專利名稱：一種地表街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢的估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城鎮(zhèn)面源污染負(fù)荷估算技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對地表街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢估算方法。技術(shù)背景
當(dāng)前城市面源污染模型主要為復(fù)雜機(jī)理模型，如暴雨模型(STORM)、雨水管理模型 (SWMM)等。這些模型存在以下缺陷1)多采用指數(shù)沖刷方程等，沒有充分考慮街塵粒徑組成比例的變化可能給街塵降雨沖刷帶來的影響，結(jié)果對降雨徑流沖刷挾帶的街塵不能進(jìn)行準(zhǔn)確模擬；2)模型需要參數(shù)眾多，不易操作，不能很好的滿足對污染負(fù)荷預(yù)測應(yīng)用的實(shí)際要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種由地表街塵定量反演徑流污染的新方法，并對街塵及其負(fù)載重金屬的降雨沖刷污染潛在輸出能力進(jìn)行定量化估算。
本發(fā)明所述的地表街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢的估算方法，其具體估算步驟如下
(I)街塵采樣點(diǎn)布設(shè)
基于對影響街塵質(zhì)量、粒徑、及其負(fù)載的重金屬的相關(guān)因素的分析，來劃分不透水路面類型，確定街塵采樣點(diǎn)分類布設(shè)，具體分為中心城區(qū)、郊區(qū)區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊、城中村五種類型不透水路面；
(2)街塵樣品采集
選用干式真空采樣法采集街塵樣品，同時(shí)測定采樣面積；街塵樣品風(fēng)干后，揀出雜物并稱重；利用干篩法進(jìn)行街塵粒徑分級并將其分別稱重后，用封口袋裝好用于重金屬濃度分析及模擬降雨試驗(yàn)；街塵中重金屬濃度測定分析采用EPA3052微波消解標(biāo)準(zhǔn)方法；
(3)街塵及其負(fù)載的重金屬的空間分布特征參數(shù)獲取
根據(jù)步驟(2)的測量結(jié)果，計(jì)算街塵單位面積的質(zhì)量、粒徑及其負(fù)載的重金屬濃度，獲取街塵及其負(fù)載的重金屬的空間分布特征參數(shù)；
(4)街塵沖刷行為參數(shù)的獲取
采用槽式擺噴頭下噴式人工模擬降雨機(jī)模擬不同降雨特征下不同粒徑街塵的沖刷行為，獲取在不同的不透水路面類型下的不同粒徑街塵的沖刷率參數(shù)Fw:
權(quán)利要求
1.一種地表街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢的估算方法，其特征在于，其具體估算步驟如下 (1)街塵采樣點(diǎn)布設(shè) 基于對影響街塵質(zhì)量、粒徑、及其負(fù)載的重金屬的相關(guān)因素的分析，來劃分不透水路面類型，確定街塵采樣點(diǎn)分類布設(shè)，具體分為中心城區(qū)、郊區(qū)區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊、城中村五種類型不透水路面； (2)街塵樣品米集 選用干式真空采樣法采集街塵樣品，同時(shí)測定采樣面積；街塵樣品風(fēng)干后，揀出雜物并稱重；利用干篩法進(jìn)行街塵粒徑分級并將其分別稱重后，用封口袋裝好用于重金屬濃度分析及模擬降雨試驗(yàn)；街塵中重金屬濃度測定分析采用EPA3052微波消解標(biāo)準(zhǔn)方法； (3)街塵及其負(fù)載的重金屬的空間分布特征參數(shù)獲取 根據(jù)步驟(2)的測量結(jié)果，計(jì)算街塵單位面積的質(zhì)量、粒徑及其負(fù)載的重金屬濃度，獲取街塵及其負(fù)載的重金屬的空間分布特征參數(shù)； (4)街塵沖刷行為參數(shù)的獲取 采用槽式擺噴頭下噴式人工模擬降雨機(jī)模擬不同降雨特征下不同粒徑街塵的沖刷行為，獲取在不同的不透水路面類型下的不同粒徑街塵的沖刷率參數(shù)Fw: Cd) X QdjdiMfwJ Fw(%) =-X100% = J-X100% AiiniTialAdinitial 式中，F(xiàn)w表示街塵沖刷的質(zhì)量百分比…!^表示沖刷掉街塵的質(zhì)量,質(zhì)量單位為g ；Minitial表示街塵的初始質(zhì)量，質(zhì)量單位為g ;C(t)表示t時(shí)刻徑流的顆粒物濃度,單位是mg/L ；Q(t)表示t時(shí)刻徑流的流量,單位是L/min ；t時(shí)刻單位為分鐘； (5)估算單位面積街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢 結(jié)合步驟(3)和(4)的結(jié)果，估算單位面積街塵的降雨沖刷污染潛勢 Rw - Mt X Fmiml 式中Rw表示單位面積內(nèi)不同粒徑街塵對徑流總的潛在輸出能力，單位是g/m2 ；Mi表示單位面積內(nèi)某一粒徑段的街塵質(zhì)量，單位為g/m2 ；Fwi表示單位面積內(nèi)某一粒徑段街塵的沖刷率質(zhì)量百分比；n表示街塵粒徑段劃分的個(gè)數(shù)； 估算單位面積街塵負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢 S) Pw = Mi X G X Fwi i-i 式中Pw表示單位面積內(nèi)不同粒徑街塵負(fù)載的某一重金屬對徑流總的潛在輸出能力，單位是g/m2 ；Μ,表示單位面積內(nèi)某一粒徑段的街塵質(zhì)量，單位為g/m2 A表示單位面積內(nèi)某一粒徑段中某一重金屬的濃度，單位是mg/kg ；Fwi表示單位面積內(nèi)某一粒徑段街塵的沖刷率質(zhì)量百分比；n表示街塵粒徑段劃分的個(gè)數(shù)； (6)估算某一區(qū)域內(nèi)街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢 結(jié)合步驟(I)的分類和步驟(5)的結(jié)果，估算某一區(qū)域內(nèi)街塵的降雨沖刷污染潛勢
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于城鎮(zhèn)面源污染負(fù)荷估算技術(shù)領(lǐng)域的一種對地表街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢估算方法。該方法在對街塵單位面積質(zhì)量、粒徑組成、重金屬的含量空間分布的動(dòng)態(tài)平衡參數(shù)獲取的基礎(chǔ)上，利用分粒徑的街塵沖刷方程模擬出基于降雨事件特征的徑流中不同粒徑街塵的沖刷比率，從而實(shí)現(xiàn)直接由街塵反演降雨沖刷徑流污染，估算街塵及其負(fù)載的重金屬降雨沖刷污染潛勢。本發(fā)明解決了由于地表徑流事件發(fā)生具有隨機(jī)性和空間變異較大等造成的直接獲取徑流污染參數(shù)難度大的問題，同時(shí)又避免其他方法的繁瑣操作，具有快速、簡易的特征。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102930153SQ201210419309
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者趙洪濤, 李敘勇, 尹澄清, 王小梅 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心