基于灰色关联法的雨水水质安全评价

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城市降雨径流引发的水环境问题已成为制约当前城市建设快速发展的关键因素之一,在海绵城市理念中利用雨水调节和滞蓄等设施可以有效地提高雨水利用率,降低城市洪涝灾害风险,减轻地表水受污染程度。因此,研究雨水调蓄设施中水质质量情况、变化趋势并对其进行水质安全评价对于提高设施改善雨水水质的能力,科学评估雨水再回用的生态风险具有重要指导意义。本论文通过对传统灰色关联法的改进,在p H、电导率、浊度、悬浮物、总磷、总氮、化学需氧量等常规指标的基础上,融入了发光菌急性毒性、遗传毒性等生物指标,并将该方法应用于天津市雨水调蓄设施的水质安全评价的研究中。本文选取天津市人工湖SX、人工湖XQ、人工湖QY和某大学绿色屋顶为研究对象,对十一个采样点进行降雨过程中或降雨前后的样品采集及检测,根据检测结果完成了绿色屋顶径流污染特征及降雨对人工湖水质影响分析,以期为雨水资源的合理利用提供数据参考。本研究中主要结果如下:(1)七次降雨事件中绿色屋顶径流初期污染物含量较高,随降雨时间的持续除p H外各项指标大都呈逐渐降低的变化规律,降雨后期各污染物浓度水平趋于平稳;2019年的三场降雨事件中屋顶径流浊度、固体悬浮物和化学需氧量明显高于2018年;径流中还原性物质含量较高,是由降雨强度、屋面材质、降雨历时等多种因素综合作用的结果,在雨水再处理过程中应着重考虑。(2)人工湖在2019年的七场降雨前后水质浊度、固体悬浮物易受周围环境及天气的影响无显著变化规律,p H、电导率也未出现较大幅度的波动;人工湖对雨水具有一定净化功能,多数情况下经过沉淀、过滤、植物吸附等过程后,雨水水质将得到改善,比如:人工湖XQ出口水质TP、TN等污染物浓度低于入口,人工湖QY湿地泡出口(QY-4)水质也优于入口(QY-1、QY-3)。(3)结合灰色关联法对绿色屋顶径流水质安全评价结果可知,径流水质综合关联度随时间的延长逐渐增大,综合关联度越大水质越好;基于常规指标的水质安全评价结果表明2019年4月27日降雨事件中径流水质综合关联度数值较高,而2018年10月25日降雨事件中径流水质综合关联度数值最低,水质最差。(4)三个人工湖在七次降雨事件前后的水质安全评价结果表明:人工湖QY水质四月至六月期间水质综合关联度随时间的变化大致呈现先增加后减小的趋势,尤其三月底至五月底湖水水质较好;雨后湖水水质综合关联度普遍大于雨前,说明雨水的流入有利于降低污染物浓度,改善水质,可作为景观类补水水源。
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