目前,径流污染逐渐成为城市河湖的主要污染源,是雨洪管理工作的重点。传统基于“初期冲刷”理论的雨水截留模式没有直接和水质挂钩,因而不能准确拦截污染雨水、弃流清洁雨水。对此,本文提出了1种基于光感技术的径流雨水分质截留模式,建立了径流水质与透光性的关系,并以此为依据确定了光感模式的水质控制阈值。将该模式与传统的容积式截留模式进行比较,对实测降雨进行模拟截留,计算各模式的截留雨水量,并分别评价了其对径流污染的控制效果。在此基础上,完成了基于光感技术的截留井装置的设计制作与运行试验,并分析了装置的水质关联性和截污准确性。主要研究结果如下:(1)扬州市内3种下垫面产生的径流雨水均存在不同程度的污染,径流雨水中粒径小于150μm的细小颗粒物占比较大,大部分含磷污染物为颗粒态,大部分含氮污染物为溶解态,有机物污染物则两种形态各占一半。(2)选用650nm的半导体激光器作为光感检测器的光源。径流雨水SS、CODCr、TP和TN与透射光衰减率的Pearson相关系数分别为0.867、0.872、0.828和-0.655;SS、CODCr、TP和TN与透射光衰减率的回归方差R2分别为0.738、0.734、0.729和0.427;所有水质参数及透射光衰减率之间的Kendall协和系数为0.793,表明径流雨水水质与透光性有较高的一致性。使用透射光衰减率0.3(30%)作为径流雨水分质截留的依据,其对应的各指标阈值为:SS=25.00mg.L-1,CODcr=40.00mg·L-1,TP=0.25mg.L-1。(3)受多方面因素的影响,径流水质在各降雨过程中呈不同的变化趋势。对于雨峰偏后的单峰型降雨,初期径流雨水的水质较好,在产流一段时间后各污染物的浓度才开始上升,随后逐渐下降,出现了后期冲刷现象;对于雨峰偏前的降雨,产流前期的径流雨水中国污染物的浓度极高,并在20min内迅速下跌,直至产流过程结束,属于典型的初期冲刷事件;而对于连续降雨,下垫面较为清洁,径流雨水的污染物浓度在整个产流过程中始终处于较低水平,水质情况较好。(4)选用0.2236hm2的实际区域进行研究,对7场降雨进行流量-水质同步监测。以前5mm降雨的产流量作为传统模式的截留容积,以透射光衰减率0.3作为光感模式的截留阈值,对各降雨径流进行模拟截留。经分析,传统模式会拦截清洁雨水,弃流污染雨水;光感模式以径流透光性的强弱为依据调节截留水量,只拦截高污染雨水。在本文实测的降雨中,光感模式的最高截留容积为传统模式的3.75倍,最低为0m3,截留雨水SS平均浓度为传统模式的2.32、2.87和2.54倍,弃流雨水的平均污染物浓度在所有降雨中较低且稳定。可见,传统模式对径流水质水量变化的适应性较差,即便对于径流水质浓度前低后高的降雨过程,其仍采用相同的截留量,这是不妥的,而对于雨季的连续降雨或多峰雨、后峰雨,其是不适用的。相比之下,对于不同条件下的各类雨型,光感模式均是适用的。(5)设计了基于光感技术的分质截留井装置,制作完成了进出水管径为DN200的截留井装置样品,并对其进行了模拟截留运行。截留井装置检测的水流透射光衰减率与污染物SS、CODCr和TP浓度的相关系数达到了 0.936、0.916和0.928。翻板每次动作对应的透射光衰减率在0.289～0.310之间,为0.290±0.006,与设定的截留阈值0.3接近;触发翻板动作的水质SS、CODCr和TP的平均浓度分别为24.84mg.L-1、39.89mg.L-1和0.249mg.L-1,标准差分别为 0.66mg·L-1、1.82mg·L-1 和 O.011mg·L/1,变异系数为 2.65%、4.66%和 4.55%,与透射光衰减率截留阈值对应的污染物浓度25mg.L-1、40mg·L-1和0.25mg·L-1的相对误差分别为0.64%、0.28%和0.40%。上述结果表明,翻板动作与水流透射光衰减率、污染物浓度具有较高的响应性,透射光衰减率与水质的相关程度较高,基于光感技术的径流分质截留井装置能较准确地截留污染雨水,弃流清洁雨水。