城市路面室內(nèi)沖刷實(shí)驗(yàn)研究
2016-04-28 14:45:26 安裝信息網(wǎng)
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論文摘要：城市路面的污染物質(zhì)輸移是目前城市水環(huán)境的一個(gè)主要威脅，很多研究者探討了路面污染物輸出的影響因素和輸出機(jī)制，為了獲得對路面污染輸出的進(jìn)一步的理解，本文采用室內(nèi)模擬的方法，重構(gòu)了實(shí)際的城市路面，定量投放路面灰塵，并使用降雨模擬器控制雨強(qiáng)。在4組雨強(qiáng)條件下共進(jìn)行了16次沖刷實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)獲得以下結(jié)論：1）實(shí)驗(yàn)中不透水路面徑流系數(shù)變化范圍在41.2-76.2%之間，且和雨強(qiáng)具有正相關(guān)關(guān)系。2）與沖刷前對比，沖刷后的路面物質(zhì)粗化現(xiàn)象明顯；將路面物質(zhì)分成4個(gè)粒級組>300um,150-300um,48-300um，，其中，粒級組物質(zhì)在沖刷后所占比重較沖刷前明顯降低，遭受較大損失。而前三個(gè)粒級組在雨后所占比重則有所升高，表現(xiàn)出相同的沖刷特征。3）實(shí)驗(yàn)同時(shí)揭示：由于沉積作用的影響，路面輸出量可能不會因降雨強(qiáng)度的增加而增加，相反，由于沉積作用的加強(qiáng)路面輸出量反而減小。4）降雨沖刷中的前3分鐘往往是路面灰塵輸出峰值出現(xiàn)的時(shí)段，同時(shí)也是大部分污染物集中輸出的主要時(shí)段，灰塵及其攜帶污染物輸出量可能占到整個(gè)路面存有量的50%以上。
論文關(guān)鍵詞：雨強(qiáng),路面沖刷特征,污染物輸出,初始沖刷
前言
城市路面灰塵中積聚了相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物、氮磷物質(zhì)，、重金屬、PCB等污染物質(zhì)，在雨水的沖刷下，進(jìn)入河、湖水域，這種突發(fā)性的輸入往往具有短期、爆發(fā)性特點(diǎn)（firstflush），因此會對水生態(tài)系統(tǒng)以及水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，這也成為城市環(huán)境管理者重要的課
題。在路面物質(zhì)輸出機(jī)理研究方面，路面地表灰塵的累積和沖刷規(guī)律是研究的兩個(gè)主要方面。地表灰塵累積主要通過大氣沉降、地表吹蝕物沉降、路面及交通工具的磨損等形式進(jìn)行，同時(shí)還受到風(fēng)力的重懸浮影響以及人為清掃效率的影響，灰塵累積在這些影響的共同作用下達(dá)到平衡。城市路面沖刷過程的研究起始于上世紀(jì)70-80年代，研究的對象主要為徑流中的TSS,營養(yǎng)鹽、重金屬等物質(zhì)的流失特征，而路面物質(zhì)的沖刷量則受到路面物質(zhì)存量、徑流量以及雨強(qiáng)等因素的影響。近些年的研究進(jìn)一步深化了人們對路面沖刷機(jī)制的理解，vaze.J通過野外和室內(nèi)試驗(yàn)探討了雨強(qiáng)、降雨持續(xù)時(shí)間、雨前晴天時(shí)長對路面物質(zhì)輸出量的影響。對雨強(qiáng)因素的深入討論表明，雨滴的沖擊能量能有效的剝離吸附在路面上的灰塵，但隨著道路表面水層的形成，雨滴的作用會大為降低，這也造成路面污染物在徑流初期會急劇輸出的特點(diǎn)。另外，路面物質(zhì)輸出的機(jī)理模型也依賴路面沖刷機(jī)理的討論而得到發(fā)展，早期沖刷模型模擬沖刷作用時(shí)，通過將沖刷作用概化為沖刷系數(shù)進(jìn)行表征；近期模型模擬路面沖刷作用時(shí)，開始考慮水流的剪切作用及雨滴的沖擊作用，總體看來，路面沖刷機(jī)制的研究和探討仍處于一個(gè)深入挖掘的過程中。對很多已有的試驗(yàn)而言，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)存在很多不能控制的變量，所得到的結(jié)論可能摻雜了很多因素的影響，因此需要在室內(nèi)條件下有控制地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方可得到較為準(zhǔn)確的結(jié)論。在此背景下，本研究進(jìn)行了室內(nèi)路面沖刷的模擬實(shí)驗(yàn)，并獲得相關(guān)結(jié)論以進(jìn)一步理解路面沖刷機(jī)制。
2路面沖刷特征研究方法
本研究以杭州西湖沿岸人行道路面作為參考對象構(gòu)建室內(nèi)路面，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用25塊人行道地面磚在室內(nèi)構(gòu)建1.5ⅹ1.5米的路面，坡度1.6%，路面最底端高度30cm，路面兩側(cè)用不透水的PVC板阻隔路面徑流流出路面，以保證降雨徑流能全部流向下方，路面底部設(shè)有集水管收集路面匯流的徑流量。見圖1，
路面灰塵則參考2010.3-1020.9監(jiān)測得到的6個(gè)月的西湖沿岸人行道路面灰塵進(jìn)行粒級配制，灰塵各粒級重量百分比固定為：>300um、占10%；150-300um、占10%；48-150um、占15%；、占65%。每次實(shí)驗(yàn)前稱量上述粒級灰塵，得到混合灰塵樣15克，用藥匙均勻分配到每塊地面磚上，每塊約分得0.6g,并人工掃勻。降雨由降雨模擬器（TSOY-102）模擬不同雨強(qiáng)，分別模擬4個(gè)不同雨強(qiáng)下的降雨沖刷。雨強(qiáng)測定時(shí)，不改變模擬器的位置、距離、方向，只通過改變壓力表壓力進(jìn)行修改，但考慮到模擬器所降雨水可能分布不均，因此每次實(shí)驗(yàn)時(shí)在實(shí)驗(yàn)路面的四角及中心各放置一口徑10.5cm燒杯，最終雨強(qiáng)通過匯集五個(gè)燒杯降雨并取平均值獲得。（實(shí)驗(yàn)表明即使在同一壓力值，設(shè)備的雨強(qiáng)也有變化）每天取一固定壓力值（希望能獲得同一雨強(qiáng)值），再按降雨3、5、7、9分鐘等4個(gè)時(shí)段進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)間隔1小時(shí)，并使用加熱燈烘烤路面半小時(shí)，等待路面完全干后，用改制的大功率吸塵器（FC8260）收集雨后殘留樣，樣品分別通過50目、100目、300目、500目篩，稱重，總的實(shí)驗(yàn)次數(shù)為16次。每次降雨過程的沖刷量使用總投放量減去路面存留量獲得。
3結(jié)果
3.1人行道路面磚地面的徑流系數(shù)
實(shí)驗(yàn)路面由人工燒制的路面磚鋪設(shè)，結(jié)合處的縫隙是徑流下滲流失的主要部位，除此之外還有蒸發(fā)、路面截留等途徑，各途徑的重要性依所處季節(jié)和路面條件而定，本實(shí)驗(yàn)于8月進(jìn)行，持續(xù)3天時(shí)間，因此不存在季節(jié)的影響，但路面及路面下墊物質(zhì)的干濕條件有一定的差異，從而導(dǎo)致路面下滲水量的差異。
8月10日是實(shí)驗(yàn)第一天，共進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，由于反復(fù)調(diào)試降雨模擬器，因此在正式試驗(yàn)之前，路面磚下墊物質(zhì)的濕度較大，其后固定每天一組，無任何其他干擾。徑流系數(shù)見表1。從表中可以發(fā)現(xiàn)，不透水路面的徑流系數(shù)變動范圍在0.419-0.762之間，平均徑流系
表116次沖刷試驗(yàn)的徑流系數(shù)
Tab1Theindexesof“RC”of16wash-offexperiments
數(shù)為0.61，該系數(shù)及變動范圍與前人在瀝青路面上的的研究結(jié)果非常相似，Ragab，Ramier，ChrisS.Eckley等人的數(shù)據(jù)范圍是49-66%。ChrisS.Eckley還總結(jié)出徑流系數(shù)隨降雨時(shí)長的增加而增加的特點(diǎn)，但本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不支持該結(jié)論。8月10日雨強(qiáng)相對較小，范圍0.291-0.355mm/min，由于受到調(diào)試實(shí)驗(yàn)的干擾，徑流系數(shù)總體較大。8月11-13
圖2徑流系數(shù)與雨強(qiáng)關(guān)系
Fig2TherelationshipbetweenRCandrainfallintensity
日，數(shù)據(jù)表明徑流系數(shù)與降雨持續(xù)時(shí)間無關(guān)，但卻隨著雨強(qiáng)的增大有增大趨勢，因此做徑流系數(shù)與雨強(qiáng)關(guān)系圖2，并計(jì)算兩者的相關(guān)系數(shù)，并進(jìn)行相關(guān)顯著性的pearson檢驗(yàn)（雙側(cè)），相關(guān)系數(shù)0.764，并在顯著性為0.004的條件下通過檢驗(yàn)。 說明徑流系數(shù)受到雨強(qiáng)確定性影響，雨強(qiáng)越大，徑流系數(shù)越大。
3.2路面路面沖刷前后的粒級特征
在室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)中，樣品采用固定粒級比重的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次樣品重15g，共進(jìn)行16次不同雨強(qiáng)的降雨實(shí)驗(yàn)。雨強(qiáng)范圍0.291-0.762mm/min，由于本文收集的樣品屬于vaze定義的“自由載荷”（freeload）,所以上述實(shí)驗(yàn)主要反映自由載荷的沖刷規(guī)律。通過雨前樣粒徑分布和雨后樣粒徑分布的比較，可明顯看出，在多次的沖刷試驗(yàn)中，>300um,150-300um,48-300um等三個(gè)粒徑組在降雨沖刷后的比例比原樣明顯有所提高，而較細(xì)的粒徑組比例則比原樣比重有所下降。這表明整個(gè)樣品經(jīng)降雨沖刷后，粒徑有粗化的趨勢，而在不同雨強(qiáng)的沖刷中，>300um,150-300um,48-300um三個(gè)粒徑組灰塵比重的增加表明這些塵土顆粒具有相同的水力學(xué)特征，因而具有相同的沖刷特點(diǎn)。這和粒徑組的物質(zhì)沖刷形成對比，該組比重下降，說明該粒級組在所有的降雨事件中都表現(xiàn)出更強(qiáng)的可蝕
圖3沖刷前后粒級分布對比
Fig3Thecomparationbetweenthegrain-sizedfractionsofthedust
beforewashingandwhichafterwashing
性。一些研究認(rèn)為細(xì)�；覊m在沖刷中更易被沖刷掉，但究竟哪個(gè)粒級物質(zhì)易于沖刷尚不明確，這在本實(shí)驗(yàn)中的到回答。各粒級組16次實(shí)驗(yàn)平均沖刷損失比例分別為：>300um,占39.12%；150-300um,占36.03%；48-300um，占30.16%；，占53.27%；可見細(xì)粒物質(zhì)主要是的灰塵損失較多，略多于50%。
從攜帶氮磷成分的粒級分配看，很多的研究表明氮磷物質(zhì)主要附著于48-300um和兩個(gè)粒級組，在西湖北里湖路面采樣也證實(shí)了這一點(diǎn)（表2），日常監(jiān)測從2010年3月
表2杭州北山路路面灰塵氮磷含量的粒級分布
Tab2ThecontentsofTN,TPindifferentgrainsizefractionsin
thedustonBeishanstreetinHanghzhou
開始至2010年9月，灰塵樣品的TN測定采用半微量凱式法，TP的測定采用鉬銻抗分光光度法。表中也可發(fā)現(xiàn)氮磷物質(zhì)的主要集中在48-300um和兩個(gè)粒級組中，且一般灰塵粒級組的重量百分比可占50%以上，所以，可以推測在降雨初期的一段時(shí)間中，一半以上的細(xì)粒物質(zhì)被沖刷，同時(shí)也伴隨著大量氮磷物質(zhì)的流失。
3.3雨強(qiáng)對路面沖刷和沉積的影響
目前很多研究論證了降雨雨強(qiáng)對沖刷有著極其重要的影響，一般沖刷量會隨著雨強(qiáng)的增大而增大，但本室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果似乎并不支持這一結(jié)論，如前所述，采用室內(nèi)模擬的方法獲得16次沖刷數(shù)據(jù),將每次投放的總量減去沖刷后的路面殘留量獲得每次輸出量，并計(jì)算殘留量比例，用殘留比例與雨強(qiáng)兩個(gè)變量做圖，見圖4。
圖4雨強(qiáng)和路面殘留量關(guān)系
Fig4Therelationshipbetweenrainfallintensityandtheresidualquantityofthedustafterrain
很明顯，雨強(qiáng)增大而相應(yīng)的沖刷比例卻在減小。實(shí)際上，很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)論證了雨強(qiáng)增大沖刷強(qiáng)度增大的結(jié)論，因此影響路面物質(zhì)輸出的其他因素就值得深入的探討，一個(gè)最主要的因素是路面水流的沉積作用。試驗(yàn)中的目視觀察可以發(fā)現(xiàn)，在雨強(qiáng)較大的幾次試驗(yàn)中路面底部位置都會發(fā)現(xiàn)有較大量的物質(zhì)沉積，底部沉積區(qū)域由路面最底部的5快地面磚構(gòu)成（見圖1），約占全部路面的1/5,灰塵投放量為3g，沖刷實(shí)驗(yàn)后，將路面最底部與路面其他部分殘留物質(zhì)分開收集，稱重并計(jì)算殘留物占總投放量的比重，獲得表3
表3幾次實(shí)驗(yàn)中路面不同部位物質(zhì)殘留
Tab3Theresidualondifferentpartsofroadintheseveralexperiments
從表3可看到5次實(shí)驗(yàn)中，有4次底部收集到的物質(zhì)量大于3g，明顯路面底部發(fā)生了堆積作用。可見實(shí)驗(yàn)中最終路面沖刷出的物質(zhì)量應(yīng)是沖刷和堆積共同作用的結(jié)果。這就揭示了路面物質(zhì)沖刷量不隨雨強(qiáng)增大而增大的原因。路面上部形成的表面徑流匯集至路面底部，底部水層厚度較大，而路面上部水層相對較薄，雨點(diǎn)在底部的沖擊力量由于受到較厚水層的削弱，因而對沉積物的擾動較小，沉積物不易被流水帶走；另外，路面底部是坡度相對較小區(qū)域，水流流速降低，徑流中的攜帶物易發(fā)生沉積，這和日常在城市道路觀察到的現(xiàn)象非常一致，雨后灰塵往往會集中在路肩與路面的結(jié)合處。
同時(shí)從表中也可發(fā)現(xiàn)，除路面底部以外的其他4/5面積（投放了12g灰塵）發(fā)生了凈沖刷，路面殘留比重從38%到53%，物質(zhì)沖刷量從4.05g-6.3g,大部分實(shí)驗(yàn)中上部路面損失超過50%，隨著雨強(qiáng)的增大，這一部分路面的殘留量所占比重變小，物質(zhì)損失量增大，沖刷掉的物質(zhì)有可能在路面底部發(fā)生堆積。
綜上，物質(zhì)在路面上的輸出量最終由沖刷作用和沉積作用共同決定，因而可以不隨雨強(qiáng)的增大而增大，甚至可能由于堆積作用的影響，使輸出量變化逆反于雨強(qiáng)變化。在實(shí)驗(yàn)中由于沖刷量隨雨強(qiáng)增大而增大的結(jié)論已由多個(gè)實(shí)驗(yàn)證明，因此可以推斷：路面物質(zhì)的沉積量隨雨強(qiáng)的增大而增大。
3.3沖刷實(shí)驗(yàn)中前3分鐘路面損失量及其意義
目前城市暴雨徑流管理中一個(gè)重要的研究問題是首次沖刷（firstflush）的比重及其意義，由于目前很多的監(jiān)測表明，在徑流形成初始階段會有大量氮磷、重金屬、有毒有害物質(zhì)呈爆發(fā)性的進(jìn)入水域，由于污染物濃度較高，往往會對水體內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)造成損害。很多監(jiān)測與研究側(cè)重在首次沖刷中污染物輸出量、輸出濃度及損害等方面，而對首次沖刷中污染物的載體輸出量的研究并不多，從機(jī)理上看，污染物的輸出可能還是應(yīng)以灰塵物理攜帶輸移作用為主，化學(xué)釋放流失并不占重要地位。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了4組雨強(qiáng)條件，每一雨強(qiáng)條件下，按時(shí)間設(shè)置了3、5、7、9分鐘各4次試驗(yàn)，將各雨強(qiáng)下的3分鐘實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表4，表中仍可發(fā)現(xiàn)隨著雨強(qiáng)增大，3分鐘路
表4不同雨強(qiáng)下3分鐘路面物質(zhì)輸出比例
Tab4Theoutputproportationofroaddustin3minutesunderdifferentrainfallintensities
面輸出物占總投放量比例在不斷減小，前文已說明這是由于沉積作用隨著雨強(qiáng)的增大而加強(qiáng)導(dǎo)致；同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在短短的3分鐘降雨期間內(nèi)，4次實(shí)驗(yàn)中有3次路面輸出量超過灰塵總投放量的一半左右，粒徑分析表明主要損失的是細(xì)顆粒物質(zhì)。這些物質(zhì)往往是水體中TSS的主要來源,也是污染物質(zhì)的主要載體，而TSS可以作為營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、化學(xué)需氧量、有機(jī)物輸出量的簡易衡量工具，因此可以推斷在降雨的條件下，降雨初期水流的物理攜帶作用疊加污染物化學(xué)釋放，可能會造成50%以上的污染物進(jìn)入下水系統(tǒng)或直接進(jìn)入地表水體。ChrisS.Eckley等人在校園道路上（27.8米）多次降雨沖刷實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)論也表明：在降雨的1.9±1.2分鐘內(nèi)總汞（THg）輸出可達(dá)路面總汞存留量的47±6%。
綜上所述，在重金屬和其他一些污染物的降雨沖刷中，水流的物理攜帶是主導(dǎo)作用。這一結(jié)論表明，降雨初期，在雨水進(jìn)入污水廠或直排入河前處理掉其中的TSS是一件非常重要的工作，同時(shí)表明在日常的掃街工作中，使用更有效率的清掃工具也是大幅減少暴雨輸出的有效方法。
4結(jié)論
路面污染輸出是城市面臨的另一個(gè)重要的環(huán)境問題，自上世紀(jì)90年代開始就不斷有國內(nèi)外研究者對路面污染物的輸出現(xiàn)象和機(jī)理進(jìn)行描述和探討，作為補(bǔ)充，本研究在室內(nèi)條件下進(jìn)行沖刷實(shí)驗(yàn)，并獲得以下的結(jié)論：1）實(shí)驗(yàn)中不透水路面徑流系數(shù)一般范圍在0.419-0.762之間，和瀝青路面的徑流系數(shù)的變化范圍一致，且和雨強(qiáng)具有正相關(guān)關(guān)系，但和降雨時(shí)長沒有關(guān)系。2）路面物質(zhì)損失具有明顯的粒級特征：細(xì)粒物質(zhì)損失較大，路面殘留物的粒級組成明顯粗化，且物質(zhì)組成中>300um,150-300um,48-300um三個(gè)粒徑組灰塵比重相對沖刷前有明顯增加，表明這些塵土顆粒具有相同的水力學(xué)特征，而粒徑的細(xì)粒物質(zhì)比重較沖刷前明顯下降，表明這部分物質(zhì)更易遭受沖刷。3)實(shí)驗(yàn)同時(shí)揭示：由于沉積作用的影響，路面輸出量可能不會因降雨強(qiáng)度或徑流量的增加而增加，甚至由于沉積作用的加強(qiáng)路面輸出量反而減小。4）降雨沖刷中的前3分鐘往往是路面灰塵輸出峰值出現(xiàn)的時(shí)段，同時(shí)也是污染物集中輸出的主要時(shí)段，灰塵及其攜帶污染物輸出量可能占到整個(gè)路面存有量的50%以上。
5討論---路面沖刷機(jī)制分析
根據(jù)沉積學(xué)理論，降雨初期路面形成徑流，路面水流呈湍流態(tài)，湍流的上升作用會將灰塵中粘土類細(xì)粒物質(zhì)以“水懸浮體”形式進(jìn)行搬運(yùn)，粗顆粒物質(zhì)則通過跳躍（salation）和表面蠕動（surfacecreep）的形式運(yùn)移。只要水和灰塵的混合物比重小于2.0g/m，水流仍呈湍流性質(zhì),這個(gè)過程就會保持下去。
城市交通路面主要有瀝青路面、水泥混凝土路面、人行道及廣場路面（路面磚鋪設(shè)），
瀝青路面、水泥混凝土路面表面坑洼不平，路面磚鋪設(shè)路面表面相對平坦，但仍具有一定的微地貌特征，路面磚的接縫處往往形成路面的低洼處，是路面徑流及物質(zhì)流失的重要部位。
路面徑流在短時(shí)間內(nèi)就可攜帶大量沖刷物質(zhì)向低端運(yùn)行，并在流速降低的地方進(jìn)行“填凹”，這些流速降低的部位往往是路面低洼處，這些灰塵累積處可以在路面直接目視看到。低洼處可能會攔截大量物質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)的路面低洼處攔截的物質(zhì)量可占沖刷后路面殘余總量的15-30%，如果在更加不平的瀝青路面、水泥混凝土路面，“填凹”量應(yīng)高于這個(gè)比例。這些沉積下來的物質(zhì)一部分會吸附于路面形成“固定”載荷（fixedload）,另一部分則會形成易被沖刷的“自由載荷”（freeload）在下一次降雨中接受再一次快速的沖刷。
參考文獻(xiàn)
1 左曉俊,傅大放,李賀, 高速公路路面徑流沉降過程中重金屬去除特性,環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(12): 2525- 2531
2 趙劍強(qiáng),劉 珊,邱立萍,陳 瑩, 高速公路路面徑流水質(zhì)特性及排污規(guī)律, 中國環(huán)境科學(xué) 2001,21(5):445-448
3 Hook, A.M. and Yeakley, J.A. 2005. Stormflow dynamics of dissolved organic carbon and total dissolved nitrogen ina small urban watershed. Biogeochemistry 75: 409-431
4 J.E. Ball,R. Jenks, D. Aubourg.1998. An assessment of the availability of pollutantconstituents on road surfaces, The Science of the Total Environment 209 243-254.
5 J.H. Lee, K.W. Bang, L.H. Ketchum Jr., J.S. Choe, M.J. Yu,2002, First flush analysis of urban storm runoff, Science of The Total Environment293:163-175
6 Haejin Lee, Sim-Lin Lau, Masoud Kayhanian, Michael K. Stenstrom,2004, Seasonal first flush phenomenon of urbanstormwater discharges, Water Research 38: 4153-4163
7 Jeffrey Soller, Julie Stephenson, Kendra Olivieri, James Downing, Adam W. Olivieri,2005, Evaluation of seasonal scalefirst flush pollutant loading and implications for urban runoff management,Journal of Environmental Management 76:309-318
8 Chebbo, G., Gromaire, M.C., 2004. The experimental urban catchment ‘Le Marais’ in Paris: what lessons can be learned from it? Journal of Hydrology299, 312–323.
9 Hook, A.M., Yeakley, J.A., 2005. Stormflow dynamics of dissolved organic carbon and total dissolved nitrogen ina small urban watershed. Biogeochemistry 75, 409–431.
10 Ozdilek, H.G., Mathisen, P.P., Pellegrino, D., 2007. Distribution of heavy metals in vegetation surroundingthe Blackstone River USA: considerations regarding sediment contamination and
11 Vaze, J., Chiew, F.H.S., 2003. Study of pollutant washoff from small impervious experimental plots. Water ResourcesResearch 39, 1160–1170.
12 Vaze,J.,Chiew,F.H.S.,2002. Experimental study of pollutant accumulation on an urban roadsurface.UrbanWater4,379–389
13 Terry, J.P., 1998. A rainsplash component analysis to definemechanisms of soil detachment and transportation.Australian Journal of Soil Research 36, 525–542
14 Gabet, E.J., Dunne, T., 2003. Sediment detachment by rain power. Water Resources Research 39 Article # 1002
15 Huber WC, Dickinson RE. Stormwater Management Model - Version 4; User’s Manual, Report No. EPA/600/3- 88/001a.Environmental Research Laboratory.Athens,Ga,USA: US Environmental Research Laboratory, 1988
16 Stephen B. Shaw , Jean-Yves Parlange , Molly Lebowitz,et al,Accounting for surface roughness in a physically-basedurban wash-off model,2009,Journal of Hydrology 367 (2009) 79–85。
17 Ragab, R., Rosier, P., Dixon, A., Bromley, J., Cooper, J.D., 2003.Experimental study of water fluxes in aresidential area: 2.Road infiltration, runoff and evaporation. Hydrological Processes17, 2423–2437.
18 Ramier, D., Berthier, E., Dangla, P., Andrieu, H., 2006. Study of the water budget of streets:experimentation and modeling.Water Science and Technology 54, 41–48.
19 朱旻航、王學(xué)良、陳玉成,重慶市主城區(qū)街道灰塵中氮、磷污染研究[J],環(huán)境化學(xué),2009,28(2):306-307
20 Verbanck, M.A., Ashley, R.M., Bachoc, A., 1994. International workshop on origin, occurrence and behavior ofsediments in sewer systemsdsummary of conclusions. Water Research 28,187–194.
21 Rossi, L., Fankhauser, R., Chevre, N., 2006. Water quality criteria for total suspended solids (TSS) in urbanwet-weather discharges. Water Science and Technology 54, 355–362.
22 Chris S. Eckley , Brian Branfireun.2009. Simulated rain events on an urban roadway to understand the dynamics of mercurymobilization in stormwater runoff. water research 43 3635–3646
論文關(guān)鍵詞：雨強(qiáng),路面沖刷特征,污染物輸出,初始沖刷
前言
城市路面灰塵中積聚了相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物、氮磷物質(zhì)，、重金屬、PCB等污染物質(zhì)，在雨水的沖刷下，進(jìn)入河、湖水域，這種突發(fā)性的輸入往往具有短期、爆發(fā)性特點(diǎn)（firstflush），因此會對水生態(tài)系統(tǒng)以及水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，這也成為城市環(huán)境管理者重要的課
題。在路面物質(zhì)輸出機(jī)理研究方面，路面地表灰塵的累積和沖刷規(guī)律是研究的兩個(gè)主要方面。地表灰塵累積主要通過大氣沉降、地表吹蝕物沉降、路面及交通工具的磨損等形式進(jìn)行，同時(shí)還受到風(fēng)力的重懸浮影響以及人為清掃效率的影響，灰塵累積在這些影響的共同作用下達(dá)到平衡。城市路面沖刷過程的研究起始于上世紀(jì)70-80年代，研究的對象主要為徑流中的TSS,營養(yǎng)鹽、重金屬等物質(zhì)的流失特征，而路面物質(zhì)的沖刷量則受到路面物質(zhì)存量、徑流量以及雨強(qiáng)等因素的影響。近些年的研究進(jìn)一步深化了人們對路面沖刷機(jī)制的理解，vaze.J通過野外和室內(nèi)試驗(yàn)探討了雨強(qiáng)、降雨持續(xù)時(shí)間、雨前晴天時(shí)長對路面物質(zhì)輸出量的影響。對雨強(qiáng)因素的深入討論表明，雨滴的沖擊能量能有效的剝離吸附在路面上的灰塵，但隨著道路表面水層的形成，雨滴的作用會大為降低，這也造成路面污染物在徑流初期會急劇輸出的特點(diǎn)。另外，路面物質(zhì)輸出的機(jī)理模型也依賴路面沖刷機(jī)理的討論而得到發(fā)展，早期沖刷模型模擬沖刷作用時(shí)，通過將沖刷作用概化為沖刷系數(shù)進(jìn)行表征；近期模型模擬路面沖刷作用時(shí)，開始考慮水流的剪切作用及雨滴的沖擊作用，總體看來，路面沖刷機(jī)制的研究和探討仍處于一個(gè)深入挖掘的過程中。對很多已有的試驗(yàn)而言，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)存在很多不能控制的變量，所得到的結(jié)論可能摻雜了很多因素的影響，因此需要在室內(nèi)條件下有控制地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方可得到較為準(zhǔn)確的結(jié)論。在此背景下，本研究進(jìn)行了室內(nèi)路面沖刷的模擬實(shí)驗(yàn)，并獲得相關(guān)結(jié)論以進(jìn)一步理解路面沖刷機(jī)制。
2路面沖刷特征研究方法
本研究以杭州西湖沿岸人行道路面作為參考對象構(gòu)建室內(nèi)路面，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用25塊人行道地面磚在室內(nèi)構(gòu)建1.5ⅹ1.5米的路面，坡度1.6%，路面最底端高度30cm，路面兩側(cè)用不透水的PVC板阻隔路面徑流流出路面，以保證降雨徑流能全部流向下方，路面底部設(shè)有集水管收集路面匯流的徑流量。見圖1，
路面灰塵則參考2010.3-1020.9監(jiān)測得到的6個(gè)月的西湖沿岸人行道路面灰塵進(jìn)行粒級配制，灰塵各粒級重量百分比固定為：>300um、占10%；150-300um、占10%；48-150um、占15%；、占65%。每次實(shí)驗(yàn)前稱量上述粒級灰塵，得到混合灰塵樣15克，用藥匙均勻分配到每塊地面磚上，每塊約分得0.6g,并人工掃勻。降雨由降雨模擬器（TSOY-102）模擬不同雨強(qiáng)，分別模擬4個(gè)不同雨強(qiáng)下的降雨沖刷。雨強(qiáng)測定時(shí)，不改變模擬器的位置、距離、方向，只通過改變壓力表壓力進(jìn)行修改，但考慮到模擬器所降雨水可能分布不均，因此每次實(shí)驗(yàn)時(shí)在實(shí)驗(yàn)路面的四角及中心各放置一口徑10.5cm燒杯，最終雨強(qiáng)通過匯集五個(gè)燒杯降雨并取平均值獲得。（實(shí)驗(yàn)表明即使在同一壓力值，設(shè)備的雨強(qiáng)也有變化）每天取一固定壓力值（希望能獲得同一雨強(qiáng)值），再按降雨3、5、7、9分鐘等4個(gè)時(shí)段進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)間隔1小時(shí)，并使用加熱燈烘烤路面半小時(shí)，等待路面完全干后，用改制的大功率吸塵器（FC8260）收集雨后殘留樣，樣品分別通過50目、100目、300目、500目篩，稱重，總的實(shí)驗(yàn)次數(shù)為16次。每次降雨過程的沖刷量使用總投放量減去路面存留量獲得。
3結(jié)果
3.1人行道路面磚地面的徑流系數(shù)
實(shí)驗(yàn)路面由人工燒制的路面磚鋪設(shè)，結(jié)合處的縫隙是徑流下滲流失的主要部位，除此之外還有蒸發(fā)、路面截留等途徑，各途徑的重要性依所處季節(jié)和路面條件而定，本實(shí)驗(yàn)于8月進(jìn)行，持續(xù)3天時(shí)間，因此不存在季節(jié)的影響，但路面及路面下墊物質(zhì)的干濕條件有一定的差異，從而導(dǎo)致路面下滲水量的差異。
8月10日是實(shí)驗(yàn)第一天，共進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，由于反復(fù)調(diào)試降雨模擬器，因此在正式試驗(yàn)之前，路面磚下墊物質(zhì)的濕度較大，其后固定每天一組，無任何其他干擾。徑流系數(shù)見表1。從表中可以發(fā)現(xiàn)，不透水路面的徑流系數(shù)變動范圍在0.419-0.762之間，平均徑流系
表116次沖刷試驗(yàn)的徑流系數(shù)
Tab1Theindexesof“RC”of16wash-offexperiments
|
時(shí)段 |
雨強(qiáng)（mm/min) |
徑流系數(shù) |
時(shí)段 |
雨強(qiáng)（mm/min) |
徑流系數(shù) |
|
(8.10)3min |
0.307 |
0.685 |
(8.12)3min |
0.379 |
0.555 |
|
(8.10)5min |
0.294 |
0.663 |
(8.12)5min |
0.506 |
0.674 |
|
(8.10)7min |
0.291 |
0.688 |
(8.12)7min |
0.407 |
0.486 |
|
(8.10)9min |
0.355 |
0.552 |
(8.12)9min |
0.419 |
0.476 |
|
(8.11)3min |
0.407 |
0.419 |
(8.13)3min |
0.558 |
0.762 |
|
(8.11)5min |
0.412 |
0.524 |
(8.13)5min |
0.639 |
0.668 |
|
(8.11)7min |
0.386 |
0.535 |
(8.13)7min |
0.576 |
0.723 |
|
(8.11)9min |
0.384 |
0.626 |
(8.13)9min |
0.546 |
0.67 |
圖2徑流系數(shù)與雨強(qiáng)關(guān)系
Fig2TherelationshipbetweenRCandrainfallintensity
日，數(shù)據(jù)表明徑流系數(shù)與降雨持續(xù)時(shí)間無關(guān)，但卻隨著雨強(qiáng)的增大有增大趨勢，因此做徑流系數(shù)與雨強(qiáng)關(guān)系圖2，并計(jì)算兩者的相關(guān)系數(shù)，并進(jìn)行相關(guān)顯著性的pearson檢驗(yàn)（雙側(cè)），相關(guān)系數(shù)0.764，并在顯著性為0.004的條件下通過檢驗(yàn)。 說明徑流系數(shù)受到雨強(qiáng)確定性影響，雨強(qiáng)越大，徑流系數(shù)越大。
3.2路面路面沖刷前后的粒級特征
在室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)中，樣品采用固定粒級比重的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次樣品重15g，共進(jìn)行16次不同雨強(qiáng)的降雨實(shí)驗(yàn)。雨強(qiáng)范圍0.291-0.762mm/min，由于本文收集的樣品屬于vaze定義的“自由載荷”（freeload）,所以上述實(shí)驗(yàn)主要反映自由載荷的沖刷規(guī)律。通過雨前樣粒徑分布和雨后樣粒徑分布的比較，可明顯看出，在多次的沖刷試驗(yàn)中，>300um,150-300um,48-300um等三個(gè)粒徑組在降雨沖刷后的比例比原樣明顯有所提高，而較細(xì)的粒徑組比例則比原樣比重有所下降。這表明整個(gè)樣品經(jīng)降雨沖刷后，粒徑有粗化的趨勢，而在不同雨強(qiáng)的沖刷中，>300um,150-300um,48-300um三個(gè)粒徑組灰塵比重的增加表明這些塵土顆粒具有相同的水力學(xué)特征，因而具有相同的沖刷特點(diǎn)。這和粒徑組的物質(zhì)沖刷形成對比，該組比重下降，說明該粒級組在所有的降雨事件中都表現(xiàn)出更強(qiáng)的可蝕
圖3沖刷前后粒級分布對比
Fig3Thecomparationbetweenthegrain-sizedfractionsofthedust
beforewashingandwhichafterwashing
性。一些研究認(rèn)為細(xì)�；覊m在沖刷中更易被沖刷掉，但究竟哪個(gè)粒級物質(zhì)易于沖刷尚不明確，這在本實(shí)驗(yàn)中的到回答。各粒級組16次實(shí)驗(yàn)平均沖刷損失比例分別為：>300um,占39.12%；150-300um,占36.03%；48-300um，占30.16%；，占53.27%；可見細(xì)粒物質(zhì)主要是的灰塵損失較多，略多于50%。
從攜帶氮磷成分的粒級分配看，很多的研究表明氮磷物質(zhì)主要附著于48-300um和兩個(gè)粒級組，在西湖北里湖路面采樣也證實(shí)了這一點(diǎn)（表2），日常監(jiān)測從2010年3月
表2杭州北山路路面灰塵氮磷含量的粒級分布
Tab2ThecontentsofTN,TPindifferentgrainsizefractionsin
thedustonBeishanstreetinHanghzhou
|
|
粗顆粒(大于300目) |
細(xì)顆粒（48-300um） |
極細(xì)顆粒（小于48um） |
|||
|
TN (g/kg) |
TP (g/kg) |
TN (g/kg) |
TP (g/kg) |
TN (g/kg) |
TP (g/kg) |
|
|
三月 |
4.151 |
1.339 |
4.145 |
1.405 |
3.356 |
1.44 |
|
四月 |
4.555 |
1.31 |
6.761 |
1.363 |
5.031 |
1.586 |
|
五月 |
1.943 |
1.319 |
2.88 |
1.184 |
1.542 |
1.315 |
|
六月 |
0.353 |
0.723 |
1.162 |
0.618 |
1.270 |
0.776 |
|
七月 |
1.493 |
0.783 |
1.834 |
0.929 |
1.996 |
0.717 |
|
八月 |
1.652 |
0.843 |
2.169 |
0.821 |
1.934 |
0.666 |
|
總平均 |
2.358 |
1.053 |
3.159 |
1.054 |
2.522 |
1.083 |
3.3雨強(qiáng)對路面沖刷和沉積的影響
目前很多研究論證了降雨雨強(qiáng)對沖刷有著極其重要的影響，一般沖刷量會隨著雨強(qiáng)的增大而增大，但本室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果似乎并不支持這一結(jié)論，如前所述，采用室內(nèi)模擬的方法獲得16次沖刷數(shù)據(jù),將每次投放的總量減去沖刷后的路面殘留量獲得每次輸出量，并計(jì)算殘留量比例，用殘留比例與雨強(qiáng)兩個(gè)變量做圖，見圖4。
圖4雨強(qiáng)和路面殘留量關(guān)系
Fig4Therelationshipbetweenrainfallintensityandtheresidualquantityofthedustafterrain
很明顯，雨強(qiáng)增大而相應(yīng)的沖刷比例卻在減小。實(shí)際上，很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)論證了雨強(qiáng)增大沖刷強(qiáng)度增大的結(jié)論，因此影響路面物質(zhì)輸出的其他因素就值得深入的探討，一個(gè)最主要的因素是路面水流的沉積作用。試驗(yàn)中的目視觀察可以發(fā)現(xiàn)，在雨強(qiáng)較大的幾次試驗(yàn)中路面底部位置都會發(fā)現(xiàn)有較大量的物質(zhì)沉積，底部沉積區(qū)域由路面最底部的5快地面磚構(gòu)成（見圖1），約占全部路面的1/5,灰塵投放量為3g，沖刷實(shí)驗(yàn)后，將路面最底部與路面其他部分殘留物質(zhì)分開收集，稱重并計(jì)算殘留物占總投放量的比重，獲得表3
表3幾次實(shí)驗(yàn)中路面不同部位物質(zhì)殘留
Tab3Theresidualondifferentpartsofroadintheseveralexperiments
|
雨強(qiáng)（mm/min) |
0.419 |
0.546 |
0.558 |
0.576 |
0.639 |
|
路面底部殘留物重量（g） |
3.4 |
3.896 |
1.45 |
3.719 |
4.37 |
|
路面底部殘留物比重(%) |
22% |
25% |
13% |
24% |
28% |
|
路面其他部分殘留比重(%) |
48% |
53% |
42% |
42% |
38% |
|
路面總沖刷量所占比重（%） |
30% |
22% |
45% |
34% |
34% |
|
沖刷、殘留總計(jì) |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
同時(shí)從表中也可發(fā)現(xiàn)，除路面底部以外的其他4/5面積（投放了12g灰塵）發(fā)生了凈沖刷，路面殘留比重從38%到53%，物質(zhì)沖刷量從4.05g-6.3g,大部分實(shí)驗(yàn)中上部路面損失超過50%，隨著雨強(qiáng)的增大，這一部分路面的殘留量所占比重變小，物質(zhì)損失量增大，沖刷掉的物質(zhì)有可能在路面底部發(fā)生堆積。
綜上，物質(zhì)在路面上的輸出量最終由沖刷作用和沉積作用共同決定，因而可以不隨雨強(qiáng)的增大而增大，甚至可能由于堆積作用的影響，使輸出量變化逆反于雨強(qiáng)變化。在實(shí)驗(yàn)中由于沖刷量隨雨強(qiáng)增大而增大的結(jié)論已由多個(gè)實(shí)驗(yàn)證明，因此可以推斷：路面物質(zhì)的沉積量隨雨強(qiáng)的增大而增大。
3.3沖刷實(shí)驗(yàn)中前3分鐘路面損失量及其意義
目前城市暴雨徑流管理中一個(gè)重要的研究問題是首次沖刷（firstflush）的比重及其意義，由于目前很多的監(jiān)測表明，在徑流形成初始階段會有大量氮磷、重金屬、有毒有害物質(zhì)呈爆發(fā)性的進(jìn)入水域，由于污染物濃度較高，往往會對水體內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)造成損害。很多監(jiān)測與研究側(cè)重在首次沖刷中污染物輸出量、輸出濃度及損害等方面，而對首次沖刷中污染物的載體輸出量的研究并不多，從機(jī)理上看，污染物的輸出可能還是應(yīng)以灰塵物理攜帶輸移作用為主，化學(xué)釋放流失并不占重要地位。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了4組雨強(qiáng)條件，每一雨強(qiáng)條件下，按時(shí)間設(shè)置了3、5、7、9分鐘各4次試驗(yàn)，將各雨強(qiáng)下的3分鐘實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表4，表中仍可發(fā)現(xiàn)隨著雨強(qiáng)增大，3分鐘路
表4不同雨強(qiáng)下3分鐘路面物質(zhì)輸出比例
Tab4Theoutputproportationofroaddustin3minutesunderdifferentrainfallintensities
|
時(shí)段 |
雨強(qiáng)（mm/min) |
路面輸出比例 |
|
(8.10)3分鐘 |
0.307 |
54．2% |
|
(8.11)3分鐘 |
0.407 |
62．1% |
|
(8.12)3分鐘 |
0.379 |
55．9% |
|
(8.13)3分鐘 |
0.558 |
44．2% |
綜上所述，在重金屬和其他一些污染物的降雨沖刷中，水流的物理攜帶是主導(dǎo)作用。這一結(jié)論表明，降雨初期，在雨水進(jìn)入污水廠或直排入河前處理掉其中的TSS是一件非常重要的工作，同時(shí)表明在日常的掃街工作中，使用更有效率的清掃工具也是大幅減少暴雨輸出的有效方法。
4結(jié)論
路面污染輸出是城市面臨的另一個(gè)重要的環(huán)境問題，自上世紀(jì)90年代開始就不斷有國內(nèi)外研究者對路面污染物的輸出現(xiàn)象和機(jī)理進(jìn)行描述和探討，作為補(bǔ)充，本研究在室內(nèi)條件下進(jìn)行沖刷實(shí)驗(yàn)，并獲得以下的結(jié)論：1）實(shí)驗(yàn)中不透水路面徑流系數(shù)一般范圍在0.419-0.762之間，和瀝青路面的徑流系數(shù)的變化范圍一致，且和雨強(qiáng)具有正相關(guān)關(guān)系，但和降雨時(shí)長沒有關(guān)系。2）路面物質(zhì)損失具有明顯的粒級特征：細(xì)粒物質(zhì)損失較大，路面殘留物的粒級組成明顯粗化，且物質(zhì)組成中>300um,150-300um,48-300um三個(gè)粒徑組灰塵比重相對沖刷前有明顯增加，表明這些塵土顆粒具有相同的水力學(xué)特征，而粒徑的細(xì)粒物質(zhì)比重較沖刷前明顯下降，表明這部分物質(zhì)更易遭受沖刷。3)實(shí)驗(yàn)同時(shí)揭示：由于沉積作用的影響，路面輸出量可能不會因降雨強(qiáng)度或徑流量的增加而增加，甚至由于沉積作用的加強(qiáng)路面輸出量反而減小。4）降雨沖刷中的前3分鐘往往是路面灰塵輸出峰值出現(xiàn)的時(shí)段，同時(shí)也是污染物集中輸出的主要時(shí)段，灰塵及其攜帶污染物輸出量可能占到整個(gè)路面存有量的50%以上。
5討論---路面沖刷機(jī)制分析
根據(jù)沉積學(xué)理論，降雨初期路面形成徑流，路面水流呈湍流態(tài)，湍流的上升作用會將灰塵中粘土類細(xì)粒物質(zhì)以“水懸浮體”形式進(jìn)行搬運(yùn)，粗顆粒物質(zhì)則通過跳躍（salation）和表面蠕動（surfacecreep）的形式運(yùn)移。只要水和灰塵的混合物比重小于2.0g/m，水流仍呈湍流性質(zhì),這個(gè)過程就會保持下去。
城市交通路面主要有瀝青路面、水泥混凝土路面、人行道及廣場路面（路面磚鋪設(shè)），
瀝青路面、水泥混凝土路面表面坑洼不平，路面磚鋪設(shè)路面表面相對平坦，但仍具有一定的微地貌特征，路面磚的接縫處往往形成路面的低洼處，是路面徑流及物質(zhì)流失的重要部位。
路面徑流在短時(shí)間內(nèi)就可攜帶大量沖刷物質(zhì)向低端運(yùn)行，并在流速降低的地方進(jìn)行“填凹”，這些流速降低的部位往往是路面低洼處，這些灰塵累積處可以在路面直接目視看到。低洼處可能會攔截大量物質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)的路面低洼處攔截的物質(zhì)量可占沖刷后路面殘余總量的15-30%，如果在更加不平的瀝青路面、水泥混凝土路面，“填凹”量應(yīng)高于這個(gè)比例。這些沉積下來的物質(zhì)一部分會吸附于路面形成“固定”載荷（fixedload）,另一部分則會形成易被沖刷的“自由載荷”（freeload）在下一次降雨中接受再一次快速的沖刷。
參考文獻(xiàn)
1 左曉俊,傅大放,李賀, 高速公路路面徑流沉降過程中重金屬去除特性,環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(12): 2525- 2531
2 趙劍強(qiáng),劉 珊,邱立萍,陳 瑩, 高速公路路面徑流水質(zhì)特性及排污規(guī)律, 中國環(huán)境科學(xué) 2001,21(5):445-448
3 Hook, A.M. and Yeakley, J.A. 2005. Stormflow dynamics of dissolved organic carbon and total dissolved nitrogen ina small urban watershed. Biogeochemistry 75: 409-431
4 J.E. Ball,R. Jenks, D. Aubourg.1998. An assessment of the availability of pollutantconstituents on road surfaces, The Science of the Total Environment 209 243-254.
5 J.H. Lee, K.W. Bang, L.H. Ketchum Jr., J.S. Choe, M.J. Yu,2002, First flush analysis of urban storm runoff, Science of The Total Environment293:163-175
6 Haejin Lee, Sim-Lin Lau, Masoud Kayhanian, Michael K. Stenstrom,2004, Seasonal first flush phenomenon of urbanstormwater discharges, Water Research 38: 4153-4163
7 Jeffrey Soller, Julie Stephenson, Kendra Olivieri, James Downing, Adam W. Olivieri,2005, Evaluation of seasonal scalefirst flush pollutant loading and implications for urban runoff management,Journal of Environmental Management 76:309-318
8 Chebbo, G., Gromaire, M.C., 2004. The experimental urban catchment ‘Le Marais’ in Paris: what lessons can be learned from it? Journal of Hydrology299, 312–323.
9 Hook, A.M., Yeakley, J.A., 2005. Stormflow dynamics of dissolved organic carbon and total dissolved nitrogen ina small urban watershed. Biogeochemistry 75, 409–431.
10 Ozdilek, H.G., Mathisen, P.P., Pellegrino, D., 2007. Distribution of heavy metals in vegetation surroundingthe Blackstone River USA: considerations regarding sediment contamination and
11 Vaze, J., Chiew, F.H.S., 2003. Study of pollutant washoff from small impervious experimental plots. Water ResourcesResearch 39, 1160–1170.
12 Vaze,J.,Chiew,F.H.S.,2002. Experimental study of pollutant accumulation on an urban roadsurface.UrbanWater4,379–389
13 Terry, J.P., 1998. A rainsplash component analysis to definemechanisms of soil detachment and transportation.Australian Journal of Soil Research 36, 525–542
14 Gabet, E.J., Dunne, T., 2003. Sediment detachment by rain power. Water Resources Research 39 Article # 1002
15 Huber WC, Dickinson RE. Stormwater Management Model - Version 4; User’s Manual, Report No. EPA/600/3- 88/001a.Environmental Research Laboratory.Athens,Ga,USA: US Environmental Research Laboratory, 1988
16 Stephen B. Shaw , Jean-Yves Parlange , Molly Lebowitz,et al,Accounting for surface roughness in a physically-basedurban wash-off model,2009,Journal of Hydrology 367 (2009) 79–85。
17 Ragab, R., Rosier, P., Dixon, A., Bromley, J., Cooper, J.D., 2003.Experimental study of water fluxes in aresidential area: 2.Road infiltration, runoff and evaporation. Hydrological Processes17, 2423–2437.
18 Ramier, D., Berthier, E., Dangla, P., Andrieu, H., 2006. Study of the water budget of streets:experimentation and modeling.Water Science and Technology 54, 41–48.
19 朱旻航、王學(xué)良、陳玉成,重慶市主城區(qū)街道灰塵中氮、磷污染研究[J],環(huán)境化學(xué),2009,28(2):306-307
20 Verbanck, M.A., Ashley, R.M., Bachoc, A., 1994. International workshop on origin, occurrence and behavior ofsediments in sewer systemsdsummary of conclusions. Water Research 28,187–194.
21 Rossi, L., Fankhauser, R., Chevre, N., 2006. Water quality criteria for total suspended solids (TSS) in urbanwet-weather discharges. Water Science and Technology 54, 355–362.
22 Chris S. Eckley , Brian Branfireun.2009. Simulated rain events on an urban roadway to understand the dynamics of mercurymobilization in stormwater runoff. water research 43 3635–3646
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