004-7-29 COD(mg/L)2004-8-12 SS(mg/L)2004-8-
7、12 COD(mg/L)图 12 油毡屋面雨水水质随降雨历时变化 表 1 给出的是一次降雨油毡屋面径流初期部分污染物浓度表 1 道路雨水部分污染物分析数据指标 COD SS TP TN 酚 氯 石油类 硫酸盐 Pb Zn浓度（mg/L ）546.4 759 0.13 7.86 0.00 11.79 12.86 69.82 0.36 1.08二、 汇水面性质对径流水质的影响研究表明，汇水面性质对径流水质有重要影响。屋面雨水水质主要取决于屋面材料。目前邯郸市多为瓦面水泥和沥青油毡屋面。油毡屋面明显较瓦屋面污染严重。见图 2。 305001000150020000:10 0:30 0:40 0:50
8、 1:01 1:11降 雨 历 时COD/SS(mg/L) SS(mg/L) 瓦 面SS(mg/L) 油 毡COD(mg/L) 瓦 面COD(mg/L) 油 毡图 2 两种屋面雨水水质比较可见，瓦屋面雨水径流水质比较稳定，而油毡屋面的雨水污染严重，在整个降雨过程中，COD 值始终超标（300mg/L） ，且水质变化幅度很大。除了降雨的冲刷和稀释作用外，屋面材料的性质是水质污染的根本原因。表 2 给出的是一次降雨道路径流初期部分污染物浓度表 2 沥青油毡屋面部分污染物分析数据指标 COD SS TP TN 酚 氯 石油类 硫酸盐 Pb Zn浓度（mg/L）1421 5162 043 131 01
9、 1072 216 864 0216 136三、 季节和气温对径流水质的影响气温主要对沥青油毡屋面雨水中的 COD 有明显影响，而对瓦面和其他无机材料影响很小。从分析结果看，沥青油毡屋面雨水水质有明显随季节气温变化的趋势。4-5 月和夏季的降雨初期径流 COD 最高。主要原因是经过漫长的冬、春旱季，屋顶积累了大量沉积物和污染物，在 45 月被初期几场降雨冲刷下来，在随后发生的降雨中，屋面径流水质有所好转。但进入夏季后，气温升高和日照增强，黑色的沥青油毡极易吸热变软、老化，同时分解出有机物。一般日照越强、气温越高，沥青油毡屋面材料的分解就越明显，屋面雨水中的 COD 值就越高。图 3 给出的是沥
10、青油毡屋面雨水中 COD 值随季节和气温的变化趋势。402004006008001000120014001600180020002月 14日3月 21日 4月 8日5月 16日6月 18日 7月 2日8月 16日9月 18日10月19日降 雨 日 期COD(mg/L)图 3 沥青油毡屋面雨水中 COD 随季节和气温的变化由于具体条件的不同，每场降雨初期径流 COD 值具有随机性，但污染最严重的屋面径流一般都发生在每年的最初几场降雨和夏季高温期。道路雨水径流水质主要取决于路面污染状况和降雨条件，而受季节温度影响较小。四、 降雨强度和降雨量的影响降雨强度和降雨量是影响各种汇水面径流水质的重要因素。
11、雨水在冲刷汇水面污染物的同时，伴随着稀释和溶解作用。对路面雨水水质的影响见图 4. 05001000150020002500300035000:05:07 0:08:02 0:13:03 0:18:01 0:23:02降 雨 历 时COD/SS(mg/L)SS(mg/L)COD(mg/L)501002003004005006007008000:14:31 0:24:19 0:33:59 0:44:51 0:55:10 1:04:58降 雨 历 时COD/SS(mg/L)SS(mg/L)COD(mg/L)图 4 降雨强度对道路径流水质的影响上图为一场短时强降雨，历时 23min,降雨量达 8.5
12、0mm 。由于冲刷强度大，使雨水与污染物的混合和溶解作用增强，初期径流 COD、SS 值分别高达 948.4 mg/L 和 3155 mg/L，13 min 后区趋于稳定。而下图历时 1h 的降雨仅 1.4mm,强度较小，冲刷作用小，初期径流 COD、SS 值分别为 546.44 mg/L 和 759 mg/L，产流后约 50min 才趋于稳定。道路雨水水质受季节气温影响较小，一是因路面定期清扫，二是路面材料的不同。因此，道路雨水水质主要受路面污染状况和降雨条件的影响。五、结论1、城区雨水径流污染严重，主要为有机物和悬浮物，一般规律为：初期径流污染最为严重，COD 值高达上千、SS 值高达数千
13、，随降雨历时的延长，污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。 2、汇水面性质对雨水径流性质影响较大，其中沥青油毡屋面影响最大，除积尘外，主要为屋面材料的分解产物，COD 值远高于路面。而道路雨水水质主要取决于路面污染状况，雨水水质更为复杂，并具有随机性。3、气温、降雨时间间隔以及降雨强度和降雨量，对城区雨水径流水质均有明显影响。气温主要影响沥青油毡汇水面的水质。同等条件下，气温越高，雨水中的 COD 值就越高，同时雨水的棕黄色就越深。 4、针对以上研究成果，认为，首先应对油毡屋面材料的使用加以限制，并逐步淘汰污染严重的品种，有计划地对此类旧屋顶进行改造。其次要改善路面污染状况，控制路面雨水径流污染。合理
14、规划城市用地，加强建筑工地的管理，制定相关政策、法规，提高居民环保意识，防止随意倾倒污水和垃圾，以防6露地面泥沙的侵蚀。三是设计特殊装置，分离污染严重的初期径流雨水，用余下降雨历时内的道路雨水直接灌溉城市绿地草坪，这对缓解城市用水紧张，改善城市生态环境具有积极意义。参考文献：1车武，欧岚，汪慧贞，李俊奇.北京城区雨水径流水质及其主要影响因素.环境污染治理技术与设备，2002 年 02 期 2车武，汪慧贞，刘红等.北京市屋面雨水污染及利用研究.中国给水排水,2001,17(6):57-613车武,刘燕,李俊奇.国内外城市雨水水质及污染控制.给水排水,2003,29(10)4王彦红，韩芸，彭党聪.城市雨水径流水质特性及分析.环境工程 2006,(3):84-855汪慧贞,李宪法.北京城区雨水径流的污染及控制.城市环境与城市生态,2002,15(2)6王紫雯,张向荣.新型雨水排放系统健全城市水文生态系统的新领域.给水排水,2003,29(5):1727车武,刘燕,李俊奇.北京城区雨水径流污染特征及其控制对策.北京建筑工程学院学报,2002,17(4)8李俊杰.城市雨水问题与可持续发展对策.中国水网作者姓名：刘世虹 工作单位：河北工程大学理学院 职称：讲师大学本科学历 通讯地址：河北省邯郸市光明南大街 199 号电话：0310 邮编 电子信箱:
