银川市源头雨水径流污染特征研究

一、研究背景

银川市 2022 年入选第二批国家系统化全域海绵城市建设示范城市，但城区降雨径流面源污染已成为影响城区河湖水系和黄河银川段水质的主要原因之一。掌握初期雨水污染特征及演变规律，是科学确定海绵设施规模与布局、改善水环境的前提。银川地区此前缺少系统、连续的雨水水质基础数据，难以支撑海绵设施的科学选型与设计。本研究正是为了填补这一空白，通过现场监测、实验化验与模型模拟相结合的方法，摸清银川不同下垫面源头初期雨水的污染浓度、历时变化及冲刷规律，进而为年径流总量控制率、污染削减率等关键指标的确定提供量化依据，也为宁夏乃至西北类似干旱区城市海绵城市建设提供可复制的技术路线和管理经验。

二、研究方法

1.研究区概况

银川市中心城区（兴庆、金凤、西夏三区）面积 390.8km² ，建设用地占 38% ，绿地率 6% ，不透水率 51‰ 。属中温带干旱气候，年均降雨199.5mm ，其中7–9 月占全年降水量的 72‰ 。排水体制以合流制为主，主城区共有 9 个排水分区，雨水经10 条骨干沟道排入黄河。

2.监测布点

本研究选取6 类12 处典型下垫面：主干路（文萃北街）、次干路（西路）、支路（迎宾巷）、社区道路（财运家园）、屋面（宁夏大学宿舍、食堂、大河数控厂房、中医院等）、广场（宁夏大学篮球场）、绿地（宁夏大学校园绿地），共布设了42 个采样口。

3.采样与检测

本研究于 2024 年 7–9 月完成 13 场有效降雨采样，其中降雨初期（0-30min ）间隔 5min ，降雨中期（ 30-60min ）间隔 10min ，降雨后期间隔 30min 。采样采用人工监测方法，采样后各种水质指标按照 HJ/T 91 、HJ 535、HJ 636 等标准方法测定。

三、结果与讨论

1.降雨特征

本研究所监测的 2024 年银川城区的 13 场降雨平均雨量为 12.6mm ，平均历时为 2.1h ，平均雨强为 6.0mm/h ，最大雨强为 41.4mm/h ；前期晴天为 3-12d 。其中小雨占比 69% ，中雨 23% ，大雨 8‰

2. 雨水径流污染程度

银川市源头雨水径流污染普遍高于《地表水环境质量标准》Ⅴ类限值，且不同下垫面差异明显：道路由于车流密集、轮胎磨损及大气沉降，污染负荷最高，事件平均浓度SS 达到 103mg/L 、COD 44mg/L 、 TN2mg/L 、TP 10mg/L ；屋面受沥青油毡腐蚀和大气干湿沉降影响，COD 36–289mg/L. 、TN 5⋅12mg/L ，其中材料老化严重的屋面污染物峰值显著高于瓦屋面；广场在假期人流量减少的情况下COD 相对较低，但因前期晴天积尘，SS 高达 324mg/L ；绿地因植被截留和土壤渗透， 、COD 24mg/L ，虽优于不透水下垫面，但仍超过地表Ⅲ类标准，表明城市绿地亦需强化管理。

水质评价结果表明，屋面径流主要污染物是 COD、TN 和 NH3-N，属于轻度污染或中度污染，污染程度大小分别为工业区 > 商业区 > 医疗区>文教⊠> 居住区，污染程度总体上与西北地区大城市较为接近。路面径流的主要污染物是SS、NH3-N、TN 和TP，普遍为重度污染，不同功能区的路面径流污染程度大小分别为交通区 > 商业区 > 工业区 > 文教区 > 医疗区 > 居住区，但污染程度与国内其他城市相比偏低。广场径流主要污染物是SS、COD、TN，属于轻度污染或中度污染。绿地径流水质较好，含氮化合物污染较为严重。

3.影响因素

通过对银川城区雨水径流水质变化规律分析得出，雨水径流水质主要影响因素为：下垫面状况、两场降雨间隔时间、降雨量、降雨强度和降雨历时。不同类型下垫面的雨水径流污染物含量呈：道路>广场>屋面 ∣> 绿地；降雨量、降雨强度越大，径流雨水水质越好，降雨时间越长，径雨水水质越好；连续两场降雨间隔的时间越久，径流水质越差。

4.径流污染物的相关性

银川市雨水径流中各类下垫面的 COD 与 SS 相关性均较好，TN、TP与 SS 的相关性较差，说明污染物 COD 的颗粒性较强，TN、TP 部分存在于SS 中，部分则以溶解态存在。因而，在城市雨水管理中，可采取加强道路清扫频率、加强降雨径流的截污、沉淀和过滤等措施控制减少雨水径流中的悬浮颗粒物质，从而取得较好的雨水径流污染控制效果，TN、TP 的处理可以考虑通过增加一些生物或化学处理达到较好的处理效果。

四、结论

本项目以银川市中心城区的典型下垫面为例，对多种类型屋面、主干道、次干道、支路、社区道路、绿地和广场，展开场次雨水径流水质监测和测试，并结合模型分析，解析各下垫面雨水径流中SS、COD、NH3-N、TN、TP 属等污染物的浓度和变化特征。

银川市典型下垫面雨水径流中各污染物的平均浓度不能完全满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T 18921-2002 对各项污染物浓度指标要求。故银川市雨水径流不宜直接用作城市景观水体的补充水，可采用沉淀、截留等预处理后再进行直接利用或渗透利用。

针对银川的降雨特征，控制策略应坚持“ 源头削减—过程截留—末端净化—智慧管理” 全链条思路：在源头，新建建筑屋面实施绿色屋顶，既有小区结合改造铺设加设雨水罐，所有非机动车道、人行道及停车场 80% 面积改用透水混凝土或砂基透水砖，道路红线外连续布置下沉式绿地，高程低于路面，同步植入高羊茅、狗牙根等耐旱草本，实现小雨就地消纳、中雨错峰缓排；在过程，依托主城区 9 个排水分区，可在市政雨水排口节点建设地下调蓄池，配套智能闸阀与在线SS 传感器，降雨前根据气象预警预排空，雨中按自动关闭溢流闸门，将雨水经旁路湿地—生态滤池两级净化后错峰送入污水厂雨季超量处理线；在末端，利用典农河、银新干沟等河流的沿岸滨河湿地构建表面流+潜流复合系统，种植芦苇、香蒲与沉水植物带，进一步削减 COD、TN、TP 等污染物；管理上，相关部门可探索出台《银川市雨水径流污染控制管理办法》，成“ 制度 ⋅+ 工程+管理” 闭环，确保面源污染持续受控。

参考文献：

[1]潘国庆，车伍，李俊奇，等.中国城市径流污染控制量及其设计降雨量[J].中国给水排水，2008，24（22）：25-29.

[2]侯培强，王效科，郑飞翔，等.我国城市面源污染特征的研究现状[J].给水排水，2009，45（S1）：188-193.

[3]刘子晨.西安市主城区降雨径流污染源解析及影响因素研究[D].西安理工大学，2021.