城市小流域降雨徑流污染監測方法構建方法研究

陳旭波

摘? 要：為了能全面、準確地研究城市小流域降雨徑流污染的特性，構建小流域降雨徑流污染分析評價模型，為城市小流域的降雨徑流污染控制方案設計提供基礎數據分析方法，構建一套適合于研究城市小流域降雨徑流污染的監測方案尤為重要。該文以南方高開發城市G河流域為研究背景，探討了以城市小流域降雨徑流污染控制為目標，優化控制研究過程中的監測點位布設、監測指標與監測分析內容，建立了城市小流域降雨徑流污染監測方案系統化構建方法。

關鍵詞：城市小流域? 降雨徑流? 污染監測? 點位布設

中圖分類號：X52 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2021）02（c）-0074-03

Study on Construction of Monitoring Method for Rainfall Runoff Pollution in Urban Small Watershed

CHEN Xubo

（Guangdong Living Environment Harmless Treatment Center Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong? Province， 510405 China）

Abstract： In order to comprehensively and accurately study the characteristics of urban small watershed rainfall runoff pollution， it is particularly important to build a small watershed rainfall runoff pollution analysis and evaluation model， provide basic data analysis method for the design of urban small watershed rainfall runoff pollution control scheme， and build a set of suitable monitoring scheme for the research of urban small watershed rainfall runoff pollution. Based on the research background of G river basin， a high development city in south China， this paper discusses the layout of monitoring points， monitoring indicators and monitoring analysis contents in the process of optimizing the control research， aiming at the control of rainfall runoff pollution in urban small watershed， and establishes the systematic construction method of rainfall runoff pollution monitoring scheme in urban small watershed.

Key Words： Urban small watershed; Rainfall runoff; Pollution monitoring; Point layout

為了能全面、準確地研究城市小流域降雨徑流污染的特性，構建小流域降雨徑流污染分析評價模型，為城市小流域的降雨徑流污染控制方案設計提供基礎數據分析方法，構建一套適合于研究城市小流域降雨徑流污染的監測方案尤為重要。該文以南方地區G 河流域為研究對象，探討了監測方法的系統化構建。

城市小流域降雨徑流污染研究應響應小流域內水體生態修復及污染防治的方針，結合已有的城市降雨徑流污染與流域水環境研究的經驗[1]，研究一套適合于不同地域、不同目標層次的城市小流域降雨徑流污染監測方案構建方法，全面、科學、合理地研究城市小流域降雨徑流污染各發生過程，為城市小流域的降雨徑流污染控制方案制訂提供數據與方法的支持。

1? 監測方法構建的思路

城市小流域降雨徑流污染監測應協同于城市小流域水體污染控制的方針，全面、綜合地關注到小流域內不同地表污染物的累積、降雨沖刷與污染物遷移這3類降雨徑流污染發生過程的研究，為城市小流域降雨徑流污染特性、分析評價模型構建與控制方案設計及效能評估研究提供獲取基礎數據的途徑[2]。因此，城市小流域降雨徑流污染監測方法構建應該滿足以下2點需求：（1）以城市小流域內水體水質污染防治為目標。（2）為城市小流域降雨徑流污染系統研究累積基礎數據。基于以上需求，城市小流域降雨徑流污染監測應該依據降雨徑流污染發生過程進行“累積—沖刷—匯流”系統化布點。累積監測主要針對城市小流域不同城市用地類型地表污染物累積過程進行監測。沖刷監測主要針對城市小流域不同城市用地類型地表污染物降雨沖刷過程進行監測，其目的是為降雨沖刷特性分析、分析模型的城鎮數據庫建立以及降雨徑流污染過程控制類措施設計獲取所需的基礎數據。匯流監測主要針對城市小流域內的降雨徑流匯入過程，根據匯入對象的不同，可以分為對控制設施效能的監測與受納水體的監測，其目的是為分析模型的參數率定與模型模擬結果校準與驗證，降雨徑流污染工程類控制類措施設計及控制方案效能評估獲取所需的基礎數據[3]。

2? 監測方法構建的流程

結合已有研究的城市降雨徑流污染監測研究經驗，構建城市小流域降雨徑流污染監測方法時所需掌握的關鍵要素包括：監測過程、下墊面類型、監測點位、監測指標。在構建城市小流域降雨徑流污染研究監測體系時應該結合研究區域的現狀，針對監測過程與小流域內下墊面類型特征，進行科學、合理的監測點位布設;結合城市小流域內水體污染控制方針以及降雨徑流污染控制研究需要，篩選關鍵的污染物指標作為監測指標;結合研究區域的歷史氣象數據，確定監測體系的所需關注的典型降雨要素信息。

城市小流域降雨徑流污染監測方法構建的流程如圖1所示。

3? 監測方案系統化構建

以南方地區G河流域為例，構建城市小流域降雨徑流污染監測方法。G河流域是典型的城市小流域，地處于經濟發達的南方S市與D市的交界處，流域內城市區域面積在50%以上，土地利用開發程度高，G河為雨源型河流。

3.1 基礎數據的需求分析

構建城市小流域降雨污染研究監測方法，需要收集相關基礎數據并進行梳理，以指導監測點位布設與監測指標確定。所需收集的城市小流域基礎數據包括流域邊界、水系數據，流域用地類型數據，流域水量水質數據，流域已有控制設施數據等[4]。

利于GIS分析的G河流域收集到的水系邊界、控制設施與流域用地類型。根據所收集到的小流域用地類型數據選擇相對分散的多個城市區域進行現場勘察研究，并結合的城市用地類型定義方法細化G河流域的城市用地類型。

3.2 城市用地類型細化

根據對于收集的數據的分析，G河流域城市用地類型不具體，無法進行累積與沖刷監測點位布設，因此需通過現場勘察進一步細化G河城市用地類型。以 SWAT的城市用地分類方法對區域1與區域2內及周邊區域現場勘察。

同時，根據現場勘察研究，總結了G河流域不同城市用地類型的地表污染物潛在來源的差異。綜合分析，G 河流域城市用地類型可分為工業用地、高密度住宅用地、中密度住宅用地、商業用地、交通用地與公共管理服務用地。

3.3 監測點位布設

3.3.1 累積監測點位布設

累積監測點位應該包含G河流域的6類城市用地類型：工業用地、高密度住宅用地、中密度住宅用地、商業用地、交通用地與公共管理服務用地。研究在現場勘察研究的基礎上對區域1與區域2布設累積監測點位，且每個區域均包括全部城市用地類型，且每類用地類型在各監測區域的監測點數量均為5。

3.3.2 沖刷監測點位布設

沖刷監測點位布設應該在累積監測點位的基礎上進行布設，其布設也應該包括G河流域的6類城市用地類型[5]。與累積監測點位布點不同在于：累積監測布點在不同用地類型區域地表，沖刷監測布點在不同用地類型區域降雨徑流匯流處。

3.3.3 匯流監測點位

G河流域QP斷面為省考核斷面，將Q斷面設為G河流域降雨徑流污染研究匯流監測點位。同時G河流域 QH人工濕地、LH調蓄池與G調蓄池，應該在這3處控制設施增設匯流監測點位。G河流域降雨徑流污染研究沖刷監測點位布設見圖2。

3.3.4 監測指標篩選

通過利用收集到的QP斷面水質實測數據進行單項污染指數法分析，通過選取地表水Ⅴ類標準作為評價標準值S監測指標確定[6]。通過分析可知，G河流域水體TN屬于重度污染項，氨氮與TP數據中度污染項，G河流域水體COD、Cu、Zn、Pb、Cr與石油類達標，G河流域降雨徑流污染研究監測體系應選擇TN、TP與氨氮為重點監測指標。因此，選擇TN、TP與氨氮為G河流域降雨徑流污染研究監測體系監測指標。

4? 結語

以城市小流域降雨徑流污染控制為目標，優化控制研究過程中的監測點位布設、監測指標與監測分析內容，建立了城市小流域降雨徑流污染監測方案系統化構建方法。該方法包括：監測方案的構建路線、監測點位細化和監測指標確定方法，并在南方高開發城市G河流域開展了應用研究。

（1）城市小流域降雨徑流污染監測方案應包含累積過程、沖刷過程與匯流過程3類監測層次，其構建內容為：基礎數據需求分析、監測點位布設、監測指標篩選與分析內容確定。

（2）監測方案的監測布點涵蓋累積監測、沖刷監測與匯流監測，可利用圖紙分析法、GIS水文分析法與現場勘察法結合SWAT模型城市用地類型劃分方法進行細化布點。監測指標確定應通過頻度分析法與單因素污染物指數法，篩選出河流水質的污染指數大于1.0的污染物指標作為監測指標。監測分析內容應以徑流污染控制措施制定與模型城鎮參數本地化識別為目的，涵蓋地表污染物累積特征與沖刷特征，重點在于地表累積規律，污染物形態特征與初期沖刷效應分析。

參考文獻

[1] 王有家.水體突發性環境污染事故應急監測技術研究[J].環境與發展，2020，32（12）：75-76.

[2] 靳雅夕.油田地下水監測方案及污染評價方法研究[J].地下水，2020，42（6）：54-56.

[3] 容卓璇.環境監測如何提高水污染監測質量[J].清洗世界，2020，36（9）：62-63.

[4] 劉軍.水處理中環境監測技術及污染防治探究[J].資源節約與環保，2020（8）：53.

[5] 唐潔.升鐘水庫水質監測評價及污染防治方案[D].西南科技大學，2020.

[6] 孫德尚.山地城市供水管網突發外源污染水質監測點優化布置研究[D].重慶大學，2019.