上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应_常静

第25卷　第6期2006年11月
地 理 研 究
GEOG RAPHICAL RESEA RC H
V o l .25,N o .6N ov .,2006
收稿日期:2006-02-20;修订日期:2006-05-22
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40131020,49801018);教育部高等学校骨干教师资助计划项目;中国
博士后基金资助项目(2005037135)
作者简介:常静(1980-),女,山西晋城人,博士研究生。

主要从事城市多界面环境过程研究。

E -mail :cjing1221@
　*通讯作者:刘敏(1964-),男,内蒙古自治区土左旗人,教授,博士,博士生导师。

从事城市环境过程,环境地球化学与污染生态研究。

E -m ail :m liu @geo .ecnu .edu .cn
上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应
常　静1
,刘　敏
1*
,许世远1,侯立军2,王和意1,Ballo Siaka
1
(1.华东师范大学资源与环境科学学院教育部地理信息科学重点实验室,上海200062;
2.华东师范大学河口海岸科学研究院,上海200062)
摘要:选取上海市中心城区典型功能区监测降雨事件,研究降雨径流污染时空变化及初始冲刷效应。

研究表明,上海中心城区路面径流主要污染物为T SS 和CO D Cr ,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多;总磷超出Ⅴ类水质标准两倍以上,氮素营养盐也有不同程度的污染。

污染物含量在不同功能区之间显示出相似的分布趋势,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区情况较为良好。

降雨强度是影响初始冲刷效应的主要因素,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区冲刷强度较弱;T SS 和COD C r 在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。

关键词:降雨径流污染;时空分布;初始冲刷效应;上海中心城区文章编号:1000-0585(2006)06-0994-09
1　引言
城市化的高速发展使不透水地面面积迅速增加,形成了不同于自然地表的“城市第二自然格局”,对地表水文过程产生了深刻的影响[1]。

在雨季特别是暴雨时期,降雨在不透
水地面上迅速转化为径流,冲刷和挟带大量污染物质进入地表水体,形成典型的非点源污染,成为影响城市受纳水体水质下降及河口污染的重要因素[2]。

美国EPA 已在1993年将城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源[3]。

在我国随着生活点源和工业点源的有效控制,非点源污染也已成为水体污染的主要因素之一,受到越来越多的关注和研究[4]。

国外从20世纪70年代起就对城市降雨径流污染及其控制展开了大量研究,在污染物时空分布、初始冲刷效应(First Flush Effect )与径流模型开发等方面都取得了值得借鉴的成果[5～11]。

我国在流域尺度上的非点源污染的研究与模型应用方面也成果颇丰[12],但对从城市区域尺度出发,以“不透水下垫面”为特征的城市径流非点源污染研究起步较晚,近年来才在北京、上海、西安等地相继开展起来,且内容多集中在径流污染物排放特征、污染指标相关性和负荷模型计算等方面[13～25],缺乏对污染物初始冲刷效应的定量研
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　究,涉及其机理分析的就更少。

鉴于此,本文以上海中心城区为研究区域,引用国外研究中通用的降雨场次污染物浓度(EM C )及初始冲刷概念,定量研究降雨径流污染的时空分异特征及其初始冲刷效应,以促进我国城市降雨径流污染的研究,为非点源污染的控制与管理提供科学依据。

2　材料与方法
2.1　研究区域概况
上海地势平坦,是典型的平原河网城市,属北亚热带季风气候,平均年降雨量为1122.6mm ,70%的雨量集中在4到9月的汛期,平均每年发生暴雨3.1次,常造成水涝
或市区积水[26]。

上海城市化进程迅速,中心城区由包括普陀、卢湾、徐汇等在内的9个区组成,2002年不透水面积比例已达到75%以上[13]。

目前,在苏州河整治工程已进入第三期,点源污染已初步控制的背景下,汛期尤其是暴雨径流对地表水体环境所造成的危害更凸现其严重性。

2.2　采样点的选择图1　上海中心城区降雨径流采样点位置
Fig .1　Skatch map of sampling sites in central Shang hai City 作为一种典型的非点源污染,径流污染物主要来自大气降尘、交通行为、道路磨损、建筑活动等污染源。

土地利用类型是影响地表径流污染的重要因素,如交通区路面沉积物与车辆交通行为、交通流量等因素有关,工业区路面沉积物与工业活动类型有密切关系。

本文以上海中心城区为例,在分析其土地利用及功能区划的基础上,选择有代表性的典型功能区作为研究区域,根据道路雨水口设置
特征,在每个功能区内分别遴选汇水面积在700～720m 2
之间的雨水口汇水区路面作为径流采样点,采样点位置与环境特征如图1和表1所示。

表1　降雨径流采样点位置及环境特征
Tab .1　Sampling sites in dif ferent function areas of central Shanghai City
功能区采样地点
环境特征
交通区中山北路与长宁路交界城市内环线,交通流量(67774车次/12hr )商业区淮海中路与陕西南路交界
传统繁华商业中心,客流量日均80万人次工业区桃浦工业区20世纪50年代建设的市级老工业区,以化学工业为主
居民区
华东师大一村
20世纪70年代以来中等密度居民小区
2.3　样品采集与分析
降雨径流采样点设于道路雨水口,降雨产流开始即用2L 聚乙烯瓶采集径流水样,时
间间隔为5m in ,同时用自雨量计记录降雨强度。

样品在规定的24h 保存时间内,按照国
996
　地 理 研 究25卷
家环境监测标准方法进行污染指标的测试[27],方法分别为:悬浮物(TSS)用0.45μm滤膜过滤,经103～105℃烘干称重;重铬酸盐法测定化学需氧量(COD Cr);纳氏试剂光度法测定氨氮(N H3-N);镉柱还原法测定硝酸盐氮(NO-3-N);N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定亚硝酸盐氮(NO-2-N);钼酸铵分光光度法测定总磷(TP)。

实验误差均小于±10%。

2.4　降雨特征与流量计算
以2004年3月21日和6月24日两场降雨为例分析污染物时空分布和初始冲刷效应,降雨特征见图2。

3月21日降雨前期干旱时间仅为1天,降雨强度较小且较为均匀,历时75分钟,总雨量为8.84mm,平均及最大雨强为0.68mm/5min和1.2mm/5min,由于当时采样条件所限,该次降雨仅采集了前50分钟径流水样。

6月24日降雨为典型的暴雨,平均和最大雨强分别为2.6mm/5min和6.2mm/5min,总雨量27.18m m,历时50分钟,前期干旱时间为6天。

由于汇水区域均为沥青路面,雨水满足填洼后基本全转化为径流,不考虑下渗损失,且汇流面积较小,地貌、坡度类型相对一致,采用区域综合径流系数为0.9,雨水口径流量按国家室外排水规范中雨水管道系统合理化公式计算[25]:
Q=F q(1) 式中,Q为雨水口径流量(L/min),为径流系数;F为汇水面积(m2);q为降雨强度(m m/min);雨量特征及径流量数据如图2所示。

图2　典型降雨事件降雨-流量变化曲线
Fig.2　Rainfall hye tog raphs and pavement hydrog r aphs for two rainfall-r unoff ev ents
3　结果与讨论
3.1　径流污染的时间变化
污染物的冲刷过程是一个复杂的动态过程,受降雨特征、污染物特征、路面状况等多种因素的影响[6]。

土地利用和降雨前期干旱时间长短决定了污染物的初始含量,而降雨强度则对冲刷过程影响较大[7]。

图3为两场降雨污染物浓度随时间的变化,可以看出,污染物浓度基本上随降雨时间表现出下降趋势。

由于3月21日降雨及流量变化相对较为均匀,因此其污染物浓度变化幅度也较小;而6月24日由于前期干旱时间较长,雨强较大,其污染物量普遍高于3月21日,浓度下降随时间变化也较为明显。

以TSS为例,6月24日在4489～1108m g/L之间,3月21日为1876～775mg/L。

图中也可以看出,由于6月24日降雨在30分钟时流量逐渐增大达到峰值,因此在此时间内污染物浓度也出现了一个较明显的上升阶段。

总体而言,交通区污染明显高于其他区域,但波动性较大。

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图3　径流污染物浓度随降雨过程的时间变化
Fig .3　T empo ral variatio n o f po lluta nts in different functio n a reas
3.2　径流污染的空间分布
3.2.1　事件平均浓度(EMC )定义　在任意一场降雨引起的地表径流过程中,径流中污
染物的浓度随时间变化很大,因此需要对一场降雨径流的污染负荷做出总体评价。

美国环保局于1979到1983年间设立国家城市径流项目(NU RP ),核心内容即为提出“降雨径流事件平均浓度”(Event Mean Concentration ),用来表示在一场降雨径流全过程排放中某污染物的平均浓度
[2]。

随后美国地质调查局(USGS )更新了EM C 资料,被广泛地用于评
估城市降雨径流污染负荷、管理措施有效性及其对受纳水体的影响[3]。

EM C 实质上是一
场降雨径流全过程样品污染浓度的流量加权平均值,如下式所示:
E MC =M V =∫t
C t Q t dt ∫t 0Q t dt =∑n
i =1Q i C i
∑n
i =1
Q i
(2)
式中,E MC 为污染物降雨事件平均浓度(mg /L );M 为整个降雨过程中总污染物含量(g );V 为相对应的总径流量(L );t 指径流时间(min );C t 指随时间变化的污染物含量(mg /L );Q t 指随时间变化的径流速率(L /min );n 指t 时间段内径流取样次数;Q i 指i 次
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取样时的径流速率(L /min );C i 指i 次取样时的污染物含量(mg /L )。

在实际研究中,由于水质指标的监测是非连续性的,以5分钟为时间间隔,因此在计算过程中,以每个样品对应的径流量为权重,计算其污染物浓度的流量加权平均值作为污染物在此次降雨径流事件过程中的平均浓度。

3.2.2　典型降雨EMC 分析　应用上述方法计算以上两场降雨径流污染EM C 值分布,结果如表2所示。

总体而言,上海中心城区路面径流主要污染物为TSS 和COD Cr ,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多,总磷超出Ⅴ类水标准两倍以上,氮营养盐也有不同程度的污染。

6月24日TSS 、COD Cr 浓度高出3月21日两倍多,总磷也高出近一倍,而氮素营养盐污染水平差别不大。

污染物在不同功能区之间显示出较为相似的分布特征,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区污染浓度值最低,这与图3污染物时间变化反映出来的结果相一致。

表2　上海中心城区降雨径流污染物EMC 值
Tab .2　EMC values of pollutants in different functions of Shanghai City
污染物浓度(mg /L )TSS COD Cr TP NH 3-N NO -3-N NO -2-N 2004-03-21
交通区854.98831.640.812.050.870.43商业区570.89385.070.371.820.450.17工业区361.44125.490.261.040.250.09居民区
90.69100.40.440.640.620.242004-06-24
交通区2607.73665.771.202.320.340.23商业区828.86511.431.372.340.360.05工业区800.37387.570.851.540.710.17居民区
770.75200.430.411.090.230.24平均值
交通区1731.355748.7051.0052.1850.6050.33商业区699.875448.250.872.580.4050.11工业区580.905256.530.5551.290.480.13居民区
430.72150.4150.4250.8650.4250.24国家地表水环境Ⅴ类标准
200
40
0.4
2
10
-
3.3　径流初始冲刷效应
图4　初始冲刷效应的定义图示(G eige r ,1987)
Fig .4　T he definition of first flush by G eig er (1987)3.3.1　初始冲刷定义　在通常情况下,初
期雨水径流的污染物含量在整个径流过程中是最高的,这种现象被称为降雨初始冲刷效应[8～11]。

为了使暴雨径流污染得到科学合理的管理控制,如何定量化表示初始冲刷就显得非常重要。

对此,国外已经开展了大量的
研究,多采用Geiger 的定义[8]
,即以污染物的累积污染负荷与累积径流量的相关性为基础,以两者所形成无量纲累积曲线的发散来确定是否发生了初始冲刷。

如图4所示,
45°线(对角线)表示在整个降雨径流过程中污染物排放速度不变,称为平衡线。

如果
污染物的无量纲累积曲线位于平衡线之上,
　6期常　静等:上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应999
则认为污染物排放大于径流输出,发生初始冲刷现象。

相反当曲线位于平衡线以下,表示无初始冲刷效应。

累积曲线与平衡线的偏差比例代表初始冲刷的强弱,在研究中多以“FF30”,即30%径流量与此时所对应的污染物量之比来表示初始冲刷的强度[11],FF30值越大,说明冲刷强度越大。

3.3.2　典型降雨事件初始冲刷分析　采用上述定义方法分析以上两场降雨径流污染初始冲刷效应,结果如图5所示。

可以看出,两次降雨的初始冲刷效应有明显的区别。

图5　不同功能区路面径流初始冲刷效应
F ig.5　First Flush Effects o f urban r oad runo ff po llution in different functio n a reas
图5(a)为3月21日不同功能区污染指标的初始冲刷分析。

可以看出,各污染物浓度累积曲线发散度都很小,除商业区出现了微弱的初始冲刷效应外,其他污染物在各个功能区累积曲线都位于平衡线以下,基本上不存在初始冲刷效应。

图5(b)为6月24日污染物初始冲刷,各功能区污染物累积曲线都位于平衡线以上,说明污染物在各个功能区都表现出了初始冲刷现象,计算其初始冲刷强度指数(FF30)值作进一步分析,结果如表3和图6所示。

表3　典型降雨事件污染物初始冲刷强度(FF30)
Tab.3　Index values of First Flush Ef fect Intensity for two rainfall-runoff events(FF30)强度指数(FF30)TS S COD C r TP NH3-N NO-3-N NO-2-N平均值2004-03-21交通区0.9270.8770.8190.9040.8430.88340.875商业区1.0291.0560.9641.1460.8640.6750.956
工业区0.8050.8041.0250.9480.7680.5890.823
居民区0.6391.0270.9930.9950.9980.8510.917 2004-06-24交通区1.0671.2051.1391.2531.2721.2901.204商业区1.9032.1391.2651.0391.3281.1251.467
工业区2.2221.4231.1080.9810.9240.93351.265
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图6　典型降雨事件污染物初始冲刷强度(FF30)
Fig.6　Index values of Fir st F lush Effect Intensity fo r tw o rainfall-runoff events(FF30)
如表3及图6所示,3月21日降雨污染物冲刷强度基本上都小于1,而6月24日则普遍大于1;比较各功能区的污染物冲刷强度平均值可以看出,商业区高于居民区和工业区,而交通区较弱。

污染物在各功能区内部也表现出了不同的冲刷强度特征。

交通区各污染物的冲刷强度值在1.07～1.29之间,变化幅度不大;商业区不同污染物之间冲刷强度则有较大变化,表现为TSS和COD Cr初始冲刷明显,强度值为1.9和2.1,而氮磷营养盐强度稍弱;工业区也表现出近似的特征,即TSS和COD Cr强度明显高于氮磷污染物,30%的径流中分别携带了近70%的TSS和30%左右的氮磷污染;居民区除总磷冲刷强度略低外,其他污染物都发生了较明显的初始冲刷,尤其是硝态氮,30%的径流携带了高于60%的污染物量。

由以上分析可知,降雨强度是影响初始冲刷强度的主要因素,但不是所有的降雨都会发生初始冲刷,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区由于受交通行为扰动较大,其各污染物初始冲刷强度较弱且幅度较为接近;TSS和COD Cr在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。

综上所述,污染物在各个功能区之间的初始冲刷由于受多种因素影响而表现出了不同的分异规律,这就要求我们在进行非点源污染控制和径流处理工程时,应综合考虑降雨特征、土地利用类型及污染物种类等多方面因素,进行有针对性的治理,以提高工程效率。

4　结论
上海中心城区路面径流主要污染物为TSS和COD Cr,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多;总磷超出Ⅴ类水质标准两倍以上,氮素营养盐也有不同程度的污染。

污染物在不同功能区之间显示出相似的分布趋势,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区情况较为良好。

降雨强度是影响初始冲刷效应的主要因素,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区由于受交通行为扰动较大,冲刷强度较弱;TSS和COD Cr污染物在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷
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污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。

在进行非点源污染控制和径流处理工程时,应综合考虑降雨类型、功能区类型及污染物种类等多方面因素,进行有针对性的治理,以提高工程效率。

由于降雨事件的随机性较大,野外采样工作很受限制,建议在今后的研究工作中加强自动采样仪器的应用,开展降雨径流污染的长期监测,以获得更多场降雨事件的污染物数据,更全面有效地反映径流污染特特征。

参考文献:
[1]　许世远.上海城市自然地理图集.北京:中国地图出版社,2004.
[2]　Brezonik Patrick L,S tadelmann T eresa H.Analysis and predictive models of stormw ater ru noff volumes,loads,
and pollu tant concentrations from w atersheds in the Tw in Cities metropolitan area,M innesota,US A.W ater Re-search,2002,36:1743～1757.
[3]　Amir Taebi,Ronald L,et a l.Pollution loads in urban runoff and sanitary w astew ater.Science of the Total Environ-
ment,2004,327:175～184.
[4]　邢可霞,郭怀成,等.流域非点源污染模拟研究———以滇池流域为例.地理研究,2005,24(4):549～558.
[5]　S an salon e J J,et al.Physical characteristics of u rban roadway solids trans ported du ring rain even ts.J.Environ.
E ng.,1998,124:427～440.
[6]　Lee J H,Bang Ki W oong.C haracterization of urban stormw ater run off.Water Resource,2000,34(6):1773～1780.
[7]　Deletic A,M ak sumovic C T.Evalu ation of w ater quality factor s in s to rm runoff from paved areas.J.E nviron.Eng.,
1998,124:869～879.
[8]　Geiger W.Flushing effects in com bined sew er systems.Urban S torm Drain age,Lausanne,Sw itzerland,1987,4:
40～46.
[9]　Gu pta K,S au l A J.Specific relationships for the first flus h load in combined s ew er flow s.Water Resource,1996,
30:1244～1252.
[10]　S an salon e J J,Buchb erger S G.Partitioning and first flu sh of m etals in u rban roadw ay storm w ater.J.Environ.
E ng.,1997,123(2):134～143.
[11]　Lee J H,Bang K W,Ketchum L H et al.Firs t flu sh analysis of u rb an storm run off.The Science of the Total Envi-
ronm ent,2002,293:163～175.
[12]　刘忠翰,贺彬,等.滇池不同流域类型降雨径流对河流氮磷入湖总量的影响.地理研究,2004,23(5):593～604.
[13]　王和意,刘敏,等.城市降雨屋面径流污染分析和管理控制.长江流域资源与环境,2005,14(3):367～371.
[14]　蒋海燕,刘敏,顾琦,等.上海城市降水径流营养盐氮负荷及空间分布.城市环境与城市生态,2002,15(1):15～17.
[15]　顾琦,刘敏,蒋海燕,等.上海市区降水径流磷的负荷空间分布.上海环境科学,2002,21(4):213～215.
[16]　王和意,刘敏,等.城市降雨径流非点源污染分析与研究进展.城市环境与城市生态,2003,16(6):283～285.
[17]　汪慧贞,李宪法.北京城区雨水径流的污染及控制.城市环境与城市生态,2002,15(2):16～18.
[18]　张亚东,车伍,等.北京城区道路雨水径流污染指标相关性分析.城市环境与城市生态,2003,16(6):182～184.
[19]　卓慕宁,吴志峰,等.珠海城区降雨径流污染特征初步研究.土壤学报,2003,40(5):775～778.
[20]　何庆慈,李立.武汉市汉阳区的暴雨径流污染特征.中国给水排水,2005,21(2):101～103.
[21]　沈桂芬,张敬东.武汉降雨径流水质特性及主要影响因素分析.水资源保护,2005,21(2):57～71.
[22]　李怀恩.估算非点源污染负荷的平均浓度法及其应用.环境科学学报,2000,20(4):397～400.
[23]　岑国平,沈晋.城市暴雨径流计算模型的建立和检验.西安理工大学学报,1996,12(3):184～190.
[24]　张伟,周永潮.城市雨水径流污染负荷计算及评价模型.湖南城市学院学报(自然科学版),2005,14(1):27～29.
[25]　曾晓岚,张智,等.城市雨水口地面暴雨径流模型研究.重庆建筑大学学报,2004,26(6):78～85.
[26]　顾圣华.上海地区水文特性探讨.上海水务,2003,19(4):38～40.
[27]　国家环保局.水和废水监测分析方法.第3版.北京:中国环境科学出版社,1989.
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　地 理 研 究25卷
Temporal-spatial distribution and first flush effect of urban stormwater runoff pollution in Shanghai City CH ANG Jing1,LIU Min1,XU Shi-yuan1,H ou Li-jun2,Wang H e-yi1,Ballo Siaka
(1.Colleg e of Resour ces and Environment Science,Labora to ry of Geo g raphical Infor ma tion
o f the M inistry of Education,East China N o rmal U niv ersity,Shanghai200062,China;
2.Institute of Estua rine and Coastal Resear ch,Ea st China N orma l U nive rsity,Shang hai200062,China)
A bstract:Increased sto rm w ater flow and the com panying runo ff po llution are a direct result of urbanization and the co nsequent increase in the propor tion of land area unde r im pervious surface.Runoff from urban areas is often presum ed to be a sig nificant contributor to no n-point so urce(NPS)w ater po llution and has been identified as o ne of the major causes of the de terioration of the quality of receiving w aters.The objectives of this study w ere to in-vestig ate the characte ristics o f pollutants in storm events,and the relatio nships between po llutant load and flow-runoff patte rns,and to analy ze EMCs lo ading s of pollutants,and then reveal"First Flush Effect"of road runoff in different functions in Shang hai City.
Stormw ater quality and quantity were investig ated in urbanized catchments in the cen-tral Shang hai city in order to characterize temporal-spatial distribution and First Flush Effect of stormw ater runoff pollution.Sampling locations selected can be g rouped into fo ur sites w ith different land use categ ories(traffic,industrial,comm ercial and residential are-as).Results of the sampling prog ram indicate that co ncentrations of to tal suspended sol-ids,T P,chemical oxy gen demand(COD Cr),ammo nia(N H3-N),nitrate(NO-3-N)and NO-2-N present in the runoff from these areas.
The result indicates that the co ncentratio n of co ntaminants decreases w ith the increas-ing of flow time.And the pollutio ns variations in traffic area are m ore com plex.Event mean concentrations(EMC)is defined as the to tal pollutio n load divided by total runeff vol-ume.The results indicated that the main contaminants of road runoff are TSS and COD Cr .The highest EM Cs are fo und in traffic area,then industrial and commercial areas.Resi-dential areas have the low est pollution level.The relative m agnitude o f EMC in June is hig her than in M arch rainfall event,especially fo r the co nstituents of TSS and COD Cr.
The first flush phenomenon m ay be defined as the initial period of storm wa ter runoff during w hich the co ncentratio n of pollutants is substantially hig her than during later sta-g es.The result indicates tha t the magnitude o f the first flush phenomenon w as found to be greater for high intensity rainfall events(June2004)and less for low-intensity o nes (M arch2004),and also g reater for some pollutants(e.g.suspended solids and chemical oxy gen dem and)and less fo r o thers.Acco rdingly,the m ag nitude o f the first flush phe-nomenon is characterized in the order o f comme rcial areas>residential w atershed>in-dustrial w atershed>traffic areas.
Key words:urban stormw ater runo ff pollutio n;temporal-spatial distributio n;Fir st Flush Effect;central Shanghai City。