中国地质大学北区地表径流污染控制

北区地表径流污染控制报告
学院环境学院
班级 042091
小组成员高芸朱亚鹏汪曌哲
指导老师李立青
1 目的
在学习城市面源污染控制课程的基础上，对我校北校区进行实地调查，了解北区的土地利用、不透水地表以及绿地分布的情况，掌握其地表径流污染的特点、来源，并根据实际情况提供新的控制措施。

图1 调查范围
2 研究区概况
中国地质大学北区坐落于南望山以北，占地面积约23.13万平方米，主要包括政法学院、经管学院、艺传学院、计算机学院、地学院和外语学院的学生宿舍楼，教学办公楼和文娱活动场地。

3土地利用情况
北区的土地利用类型主要包括教学办公用地、体育活动用地、绿化用地、商服用地、生活居住用地、水体占地和道路占地及其它用地等类型。

其中，教学办公用地包括教学楼和办公楼；体育活动用地包
括篮球场、体育馆和室外健身区；生活居住用地主要包括学生宿舍和后勤人员居住地；商服用地主要包括开水房、澡堂、银行和食堂；道路用地及其它用地主要包括道路及废弃建筑物。

教学办公用地体育活动用地生活居住用地
商服用地绿化用地水体占地
图2 土地类型分布图
图3 用地类型所占比例饼图
表1 各个类型用地占地面积（万平方米）
具体数据是通过CAD计算出各个用地类型所占面积比例，再通过北区总面积得到。

从饼图和表1，可以得到北区各个类型用地面积从大到小依次是教学办公用地、生活居住用地和绿化用地、体育活动用地、水体占地和商服用地。

教学办公用地占地面积最大，占北区总面积的23%；生活居住用地和绿化用地，紧随其后，均为18%。

北区的绿化用地占地约为4.16万平方米，占北区总占地面积的18%，分布面积较为广泛。

主要分布在天鹅湖周围、北综楼天井和外部、食堂西侧素质拓展训练营以及部分宿舍楼前等处，详见图2中绿化用地分布。

其中，素质训练营地和北综楼北侧绿地部分为乔木，其余各处基本都是以草本植物为主。

图4 北综楼北侧乔木和天井处的绿地
北区透水地表面积主要包括绿化用地、水体占地面积以及裸露土层占地，所占面积约为6.47万平方米，大约占北区总地表面积的28%；其余地表几乎都是不透水地表，所占面积大约在72%。

武汉年降水量教学办公
用地
体育活动
用地
生活居住
用地
商服
用地
绿化用地水体占地
道路及其它
用地
5.32 2.78 4.16 1.39 4.16 2.31 3.01
1269mm，4月到8月份，降水量较多，在此情况下，地大北区很有可能产生地表径流，引起面源污染。

4 北区排水管网
通过我们实地勘察和资料室收集资料掌握了一部分北区的排水
管网资料。

北区多处建筑物的屋面雨水直接排到周围的沟渠中，但沟渠为封闭的，雨水排到沟渠后主要靠蒸发排水，或者当沟渠排满后溢流到草地上，渗入地下；一部分建筑物的雨水管直接将雨水排到绿化用地中；
图5 左图为艺传楼直接向绿地排水的雨水管
右图为图书馆向建筑周围沟渠中排水的雨水管
而北区超市和北一楼将部分雨水管直接排到了不透水路面上。

图6 超市处的屋顶排水管北一楼处的排水管
北区路面设置有雨篦子，在雨天能迅速将路面上的雨水排走。

图7 艺传楼小路附近的雨篦子 雨水除了靠蒸发和入渗之外，其余雨水通过雨水排水口排到东湖菱角湖；生活污水则通过污水泵站，将污水输送到污水处理厂。

排水管网见附录《中国地质大学北区排水管网图》。

5北区地表径流污染来源及特点
北区土地不透水的比例较高，约占总面积的72%，很容易形成地表径流污染。

根据污染物来源不同，可以按照下图进行分类：
生活污
水错误
排放 排水沟渠
沉积物
污染 道路径流污染
屋面径流污染 大气污
染沉降
北区地
表径流
污染
（1）大气污染沉降
面源污染的强度和程度往往与大气污染及其气象条件有关。

降水是清洁大气最有效的途径之一，但在下垫面不透水比例较高的情况下，随之带来的则是地表径流污染。

对于北区大气质量，经过上学期环境监测实习获得的数据如下：
表2 北区大气质量
项目NO2SO2TSP 日均值（mg/m3）0.117 0.026 0.287
根
据上表数据，由环境空气质量标准（GB3095-1996）可知北区大气质量SO2浓度达到一级标准，而TSP达到二级标准， NO2则达到三级标准。

北区TSP和NO2浓度较高，为地表径流污染的主要物质。

武汉属北亚热带季风性湿润季风气候，降雨量充沛，使得大气湿沉降成为大气沉降造成地表径流污染不可或缺的“贡献者。

”
（2）屋面径流污染
建筑屋面在北区总面积中占有很大比例，而且不透水。

屋顶可以作为将大气中污染物传播到水体的传播途径，即屋顶在干气候条件下，作为污染物的汇，累积大气沉降物，在降水过程中又有效地将污染物传到地表径流中来。

北区大多数建筑物屋顶从未清扫过，当有降雨时，在冲刷作用下，雨水与屋顶污染物混合，再经排水管网直接被排到建筑物周围的沟渠区中，
在降雨量较大的情况下，仍会溢出形成地表径流，造成一定污染。

（3）道路径流污染
北区道路路面基本上都是不透水的，道路上污染物的来源分为大气沉降和道路交通。

道路交通源主要包括汽车尾气、轮胎刹车、刹车垫和鞋底及道路表面的磨损，除此外还有少量的机车油剂泄漏物和腐蚀产物等。

特别值得注意的是北区来往学生数量很多，鞋底与路面的摩擦所产生污染物是不可忽略的一个方面。

除此之外，北区道路多有坡度，造成车辆刹车较为频繁，这也是北区道路径流污染的一个重要方面。

（4）排水沟渠沉积物污染
由于北区雨水排水管网多常年不进行清理，其排水管网的沉积物常年积累，降雨时径流经过排水管网时进行冲刷、侵蚀作用将沉积物中的污染物带入径流，其中污染物主要的是：可悬浮颗粒物、挥发性固体、颗粒态的COD、BOD。

另外，径流中的金属元素锌在排水沟渠运移过程中由于颗粒物的吸附作用，使其在径流中的形态发生改变，由溶解态转变为颗粒态。

另一方面，降雨径流和排水沟的沉积物的污染是双向的，在排水沟渠污染物对降雨径流造成污染的同时，降雨径流中的颗粒物由于搬运能力的下降从而沉积到排水沟渠中。

（5）生活污水不合理排放
在北区商店面前有雨水排放沟渠，店主经常将生活污水直接倒入雨水排放沟渠，对雨水管网进行二次污染。

总之，北区地表径流污染来源较为繁杂，应得到足够的重视。

在3月25日大雨之后，26日我们对北区进行了一次调查，发现了一些较严重的污染迹象。

图7 上图为北区雨水排放口，北区形成的部分降雨径流通过此排水口直接排放到东湖棱角湖中。

图8 2月26日在棱角湖中发现大量死鱼
6北区地表径流污染控制措施
面源污染控制和治理在于对暴雨径流污染的产生与输出进行调控。

面源污染应包含增大透水面积、减少源头污染、利用雨水资源、净化初期雨水、清污分流处理、径流时空缓冲和自动生态处理八个核心思想。

针对核心思想，结合北区的实际情况，我们对北区地表径流污染采取逐级控制，分别进行源控制、过程控制和汇控制。

（1）源控制
①增加北区的绿化面积控制措施
源控制过程控制汇控制
北区的绿化面积虽然已经占相当大的比例，但增加绿化面积仍然十分必要。

增加绿化面积既可以缓解径流污染物对环境的排放，又可以延缓暴雨洪峰，还能够增加景观效应。

充分利用土壤的净化功能，可以使雨水径流得到净化且下渗涵养地下水。

在北区东侧有大量的废弃房屋，无人居住，建议将其改为绿化用地，既美化了校园也减少了地表径流，且经济投入较低。

具体位置见下图阴影部分。

②增加透水性路面铺装
在北区调查时发现北区各个相邻的宿舍楼之间都是大面积的混凝土路面，这样的路面很容易造成地表径流。

为改善这一情况，我们建议将宿舍楼之间的不透水混凝土路面改为透水路面，透水路面除了对地表径流有一定的控制作用外，还具有防滑、降低噪声污染等作用。

具体改善方式有两种：一种是将其改为透水性水泥混凝土路面，另一种是改为铺设透水性路面砖。

透水性水泥混凝土路面适用于量大的道路铺装，但因空隙多，耐磨性和抗冻性较弱，后期维护费用较高。

而铺设透水砖，控制地表径流效果较好、美观，但铺设费用较高。

针对北区的具体情况，建议根据道路人流量来选择性地实施两种方案。

③绿色屋顶
绿色屋顶可通过滞留和持留雨水，延缓径流产生的时间，从而削减洪峰流量。

除此外通过植物，可以降低径流污染物的浓度。

针对北区的情况，可以在计科楼屋顶进行绿色屋顶建设，在减少径流污染的同时美化校园。

（2）过程控制
根据实地调查发现北区体育馆、图书馆、篮球场周围都是用水泥铺设的沟渠进行雨水收集，我们建议可以改为植草沟进
行排水。

植草沟是指种植植被的景观性地表沟渠排水系统，地表径流以较低的流速经植草沟滞留、植物过滤和渗透作用，径流中
的多数悬浮颗粒物污染物和部分溶解态污染物得以有效去除。

除此外，植草沟还可以美化环境而且成本较低。

经计算北区体育馆、图书馆和篮球场周围面积较大，适宜采用植草沟技术。

体育馆、图书馆和篮球场周围雨水量不是很
大，可以克服植草沟输送雨水流量小的缺点，与混凝土渠道相
比，植草沟不足之处在于需要更多的维护和管理费用。

（3）汇控制
①在北综楼后的受纳水体前设立控污型岸边带系统
在北区和受纳水体间，有一片尚未开发的土地，在此进行多种类型，多层次的植被种植是一种有效的植被控制措施。

它利用地表密植的植物对地表径流中的污染物进行截流，从而将污染物从径流中分离出来，可净化到达受纳水体的水质，从而保护受纳水体。

地表植被对污染物的控制作用：一方面在于减缓地表径流流速，使地表径流的搬运能力下降，从而达到使颗粒物沉降，提高沉淀效率，过滤可悬浮颗粒物，提高土壤的渗透性，减弱地表径流侵蚀的作用。

另一方面在于地表植被和土壤微生物对于水质的净化作用，特别是对于生活污水中较丰富的N、P元素有较好的吸收转化作用，对于N元素通过反硝化作用将NO3-N转化为氮气，对于P元素将其吸收沉淀截留在控污带。

②对于北区鹅湖水体的净化与循环
鹅湖作为北区的景观水体，其水质对于地表径流也同样起到一定的影响，但是北区鹅湖湖水水质的COD、BOD均超过景观水体标准，特别是铬元素在水体中严重超标，对水体水质造成了不可逆转的损坏。

对于水体的净化措施的一般方法有：1.人工曝气充氧，提高水体中溶解氧的含量；2.进行水体的化学杀菌消毒，以抑制水体中藻类和微生物的生长繁殖；3.对水体进行生态修复，人工养殖抗污能力强的或者能净化水体的水生动植物，也可进行完整合理的生态系统的构建。

（4）细节方面
在对北区进行考察时发现，北一楼前，长期有积水。

原因是路面低于排水沟渠，对于此种情况，稍作处理即可避免，如将路面垫高即可。

图9 积水情况
7结语
北区作为文教区的属地，其地表径流污染不是很严重，但是仍有很多地方值得我们去思考。

例如，排水管网的设计，雨水管网和污水管网是合流制还是分流制，径流的削减，屋顶绿化，污染物的控制等。

另一方面，从功能区的属性来看，在控制地表径
流污染的前提下，仍要考虑的处理地表径流污染措施的成本，达到最优化，合理化，效率化，实用化，节能化，环保化。

重视与促进经济与环境的和谐发展，处理好这些问题，不仅能改善我们所处的生活环境，还能更好的丰富我们的学习生活。

参考文献
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