楊英杰 李靜 張軍波
(1深圳市人居環(huán)境技術(shù)審查中心 廣東深圳 518001 2深圳市市政設(shè)計(jì)院有限公司 廣東深圳 518001)
深圳市作為我國城市化發(fā)展的典型城市,隨著土地利用類型的迅速轉(zhuǎn)變,可滲透地面的面積越來越小,由地面徑流引起的城市面源污染已成為城市水體環(huán)境污染的主要來源之一[1]。本研究以深圳市典型城市水庫—石巖水庫為研究對(duì)象,進(jìn)行降雨徑流監(jiān)測(cè),研究面源污染負(fù)荷特征。
石巖水庫位于深圳市寶安區(qū)石巖街道辦事處西北角。水庫于1960年基本建成并開始蓄水,1998年經(jīng)過擴(kuò)建加固后,總庫容達(dá)到3 200萬m2,正常庫容1 690萬m2。是一座以供水為主,兼具防洪等綜合效益的中型水利樞紐工程。水庫集雨面積44km2,其中建成區(qū)面積14.29 km2、非建成區(qū)面積27.09 km2、水域面積2.62 km2。石巖水庫多年平均降雨量1568.5mm,流域多年平均徑流深1100mm。石巖水庫有6條主要支流,分別為石巖河、王家莊水、深坑壢、白坑窩、麻布水和運(yùn)??拥?。
面源污染是由降雨徑流產(chǎn)生,面源污染負(fù)荷的影響因素包括:降雨強(qiáng)度、降雨量、降雨歷時(shí)、城市土地利用類型(如居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、城市道路等)、大氣污染狀況、地表清掃狀況等[2]。城市土地利用類型決定著污染物的性質(zhì)及累積速率[3]。石巖水庫流域的主要土地類型由林地、建設(shè)用地、農(nóng)業(yè)用地以及石巖水庫水域組成。根據(jù)用地類型不同,將石巖水庫流域分為建成區(qū)和非建成區(qū),采用不同預(yù)測(cè)模型,對(duì)流域內(nèi)面源污染負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。
建成區(qū)面源污染負(fù)荷計(jì)算采用單位負(fù)荷法,對(duì)某一土地利用類型,單位面積上的年污染負(fù)荷量可按下式計(jì)算:式中:Li—污染物年流失量(kg/km2/a)ai—污染物濃度參數(shù)(kg/cm/km2)Fi—人口密度參數(shù)選擇。
根據(jù)遙感圖像解譯的土地利用類型圖,石巖水庫流域內(nèi)建成區(qū)面積約為14.29km2,人口約為19.7萬人。各類型土地利用面積見表2.1-1所示。
表2 .1-1 石巖水庫流域建成區(qū)土地利用面積
以美國通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation,簡稱USLE)為基礎(chǔ),預(yù)測(cè)多年平均降水條件下非建成區(qū)土壤的年流失量,進(jìn)而計(jì)算徑流中固態(tài)和溶解態(tài)的污染物輸出量,得到全流域的污染物總輸出量。將石巖水庫流域按土地利用的類型分成林地、草地、菜地、裸地、采石場(chǎng)等,各類型片區(qū)的面積見表2.2-1。
表2 .2-1石巖水庫流域非建成區(qū)土地類型片區(qū)的面積
選擇合適參數(shù),通過計(jì)算得出石巖水庫流域面源污染負(fù)荷,建成區(qū)、非建成區(qū)和總的面源污染負(fù)荷計(jì)算結(jié)果分別見表3-1、表3-2和表3-3。
a)城市面源污染是引起石巖水庫污染的重要因素之一。b)城市面源污染負(fù)荷隨著各月降雨量不同,有明顯變化。旱季面源污染負(fù)荷較小,因旱季地面污染物的積累,每年5、6月份雨季首兩個(gè)月面源污染負(fù)荷最大。c)石巖水庫流域建成區(qū)面積占總陸域面積約34.5%,但其面源污染負(fù)荷超總負(fù)荷49.0%以上,其中TP占84.1%。石巖水庫面源污染主要來自于建成區(qū)。
[1]葉閩,楊國勝,張萬順.城市面源污染特性及污染負(fù)荷預(yù)測(cè)模型研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(2):67-69.
[2]韓冰,王效科,歐陽志云.城市面源污染特征的分析[J].水資源保護(hù),2005,21(2):1-4.
[3]趙建偉,單保慶,尹澄清.城市面源污染控制工程技術(shù)的應(yīng)用及進(jìn)展[J].中國給水排水,2007,23(12):1-5.