随着点源污染逐步得到控制,城市面源污染已经成为制约城市水环境质量的重要影响因素。研究城市暴雨径流和面源污染规律,对城市水环境问题的研究有着重要的意义。本文采用了城市暴雨径流污染数学模型,分析了不同降雨过程和不同土地利用对城市面源污染影响规律。主要包括如下内容: 第一,在查阅国内外大量文献的基础上,综述了城市暴雨径流污染的定义和特性,城市地表径流中污染物的类型、来源,城市暴雨径流的控制对策以及城市暴雨径流污染过程模拟研究的有关进展。 第二,根据城市水文学、管网水力学等基本理论,及其相关的数值方法,建立了城市暴雨径流污染的数学模型。该模型包括地表径流模型、污染物累积-冲刷模型和排水管网水力学模型。地表径流模型模拟的是城市降雨的产流和汇流过程,累积-冲刷模型计算城市地表污染物的累积和冲刷过程,排水管网水力学模型用来计算城市雨水和污染物质在管道中的迁移过程。 第三,以汉阳桃花岛区域为研究对象,采用实测资料对已建立的城市暴雨径流污染数学模型进行参数的率定和验证,最大误差小于20%。由此可见,模型合理,可以作为分析城市降雨径流面源污染预测分析的工具。 第四,利用城市暴雨径流面源污染模型,预测了在不同强度和不同降雨过程条件下的降雨径流、SS、TP、TN、COD 变化过程。结果表明,暴雨条件下,降雨总量相同时,整个过程产生的污染物负荷总量基本相当,但是污染物的峰值浓度与初期降雨强度有关,降雨强度大时峰值浓度大。降雨总量在某一极限值以下,随着降雨量的增加,污染物负荷总量明显增加。在大于某一极限值时,降雨量增加时,污染负荷变化不大。 第五,应用城市暴雨径流面源污染模型,预测了在不同土地利用条件下的降雨径流总量、SS、TP、TN、COD 变化过程。结果表明,在现有土地利用方式下,草地面积增加13%,工业区面积减少30%,未开发面积比例增加了28%,总的污染负荷量四种污染物分别减少21.6%,23.2%,23.1%,22.3%。若草地面积减少12%,工业区面积和居民区面积增加18%,总的污染负荷量四种污染物分别增加35.8%,38.6%,41%,36.3%。