昆明主城区城市地表径流污染特征分析
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实验数据用 Microsoft Excel 2003 和 DPS8. 01 统 计软件分析数据。
第7 期
谷 雨等：昆明主城区城市地表径流污染特征分析
2589
2 结果与分析
昆明市主城区重工业分布很少，绿化覆盖率大，城市 环境卫生管理水平高有很大关系。
2. 1 主城区地表径流污染特征及不同功能区的差
由图 2 可知，不同功能区的地表径流水质存在
2588
环境工程学报
第7 卷
高度重视，“九五”期间滇池被列为中国湖泊环境治 理的重点。对于面源污染研究与关注的重点是农业 面源污染问题，对于城市地表径流污染研究相对较 少。昆明市在滇池上游，城市地表径流污染负荷会 影响滇池水质。随着城市污水处理厂的大规模建 立，对城市污染负荷有一定的削减［13，14］。但是关于 城市地表径流污染对滇池水质的定量负荷目前没有 明确的认识。为了解城市地表径流污染对滇池的影 响，本研究通过对昆明主城区内不同功能区 （ 住宅 区、商业区、文教区和公路区）12 个采样点的地表径 流监测，分析昆明主城区城市地表径流污染特征，以 期为城市地表径流污染的控制与管理，改善滇池水 质提供科学依据。
异分析
显著差异 （ p ＜ 0. 05 ） 。公路区的 TSS、COD、TN 和
表 2 是对昆明市主城区 12 个监测点地表径流 TP 的浓度均显著高于其他功能区。车辆的运行、车
水质数 据 的 统 计。地 表 径 流 水 质 指 标 包 括 TSS、 辆部件及轮胎的磨损等都会造成公路区道路的径流
COD、TN 和 TP 4 项，由统计分析可知径流水 COD、 污染。除了交通活动的影响外，昆明市正在修建地
石闸立交桥、
星雅俊园、刘家营小区和新迎小区。（2） 文教区：云 人民东路 12. 9 0. 4 5. 4 30. 1 6. 5 3. 3 14. 3 南大学、云南民族大学和昆明理工大学。（3） 商业 中段、新迎
区：南屏街、百汇商场和大观商业城。（4） 公路区： 小区、南屏街
北京路南段、人民东路中段和二环路石闸立交桥。 刘家营小区、
第7卷 第7期 2013 年7 月
环境工程学报
Chinese Journal of Environmental Engineering
Vol ． 7 ，No ． 7 Jul ． 2 0 1 3
昆明主城区城市地表径流污染特征分析
谷 雨 张乃明*
（ 云南农业大学资源与环境学院，昆明 650201）
摘 要 昆明市位于滇池上游，城市地表径流污染负荷对滇池水质具有直接影响。通过对昆明主城区内不同功能区 12 个监测点 7 次降雨径流过程水样的采集与分析，研究了昆明主城区城市地表径流污染特征。结果表明，昆明主城区城市 地表径流中 TSS、COD、TN 和 TP 的多场降雨平均浓度分别为 182. 8、138. 2、2. 37 和 0. 43 mg / L。不同功能区的地表径流水 质存在显著差异（ p ＜ 0. 05） ；各功能区径流污染负荷顺序为：公路区 ＞ 商业区 ＞ 住宅区 ＞ 文教区；不同功能区单场降雨径流 水质动态变化规律是：污染物浓度在降雨径流初期相对较高，中后期浓度快速下降，并逐渐趋于稳定；地表利用功能、降雨 特征和交通流量是影响城市地表径流水质的主要因素；城市地表径流中 COD、TN、TP 与 TSS 之间有较好的相关性，说明大 部分的污染物质是以颗粒吸附态存在。
径流水质污染及控制研究，张善发等［8］对上海市地 表径流污染负荷研究，黄金良等［9］对澳门城市小流 域地表径流污染特征研究，李立青等［10-12］对武汉汉
（ 商业区、居民区、停车场、街道等） 时携带一系列污 阳地区城市地表径流污染负荷研究。近 20 年来，随
染物质（ 好氧物质、油脂类、氮、磷和有害物质等） 排 着经济发展和城市规模的扩大，加重了流域生态环 入水体而造成的水体面源污染［2］。在美国、英国、 境压力，水体受到污染，湖泊富营养化严重，滇池作
关键词 城市地表径流 功能区 水质 污染负荷
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1673-9108（2013）07-2587-09
Characterization of urban surface runoff in main districts of Kunming
Gu Yu Zhang Naiming
Key words urban surface runoff； functional area； water quality； pollution load
在面源污染中，城市地表径流是仅次于农业面 源污染源 的 第 二 大 面 污 染 源［1］。 地 表 径 流 污 染 是 指在降雨过程中雨水及其形成径流在流经城市地面
TN、TP 的 平 均 浓 度 值 分 别 为 138. 2、2. 37 和 0. 43 铁也是主要影响因素之一。文教区的 TSS 浓度和
mg / L，都超出国家地表水环境质量 V 类标准。COD COD 浓度均显著低于其他功能区。文教区的 TN 浓
浓度的最大值为 616. 4 mg / L，超出 V 类水标准 15 度与住宅区、商业区之间差异不显著，而与公路区差
倍以上。其中，TSS、COD、TN 和 TP 浓度的最大值与 异显著。文教区的 TP 浓度和住宅区的 TP 浓度差
最小值二者分别相差 21 倍、18 倍、13 倍和 11 倍以 异不显著，而显著低于商业区和公路区。文教区各
上。与澳门、上海、北京和武汉等地方监测结果比 项指标都偏低，是因为昆明市内校园环境清洁，绿化
百汇商场、 云南大学、
表径流污染的监测研究主要集中在昆明市主城区二 云南民族大 11. 6 1 0 4. 4 7. 2 4. 6 13
环内，面积 47. 5 km2 ，人口密度为 4. 41 万人 / km2 。 学、昆明理 根据地表利用功能，将研究区域分为 4 个功能区，每 工大学 个功能区选取 3 个采样地点。地面类型为混凝土或 大观商业城 15. 6 0. 6 15. 6 6 8. 1 4. 4 11. 5 沥青路面，路面平均径流系数为 0. 9。（1） 住宅区： 星雅俊园、
18. 9 0. 6 50. 4 10
具体如图 1 所示。
北京路南段
7. 9 3. 5 12. 3
图 1 径流监测点位图 Fig. 1 Map of runoff monitoring sites
1. 3 径流水样采集与分析 水样用聚乙烯瓶采集后，立即送回实验室进行
分析。从降雨径流产生径流开始每隔 5 min 取径流 水样一个，其后采样间隔根据径流情况增加为 10 min 或 20 min。在采集径流样的同时，测定流速和 记录水位，用容积法计算流量。
荷兰等发达国家在 20 世纪 70 年代就对城市地表径 为国内富营养化最严重的湖泊面临着水质污染与水 流开展了大量的测试及研究工作，其内容包括地表 资源短缺的双重困境。滇池污染问题得到了国家的
径流雨水的水质测试及特性研究、城市地表径流对
地表水体的影响、描述地表径流污染排放规律的数 学模型以及污染控制措施等［3，4］。我国国内对此研 究起步较 晚。 相 关 的 报 道 有 夏 青［5］ 对 北 京 市 城 市 地表径流污染状况的研究，车武等［6］对北京市城市 地表径流水质的研究，赵剑强［7］对西安市城市地表
Байду номын сангаас
基金项目： 云南省应用基础研究重点项目（2009CC006） 收稿日期： 2012 － 03 － 18； 修订日期： 2012 － 05 － 10 作者简介： 谷雨（1986 ～ ） ，女，硕士研究生，主要从事面源污染控制
研究工作。E-mail： guyu_04@ 163. com * 通讯联系人，E-mail： zhangnaiming@ sina． com
1. 2 监测降雨特征 降雨径流污染监测时间集中在昆明市的主要降
雨期，2011 年 6 月—2011 年 9 月中在昆明主城区内 不同功能区分别进行 3 次集中采样和一次单场降雨 连续时间段采样。2011 年昆明市降水异常偏少，总 降水量为 660 mm。昆明市受降雨稀少、分布不均、 区域性单点暴雨突出等极端天气影响，采样非常困 难，本研究进行多次大量采样。根据昆明市二环内 采样点附近 4 个气象站的降雨数据，采样降雨特征 见表 1。
较，昆明市城区的地表径流水质污染程度较低。这与 率高。住宅区和商业区的地表径流中 TSS、COD、TN
表 2 昆明主城区 12 个监测点径流水质统计 Table 2 Statistical summaries of water quality
城市地表径流污染物组成复杂，本研究分析项 目包括：TSS、COD、TN 和 TP。水质分析测定均采用 标准分析方法进行［15］。TSS 的测定用重量法，COD 的测定用重铬酸盐法，TN 的测定用碱性过硫酸钾消 解紫外 分 光 光 度 法，TP 的 测 定 用 钼 锑 抗 分 光 光 度法。 1. 4 数据处理
（ College of Ｒesources and Environment，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China）
Abstract Located on upstream of Dianchi Lake，the pollution load of urban surface runoff in Kunming contributes greatly to the water quality of Dianchi Lake． In this study，runoff samples were collected from 12 monitoring sites in Kunming city during seven rain events in order to characterise urban surface runoff． The results showed that the average values for TSS，COD，TN and TP of urban surface runoff were 182. 8 mg / L，138. 2 mg / L，2. 37 mg / L and 0. 43 mg / L，respectively． There was significant difference in urban surface runoff among four functional areas． The pollution load followed the order of road areas ＞ commercial areas ＞ residential areas ＞ cultural and educational areas． During a single rainfall event，pollutant concentration was higher at beginning， and decreased quickly to a relative stable level． Land use function，rainfall characteristics，and traffic volume were the main factors determining urban surface runoff quality． The TSS was significantly correlated with COD， TN，and TP，indicating that most pollutants were absorbed on the particle surface．
表 1 2011 年 6—8 月监测点降雨量的基本信息
Table 1 Profile of rainfall events sampled
from June to August of 2011
（ mm）
1 材料与方法
1. 1 研究区域概况 昆明市在滇池上游，位于滇池东北。本次对地
测点
日期 6 － 27 7 － 07 7 － 17 7 － 22 8 － 05 8 － 15 8 － 23
第7 期
谷 雨等：昆明主城区城市地表径流污染特征分析
2589
2 结果与分析
昆明市主城区重工业分布很少，绿化覆盖率大，城市 环境卫生管理水平高有很大关系。
2. 1 主城区地表径流污染特征及不同功能区的差
由图 2 可知，不同功能区的地表径流水质存在
2588
环境工程学报
第7 卷
高度重视，“九五”期间滇池被列为中国湖泊环境治 理的重点。对于面源污染研究与关注的重点是农业 面源污染问题，对于城市地表径流污染研究相对较 少。昆明市在滇池上游，城市地表径流污染负荷会 影响滇池水质。随着城市污水处理厂的大规模建 立，对城市污染负荷有一定的削减［13，14］。但是关于 城市地表径流污染对滇池水质的定量负荷目前没有 明确的认识。为了解城市地表径流污染对滇池的影 响，本研究通过对昆明主城区内不同功能区 （ 住宅 区、商业区、文教区和公路区）12 个采样点的地表径 流监测，分析昆明主城区城市地表径流污染特征，以 期为城市地表径流污染的控制与管理，改善滇池水 质提供科学依据。
异分析
显著差异 （ p ＜ 0. 05 ） 。公路区的 TSS、COD、TN 和
表 2 是对昆明市主城区 12 个监测点地表径流 TP 的浓度均显著高于其他功能区。车辆的运行、车
水质数 据 的 统 计。地 表 径 流 水 质 指 标 包 括 TSS、 辆部件及轮胎的磨损等都会造成公路区道路的径流
COD、TN 和 TP 4 项，由统计分析可知径流水 COD、 污染。除了交通活动的影响外，昆明市正在修建地
石闸立交桥、
星雅俊园、刘家营小区和新迎小区。（2） 文教区：云 人民东路 12. 9 0. 4 5. 4 30. 1 6. 5 3. 3 14. 3 南大学、云南民族大学和昆明理工大学。（3） 商业 中段、新迎
区：南屏街、百汇商场和大观商业城。（4） 公路区： 小区、南屏街
北京路南段、人民东路中段和二环路石闸立交桥。 刘家营小区、
第7卷 第7期 2013 年7 月
环境工程学报
Chinese Journal of Environmental Engineering
Vol ． 7 ，No ． 7 Jul ． 2 0 1 3
昆明主城区城市地表径流污染特征分析
谷 雨 张乃明*
（ 云南农业大学资源与环境学院，昆明 650201）
摘 要 昆明市位于滇池上游，城市地表径流污染负荷对滇池水质具有直接影响。通过对昆明主城区内不同功能区 12 个监测点 7 次降雨径流过程水样的采集与分析，研究了昆明主城区城市地表径流污染特征。结果表明，昆明主城区城市 地表径流中 TSS、COD、TN 和 TP 的多场降雨平均浓度分别为 182. 8、138. 2、2. 37 和 0. 43 mg / L。不同功能区的地表径流水 质存在显著差异（ p ＜ 0. 05） ；各功能区径流污染负荷顺序为：公路区 ＞ 商业区 ＞ 住宅区 ＞ 文教区；不同功能区单场降雨径流 水质动态变化规律是：污染物浓度在降雨径流初期相对较高，中后期浓度快速下降，并逐渐趋于稳定；地表利用功能、降雨 特征和交通流量是影响城市地表径流水质的主要因素；城市地表径流中 COD、TN、TP 与 TSS 之间有较好的相关性，说明大 部分的污染物质是以颗粒吸附态存在。
径流水质污染及控制研究，张善发等［8］对上海市地 表径流污染负荷研究，黄金良等［9］对澳门城市小流 域地表径流污染特征研究，李立青等［10-12］对武汉汉
（ 商业区、居民区、停车场、街道等） 时携带一系列污 阳地区城市地表径流污染负荷研究。近 20 年来，随
染物质（ 好氧物质、油脂类、氮、磷和有害物质等） 排 着经济发展和城市规模的扩大，加重了流域生态环 入水体而造成的水体面源污染［2］。在美国、英国、 境压力，水体受到污染，湖泊富营养化严重，滇池作
关键词 城市地表径流 功能区 水质 污染负荷
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1673-9108（2013）07-2587-09
Characterization of urban surface runoff in main districts of Kunming
Gu Yu Zhang Naiming
Key words urban surface runoff； functional area； water quality； pollution load
在面源污染中，城市地表径流是仅次于农业面 源污染源 的 第 二 大 面 污 染 源［1］。 地 表 径 流 污 染 是 指在降雨过程中雨水及其形成径流在流经城市地面
TN、TP 的 平 均 浓 度 值 分 别 为 138. 2、2. 37 和 0. 43 铁也是主要影响因素之一。文教区的 TSS 浓度和
mg / L，都超出国家地表水环境质量 V 类标准。COD COD 浓度均显著低于其他功能区。文教区的 TN 浓
浓度的最大值为 616. 4 mg / L，超出 V 类水标准 15 度与住宅区、商业区之间差异不显著，而与公路区差
倍以上。其中，TSS、COD、TN 和 TP 浓度的最大值与 异显著。文教区的 TP 浓度和住宅区的 TP 浓度差
最小值二者分别相差 21 倍、18 倍、13 倍和 11 倍以 异不显著，而显著低于商业区和公路区。文教区各
上。与澳门、上海、北京和武汉等地方监测结果比 项指标都偏低，是因为昆明市内校园环境清洁，绿化
百汇商场、 云南大学、
表径流污染的监测研究主要集中在昆明市主城区二 云南民族大 11. 6 1 0 4. 4 7. 2 4. 6 13
环内，面积 47. 5 km2 ，人口密度为 4. 41 万人 / km2 。 学、昆明理 根据地表利用功能，将研究区域分为 4 个功能区，每 工大学 个功能区选取 3 个采样地点。地面类型为混凝土或 大观商业城 15. 6 0. 6 15. 6 6 8. 1 4. 4 11. 5 沥青路面，路面平均径流系数为 0. 9。（1） 住宅区： 星雅俊园、
18. 9 0. 6 50. 4 10
具体如图 1 所示。
北京路南段
7. 9 3. 5 12. 3
图 1 径流监测点位图 Fig. 1 Map of runoff monitoring sites
1. 3 径流水样采集与分析 水样用聚乙烯瓶采集后，立即送回实验室进行
分析。从降雨径流产生径流开始每隔 5 min 取径流 水样一个，其后采样间隔根据径流情况增加为 10 min 或 20 min。在采集径流样的同时，测定流速和 记录水位，用容积法计算流量。
荷兰等发达国家在 20 世纪 70 年代就对城市地表径 为国内富营养化最严重的湖泊面临着水质污染与水 流开展了大量的测试及研究工作，其内容包括地表 资源短缺的双重困境。滇池污染问题得到了国家的
径流雨水的水质测试及特性研究、城市地表径流对
地表水体的影响、描述地表径流污染排放规律的数 学模型以及污染控制措施等［3，4］。我国国内对此研 究起步较 晚。 相 关 的 报 道 有 夏 青［5］ 对 北 京 市 城 市 地表径流污染状况的研究，车武等［6］对北京市城市 地表径流水质的研究，赵剑强［7］对西安市城市地表
Байду номын сангаас
基金项目： 云南省应用基础研究重点项目（2009CC006） 收稿日期： 2012 － 03 － 18； 修订日期： 2012 － 05 － 10 作者简介： 谷雨（1986 ～ ） ，女，硕士研究生，主要从事面源污染控制
研究工作。E-mail： guyu_04@ 163. com * 通讯联系人，E-mail： zhangnaiming@ sina． com
1. 2 监测降雨特征 降雨径流污染监测时间集中在昆明市的主要降
雨期，2011 年 6 月—2011 年 9 月中在昆明主城区内 不同功能区分别进行 3 次集中采样和一次单场降雨 连续时间段采样。2011 年昆明市降水异常偏少，总 降水量为 660 mm。昆明市受降雨稀少、分布不均、 区域性单点暴雨突出等极端天气影响，采样非常困 难，本研究进行多次大量采样。根据昆明市二环内 采样点附近 4 个气象站的降雨数据，采样降雨特征 见表 1。
较，昆明市城区的地表径流水质污染程度较低。这与 率高。住宅区和商业区的地表径流中 TSS、COD、TN
表 2 昆明主城区 12 个监测点径流水质统计 Table 2 Statistical summaries of water quality
城市地表径流污染物组成复杂，本研究分析项 目包括：TSS、COD、TN 和 TP。水质分析测定均采用 标准分析方法进行［15］。TSS 的测定用重量法，COD 的测定用重铬酸盐法，TN 的测定用碱性过硫酸钾消 解紫外 分 光 光 度 法，TP 的 测 定 用 钼 锑 抗 分 光 光 度法。 1. 4 数据处理
（ College of Ｒesources and Environment，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China）
Abstract Located on upstream of Dianchi Lake，the pollution load of urban surface runoff in Kunming contributes greatly to the water quality of Dianchi Lake． In this study，runoff samples were collected from 12 monitoring sites in Kunming city during seven rain events in order to characterise urban surface runoff． The results showed that the average values for TSS，COD，TN and TP of urban surface runoff were 182. 8 mg / L，138. 2 mg / L，2. 37 mg / L and 0. 43 mg / L，respectively． There was significant difference in urban surface runoff among four functional areas． The pollution load followed the order of road areas ＞ commercial areas ＞ residential areas ＞ cultural and educational areas． During a single rainfall event，pollutant concentration was higher at beginning， and decreased quickly to a relative stable level． Land use function，rainfall characteristics，and traffic volume were the main factors determining urban surface runoff quality． The TSS was significantly correlated with COD， TN，and TP，indicating that most pollutants were absorbed on the particle surface．
表 1 2011 年 6—8 月监测点降雨量的基本信息
Table 1 Profile of rainfall events sampled
from June to August of 2011
（ mm）
1 材料与方法
1. 1 研究区域概况 昆明市在滇池上游，位于滇池东北。本次对地
测点
日期 6 － 27 7 － 07 7 － 17 7 － 22 8 － 05 8 － 15 8 － 23