为研究城市硬化下垫面降雨径流对污染物的冲刷特征, 选取常州市5类典型硬化下垫面, 采样监测2015年3—8月期间6场降雨径流及污染物浓度变化过程, 得到以下结果。1) 地面径流污染物EMC均值高于屋面径流; 地面径流SS和COD浓度超过水质标准Ⅴ类1.34倍和2.59倍; 屋面径流COD和TN浓度超过水质标准Ⅴ类1.8倍和 2.6倍。屋面径流中溶解态COD和TN分别占全量的72.78%和57.99%; 地面径流溶解态TN占全量的61.59%。2) 径流初期污染严重, 随着降雨过程逐渐降低, 最终趋于稳定。各下垫面污染物初期浓度从大到小依次为水泥地面、沥青地面、铺装地面、平屋面、斜屋面。冲刷过程中, 随雨强增大, 各下垫面污染物浓度升高, 呈波动式变化。各下垫面污染物均有冲刷初期效应, 下垫面初期冲刷强度从强到弱依次为平屋面、斜屋面、水泥地面和沥青地面。前期降雨强度越大, 污染物初期浓度越大, 初期效应越显著。降雨强度为大雨时, SS 浓度呈指数型衰减。降雨强度为小雨时, SS浓度先稳定, 随着降雨变密集开始逐渐减小。降雨强度为暴雨, 但降雨过程集中在中后期时, SS浓度呈先增大随后减小的趋势变化。3) 指数冲刷模型对屋面和水泥地面污染物径流冲刷模拟效果较好, 斜屋面、平屋面、水泥地面全量污染物冲刷系数分别为0.871, 0.765和0.025 mm⁻¹, 屋面冲刷强度远大于地面。斜屋面溶解态COD与颗粒态COD冲刷系数相近, 冲刷强度大。平屋面、水泥地面的颗粒态COD冲刷系数均大于溶解态COD, 颗粒态COD冲刷强度更大。

针对面源污染物在城市复杂的不同下垫面具有不同累积特征的问题, 以常州市中心城区为研究对象, 采集居住用地、工业用地、交通用地、商业用地和文教用地等5种用地类别的64个样点地表累积物, 测试累积物中总悬浮固体(SS)、氨氮以及全量和溶解态的COD, TP, TN含量, 分析不同城市用地的污染物累积特征和居住用地、交通用地累积强度的季节变化差异, 得到如下结果。1) 交通用地各污染物的累积强度普遍高于其他功能用地, 尤其是SS和全量COD, 均值分别为59004.5和11179.7 mg/m²; 商业用地上溶解态污染物均高于其他用地; 文教用地、居住用地和工业用地上各污染物的累积强度较低。2) 交通用地在2014年10月(秋季)和2015年3月(春季)的累积强度存在显著性季节差异, 春季SS累积强度均值比秋季低约7.7%; 全量TN和溶解态COD, TN, TP和氨氮的累积强度均值比秋季高约3.3%, 49%, 85%, 61%和200%; 居住用地的累积强度则没有季节差异。3) 各类用地上颗粒态COD, TP和TN占全量的比例平均达86.5%, 85.1%和71.1%, 说明污染物主要吸附在颗粒态物质上, 颗粒态污染物占大部分。因此, 加大城市清扫力度有利于减少面源污染。4) 商业用地单位颗粒物中COD和TN的含量均高于其他用地, 均值分别为532.6和17.5 mg/g。交通用地COD, TP和TN的含量比最低, 均值分别为212.2, 0.86和2.9 mg/g。