济南城区雨水水质特性分析

　2008年10月

文章编号:167223317(2008) 0520119203灌溉排水学报Journal of Irrigation and Drainage 　第27卷第5期　

济南城区雨水水质特性分析

张克峰, 隋涛, 陈淑芬3

(山东建筑大学市政与环境工程学院, 济南250101)

摘　要:通过对不同下垫面径流雨水水质的检测, 分析了各种雨水水质变化规律、雨水质量及其主要影响因素。济南城区屋面和路面雨水初期径流污染严重, 主要是有机污染物污染和悬浮物固体污染。通过对于不同下垫面雨水中COD 、SS 、氨氮、总氮、总磷和阴离子的检测, 可知在弃去初期雨水后, 水质基本满足景观环境再生水水质和城市杂用水水质的控制指标。

关　键　词:雨水水质; 屋面径流; 路面径流; 雨水利用

中图分类号:X824; TU991　　　文献标志码:A 1　试验条件

选择了4个采样点, 具体地点和特征见表1。

表1　采样地点

山东建筑大学松三学生公寓屋面

平顶沥青油毡屋面沥青路面特　征最近几年新建成的宿舍楼, 屋面材料新机动车辆少15年前的住宅楼, 屋面材料旧, 有污染机动车辆多

-　　分析项目为:pH ,N H 4+-N ,SS ,CODcr , 总氮, 总磷,Cl -,SO 2。4

济南市多年平均降水量为600～700mm , 并且多集中在夏季, 且占全年总降水量的70%。因此, 采样时间安排在7月份和8月份, 共进行7次集中采样, 采样时间分别为径流形成开始计为0min , 之后10,40,70, 100min 分别采样。

2　结果与讨论

2. 1　屋面和路面雨水径流的水质特征

1) p H 值随降雨径流的变化分析

如图1所示, 屋面和路面的p H 值介于7～8之间, 流经不同下垫面的雨水随采样时间延长,p H 值有上升的趋势。学校屋面雨水p H 值随采样时间不同变化明显, 而油毡屋面和路面雨水的p H 值变化平缓, 并且同一时间内机动车路面的p H 值基本偏大。对于一般地下水人工回灌水质要求、城市杂用水水质要求及景观用水的再生水水质要求而言,p H 值都要在6. 0～9. 0之间, 而通过测定可以知道, 流经不同下垫面的雨水径流都满足这项指标。

　　2) 污染物浓度(SS ,COD ) 随降雨历时的变化分析

如图2、图3所示水质分析的结果表明, 在降雨形成的过程中, 屋面和路面雨水初期径流刚形成时污染物浓度达到最高值, 其中COD 的浓度随降雨历时的延长, 浓度逐渐下降并趋于稳定; 屋面水样中SS 的浓度在径流形成10min 以后, 就大幅下降, 学校屋面再次取得的水样变的澄清, 而从油毡屋面所取得水样从形成3收稿日期:2007212203

作者简介:张克峰(19642) , 男, 教授, 博士, 主要从事水处理与水资源方面的研究。

119

径流时的黄褐色变成了浅黄色, 路面水样中SS 浓度高, 一般在径流形成50min 以后, 水样才逐渐澄清。降雨后期屋面水样中的COD 、SS 浓度分别可维持在50mg/L 以下和20mg/L 以下, 后期路面水样中的COD 浓度可维持在50mg/L 左右,SS 浓度较大, 大约350mg/L 左右。可见, 屋面雨水在弃取前10min 的初期径流后, 水质较好基本可以应用, 而路面雨水需要进一步处理

。

图1　不同下垫面径流p H 值随采样时间的变化曲线　　　图2　不同下垫面径流COD

浓度随采样时间的变化曲线　图3　　　　　图4　不同下垫面径流氨氮随采样时间的变化曲线　　3) 氨氮、如图4所示, 不同下垫面水样中氨氮浓度基本在2～15mg/L 之间, 随降雨历时的延长其浓度逐渐减小, 当降雨60min 后逐渐趋于平稳。相比而言, 在降雨初期水泥屋面和机动车路面水样中的氨氮浓度较高, 到了后期几种下垫面的径流氨氮浓度都在2～4mg/L 之间, 根据杂用水标准, 氨氮浓度一般要求在10～20mg/L , 可见流经不同下垫面的雨水都满足要求。在图5、图6中, 可以看出总氮浓度一般在2～16mg/L 之间, 总磷在0. 05～0. 5mg/L 之间, 随降雨历时的延长二者都呈下降趋势, 到了降雨后期, 总氮的浓度在2～6mg/L 之间, 总磷浓度在0. 05～0. 2mg/L 之间。根据景观用水的水质标准, 一般要求总氮含量为15mg/L , 总磷含量为0. 5～2. 0mg/L , 由此可知弃去初期径流后, 雨水水质基本满足要求

。

图5　不同下垫面径流总氮随采样时间的变化曲线　　　　图6　不同下垫面径流总磷随采样时间的变化曲线

　　4) 阴离子随降雨历时的变化分析

120

-如图7、图8所示,Cl -、SO 2的浓度大致上都随着降雨历时的增加而逐渐减小, 而且可以看出一般流经4水泥屋面的雨水中阴离子的含量较大, 到了降雨后期,2种离子的浓度都出现大幅度下降, 例如Cl -浓度大

-约在6mg/L 以下, SO 2浓度大约在50mg/L 以下, 甚至优于生活饮用水水质标准所要求的氯化物4

250mg/L 、硫酸盐250mg/L

。

-图7　不同下垫面径流Cl -随采样时间的变化曲线　　　　　图8　不同下垫面径流SO 2随采样时间的变化曲线4

2. 2　影响天然雨水、屋面和路面径流雨水水质的因素

屋面雨水水质受屋面的材料、坡度、气温、降雨强度与雨量及降雨历时等诸多因素的影响。经北京市多次研究表明[3], 平顶沥青油毡屋面雨水径流的水质比水泥、瓦屋顶屋面污染明显严重。然而从几次济南市的屋面雨水研究状况上却体现不明显, 从而可以看出屋面雨水水质的影响因素复杂, , 还需要更多的数据进行分析确定。对济南市而言, 雨水主要集中在7、8月份, , 水质一般较差。由于天然雨水中各指标的浓度明显偏低, , 主要是由于经过长期的冬春旱季, 三油四毡材料作为屋面材料, 目前, , 流经这些材料的雨水, 弃去前10min 内的初期雨水, 。

、行人和车辆的垃圾等, 污染物的组成与性质和路面材料、, 因此其随机性和变化幅度很大[4]。特别是市区主, 一般比小区路面雨水污染严重。道路初期雨水的COD 和SS 浓度有时都超过城市污水。

参考文献:

[1]　汪慧贞, 李宪法. 北京城区雨水径流的污染及控制[J].城市环境与城市生态,2002,15(2) :16218.

[2]　常永滑, 赵新华, 张新波. 城区雨水水质特性分析及利用[J].山西建筑,2007,33(9) :10211.

[3]　车伍, 李俊奇. 城市雨水利用技术与管理[M ].北京:中国建筑工业出版社,2006:36240.

[4]　车伍, 欧岚, 汪慧贞, 等. 北京城区雨水径流水质及其主要影响因素[J].环境污染治理技术与设备,2002,3(1) :33237.

Analysis of R ain w ater Q uality in Jinan City

ZHAN G Ke 2feng , SU I Tao , C H EN Shu 2fen

(College of Public Works &Environment Engineering of Shandong

Architect ure U niversity , Jinan 250101, China )

Abstract :Through t he research of different runoff water qualities , t he following paper analyzes t heir chan 2ging rule , quality of rainwater and t heir main influencing factors , which to offer t he way to solve t he prob 2lem of water resource crisis and cont rol flood.

K ey w ords :rainwater quality ; roof surface runoff ; road surface runoff ; rainwater utilization

121