雨水徑流對地表水體水質影響研究綜述

李松子，任亞楠，嵇文暉，陳 浩，滕曉飛，張 賀

(南京工程學院環境工程學院，江蘇 南京 211167)

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雨水徑流對地表水體水質影響研究綜述

李松子，任亞楠，嵇文暉，陳 浩，滕曉飛，張 賀

(南京工程學院環境工程學院，江蘇 南京 211167)

針對雨水徑流對地表水體水質影響，本文從三個方面綜述了雨水徑流對地表水體水質的影響，對文中涉及到的雨水徑流、污染物類型、污染途徑等基本概念做了界定。進而指出了研究雨水徑流對地表水體影響的重要性。接著介紹了國內的研究現狀，為隨后的研究奠定了基礎。通過本文的研究，得出了雨水徑流對地表水體水質影響很大，必須采取適當措施對徑流污染加以控制。

徑流；雨水；下滲；點源；面源

水資源在我國每年含量為2680 km3，位列世界前四。而人均徑流量為2530 m3，約為世界人均的25%。同時，河川的徑流總量排在第6位。可見，按人口平均，我國是水資源的“貧窮國家”。部分地區水資源供需的突出矛盾[1]，長江流域及以南地區，水資源占全國的80% 以上，耕地只占36%，而長江以北地區，水資源占18%,耕地卻要占64%。可見，我國水資源在時間分配和空間分布上很不均勻。在時間分配上，約70%左右的雨水集中在夏秋季的3～4個月內，且以暴雨為主，大量的雨水是地表水體主要的補給來源。

雨水徑流是指降雨在重力作用下沿地表或地下流動的水流，并最終流入河流、湖泊或海洋中。由于地表徑流沖刷下墊面會攜帶大量的污染物進入受納水體，導致水體的物理、化學性質和微生物特性發生變化, 甚至成為影響水質的主導因素。

1 雨水徑流水質情況

雨水徑流具有不確定性、間歇性、突發性、不易控制等特點，對城市水環境造成很大威脅[2]。在國內，常靜對上海的城區的降雨徑流進行調研，上海中心城區路面雨水徑流主要污染物為TSS和COD，是國家地表水V類水質標準4倍多，總磷超出水質標準V類2倍多，氮素營養鹽也存在不同程度的污染[3]。施為光[4]研究了成都城市街道地表的重金屬含量狀況，他著重對重金屬、重金屬粒徑分級含量及重金屬累積含量情況進行了詳細的記錄與研究，得出結論大部分金屬是分布在粒徑較小的顆粒上的。車伍在進行北京城區的雨水地表徑流污染研究時發現，路面徑流COD和TSS濃度隨降雨歷時的變化，道路初期徑流COD和TSS均達到較高的濃度，這主要取決于降雨環境和路面污染狀況等因素。

在國外，法國研究者對巴黎市3個庭院、4個屋面和6個街道取樣點的16場降雨數據進行分析，其中的得出了了庭院和街道徑流污染的十分嚴重的結論，主要表現為COD、SS的污染。同時屋面雨水徑流也有一定程度的污染，由金屬屋面產生的一些重金屬污染最為嚴重[5]。美國EPA的研究報告指出，美國城市及其他不同地域之間暴雨徑流水質的調查無明顯區別污染成分的加權平均濃度EMC與城市的地理位置和地理條件沒有明顯關系，但是各種指標的變化范圍卻很大[5]。

2 地表水體污染現狀

我國具有豐富的地表水蓄量，有著眾多的河流，湖泊，水庫。但為求得經濟的快速發展，地表水被大量的污染。

從2002年的環境檢測數據顯示，我國七大流域的地表水有機污染較為普遍，70%各流域干流以上的斷面為IV類、V類或劣V類水質；主要湖泊的N、P污染嚴重,富營養化問題嚴重，五大淡水湖中，洪澤湖、巢湖、太湖已達富營養程度，鄱陽湖、洞庭湖目前雖維持中營養現狀，但磷、氮含量偏高，正向富營養過渡[6]。2008年全國部分環境重要質量指標明顯改善：地表水中高錳酸鹽指數為5.7毫克/升，第一次達到III類水質標準。但是地表水污染依然嚴重。長江、珠江、黃河、淮河、松花江、海河、淮河、和遼河等七大水系水質與上年持平。珠江、長江兩者水質良好，松花江為輕度污染，黃河、遼河、淮河為中度污染，海河為重度污染。四大海區靠近岸海域中，南海、黃海海域水質良，渤海水質一般，東海水質較差[7]。

引起地表水無污染的原因有很多，雨水徑流帶來的非點源污染已成為水體污染的主要因素。雨水在空氣下降過程中，攜帶了一定濃度的可溶解性氣體及溶解性固體、氮、有機物、磷、重金屬、細菌等。降雨量、降雨時間、降雨強度、兩場降雨之間的時間間隔、氣溫 、日照強度等，都會在不同程度的對地表水體造成污染。城區雨水徑流污染主要為有機物污染和懸浮固體污染，一般是：初期雨水徑流所攜帶污染物最多，可達到很高的濃度，隨降雨的進行，各項污染物濃度逐漸降低并趨于穩定[8]。

3 雨水徑流對地表水污染研究現狀

自然降水徑流系統中，因自然降水在地表后，經過地表植被和土壤層的滲透，徑流中雜質和一些污染物會被截留，并在地表層被降解，而且水分大多是以地下水匯入徑流的。其結果是徑流水質較好，利于自然循環和生態穩定。

隨著中國城市化的快速發展，城市的建筑面積不斷擴大，混凝土柏油澆筑使得不透水地面面積增加，從而雨水下滲為土壤水、地下水的成分減少很多，其中很大部分的降水都匯集成了雨水徑流，最后流進河流湖泊等地表水體。雖然雨水中污染物含量少，溶解氧接近飽和，總硬度小，但雨水形成的地表徑流會對地面污染沖刷，造成徑流中BOD、COD以及含N、P的污染物的含量大幅提高。這樣造成城市地面污染物大量匯入徑流，對地表水體造成污染。

在我國，趙劍強等研究認為，水體污染的主要污染源是路面上積累的污染物質，評價因子可用pH、COD、石油類和Pb四項[9]。東南大學的李賀[10]分析了降雨特征等指標對徑流的影響，研究發現降雨歷時短、降雨量大具有雙峰雨型的降雨事件中存在二次沖刷的現象。即這些污染物質晴天積累于路面，雨天降雨隨著徑流進入水體。2001年，陳瑩[11]對公路路面徑流這一具有單一地表使用功能的、具有面源污染特征的地表徑流進行了研究，并進而研究了公路路面徑流對受納水體的水質影響，得出道路路面應采取工程措施控制雨水徑流對地表水體的污染。南昌大學的研究以前湖校區為對象，受納水體潤溪湖，通過對路面雨水徑流及湖水在降雨前、中、后的地表水水樣進行pH、濁度、SS、COD、TP和氨氮指標的測試，探究各個階段的變化規律并作了相關分析。結果表明：雨水徑流的流入，使得受納水體的pH有所降低、而另外的5項指標的濃度均有所增加，總體水質從IV類水變為V類水，相關性分析結果顯著，這說明雨水徑流的匯入是造成水體污染加劇的主要原因[12]。

4 結 語

雨水徑流帶來的非點源污染已成為水體污染的主要因素，本論文從三個方面綜述了雨水徑流對地表水體水質的影響，可以看出雨水徑流中的污染物對地表水體水質有著不同程度的影響，尤其是初期徑流中的污染物濃度含量較高，對地表水體水質影響最大，必須采取適當措施對初期徑流加以控制，可以通過對道路路面實施非工程措施和生態工程措施合理結合來實現。

[1] 吳小彬.地方環保部門執法的困境與出路[D].上海:復旦大學, 2011.

[2] 馮偉,王健龍,車伍.不同地表雨水徑流沖刷特性分析[J].環境工程學報,2012,6(3):817-822.

[3] 陳水平,付國楷,喻曉琴,等.城市雨水徑流水質特征及應對方法[J].三峽環境與生態,2013,35(4):48-51.

[4] 施為光.成都市街道地表物中的重金屬[J].城市環境與城市生態,1995,8(3):25-29.

[5] 蔣德明,蔣瑋.國內外城市雨水徑流水質的研究[J].物探與化探,2008,32(4):417-429.

[6] 孫建光,姜瑞波,任天志,等.我國農田和水體污染及微生物修復前景[J].中國農業資源與區劃,2008, 29(1):41-47.

[7] 徐翠.高效集成生物反應器(HCR)的開發研究[D]. 邯鄲:河北工程大學, 2010.

[8] 蔣德明,蔣瑋.國內外城市雨水徑流水質的研究[J].物探與化探,2008,32(4):417-429.

[9] 趙劍強,董小林,劉英聆.公路建設與環境保護[A].第二屆亞太可持續發展交通與環境技術大會論文集組委會:第二屆亞太可持續發展交通與環境技術大會論文集[C].北京:人民交通出版社,2000.

[10]李賀,石俊青,沈剛,等.高速公路雨水徑流重金屬出流特性[J].東南大學學報:自然科學版,2009,39(2):345-349.

[11]陳瑩.公路路面徑流污染特性及其對受納水體水質影響的探討[D]. 西安:長安大學,2001.

[12]韓玉龍,劉振中.雨水徑流對收納水體的污染特性研究[J].水土保持研究,2015,22(6):65-71.

Study on Stormwater Runoff Impact on Surface Water Quality

LISong-zi,RENYa-nan,JIWen-hui,CHENHao,TENGXiao-fei,ZHANGHe

(College of Engineering, Nanjing Institute of Environmental Engineering, Jiangsu Nanjing 211167, China)

Aiming at the impact of storm water runoff on surface water quality, the impact of three aspects of storm water runoff on surface water quality was reviewed, the basic concepts related to storm water runoff, pollutant type and pathway and the defining pollution were studied. It pointed out the importance of surface water runoff impacts. The introduction to domestic research laid the foundation for subsequent studies. The results showed that surface runoff water quality had great influence, appropriate measures must be taken to control runoff pollution.

runoff; rain; infiltration; point source; point source

X824

A

1001-9677(2016)024-0027-02