摘要：通过分析城市面源污染的来源和污染特征，并针对城市土地利用建立城市面源污染预测模型，研究探讨城市降雨径流及污染负荷预测模拟和迁移规律。所建模型已成功地应用于武汉市汉阳地区城市面源污染控制技术研究，获得了满意的结果。该模型可为城市水环境规划、面源控制和管理研究提供科学手段。

Abstract : through the analysis of city non-point source pollution ’s resource and pollution features, and for the city land utilization characteristics,establish city non-point source pollution prediction model of city rainfall runoff and pollution load forecasting simulation and migration.The model has been successfully applied in Wuhan City Hanyang City non-point source pollution control technology research, the results obtained are satisfactory.This model can be used for city water environment planning, non-point source pollution control and management with scientific means.

关键词：城市面源；污染特性；预测模型

Key words : City non-point source ; pollution characteristics; prediction model

正文:随着我国城市化水平的发展进程加快，可渗透地面的面积比例越来越小，由暴雨径流产生的突发性的、冲击性强的城市面源污染已成为受纳水体水环境污染的主要来源之一。城市暴雨径流中包含有大量的污染物，使得其初期径流产生的污染负荷远高于城市生活污水。因此，由面源引起的水环境污染已成为当前城市水环境综合治理亟待解决的主要问题之一。

（一）  城市面源污染来源与特征⋯

城市面源污染主要是由降雨径流的淋浴和冲刷作用产生的，城市降雨径流主要以合流制形式，通过排水管网排放，径流污染初期作用十分明显。特别是在暴雨初期，由于降雨径流将地表的、沉积在下水管网的污染物，在短时间内，突发性冲刷汇人受纳水体，而引起水体污染。据观测，在暴雨初期污染物浓度一般都超过平时污水浓度，城市面源引起水体污染的主要污染源，具有突发性、高流量和重污染等特点。

（二）地区面源污染模拟

1.模拟方法

要控制面源污染，除加强城市管理力度，减少人为因素影响外，根据面源污染源特征，研究开发出适合汉阳地区的城市面源污染负荷与预测模型，也是为更有效辩识影响面源污染的各种关键性因素，分析城市发展与城市面源污染的关系，削减径流量，降低污染物输出浓度，达到控制面源污染的有效途径⋯。由于面源污染是由降雨径流产生，其污染具有发生随机、来源和排放点不固定、污染负荷的时空变化大、污染途径的随机性和多样性、监测、控制和处理难度大等复杂特点。因此，对其面源污染的预测和模拟存在着很大的难度。国际上对面源污染的产生规律和模型模拟进行了大量研究。基于城市面源污染物的产生主要源于降雨径流冲刷地表累积物，以及径流挟带污染物在排水系统内的运移，在此基础上开发出大量城市面源污染模型。其中，比较成功的模型有：城市暴雨水管理模型和城市暴雨径流模型，化学物质径流负荷与流失模型。另外，此后开发的MIKE—SWMM模型，将一维非恒定流模型与暴雨径流的分布式模型结合，模拟暴雨水和废水排放系统中管道有压流、排水渠和地表漫流等。目前，模型的发展重点是将地理信息系统GIS与原有的面源污染模型相结合，评价面源污染的发生区域，污染物的运移变化、控制措施的影响以及受纳水体的响应等。如土壤水体评价模型(SWAT，soil a11d water AssessmentT001)，已经在美国1主要河流系统得到了广泛

应用。本文结合汉阳地区城市面源污染特性，将城市地表径流产、汇流联系在一起，基于单元网格产流产污、汇流模型，以及排水管网的水动力学模型和污染迁移模型，建立了分布式城市面源污染模型，模拟暴雨径流过程中城市面源污染特征及其变化规律。

2．建立城市面源径流模型

根据城市区域特点，其降雨径流产生呈三种形式，地表径流、屋面径流和排水管网径流，排水管网径流将滞后前两种形式，而这三种模拟方法也不同。

（三）城市面源有如下一些特征：

(1)城市的硬质下垫面占大多数，径流系数较大，形成径流的时间短，地下人渗量小，对污染物的冲刷强烈。径流形式以短时间的地表径流和较长时间的管

内流为主。

(2)城市面源----雨水径流可粗分为屋面径流和路面径流。屋面径流污染源主要为屋面沉积物及屋面材料析出物。关键因素为屋面材料性质。路面径流主要污染

源为路面沉积物、行人和车辆的交通垃圾等。

(3)面源负荷来源丰要为：屋面建筑材料、建筑工地、路面垃圾和城区雨水口的垃圾和污水、汽车产生的污染物、大气干湿沉降等。其中产生负荷影响较大

为雨水口的垃圾和污水。

(4)地表径流大部分通过城市下水管网排入受纳水体，其汇水范围主要通过排水管网的走向确定。

(5)城市面源的主要污染物为：有机物、SS、石油

类和N、P等。

(四)计算实例

城市面污染源主要是由降雨径流的淋浴和冲刷作用产生的，城市降雨径流主要以合流制形式，通过排水管网排放，径流污染初期作用十分明显。本研究实例选定研究区域内一场典型暴雨进行分析计算，暴雨过程线见图1。利用城市面源污染模型对其汇水区暴雨径流过程与污染指标进行模拟，可以知道：对于特定区域内的单场降雨径流过程，其汇水出口处水量和水质都随时间有明显的变化特征。因为集水区的透水性较差，径流系数较大，降雨形成径流过程就短，初期径流量急剧增加，在很短时间内即可达到峰值。污染物SS和COD变化过程呈现大体相同的变化趋势，其峰值都超前于径流而先达到。水量和水质的计算值和实测值基本吻合，水质计算误差相对于水量计算误差大，但其计算精度都可以满足工程示范研究的需要。

结论：城市面源污染是引起受纳水体污染的重要因素之一。面源污染具有发生随机、来源和排放点不固定、污染负荷的时间和空间变化幅度大、监测控制和处理困难而且复杂等特点，其形成过程非常复杂。本文建立的城市面源污染预测模型，通过检验证明该模型的精度较高，可以满足实际工程要求。同时，也可用于城市雨水、面源污染控制与治理研究，为城市水环境规划、评价和管理提供决策依据。

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