雨水管网是城市排水系统中的重要组成部分，是保证城市在雨天时及时排走路面积水的重要基础设施。在雨水管道中，雨水径流和地表中的部分固体物质通过降雨、路面清扫等方式进入雨水管道并在管道底部沉积，会降低雨水管道的过流能力，甚至影响排水系统的正常运转。除影响管道过流能力外，雨水管道沉积物还会导致雨水径流中污染物质含量过高，使受纳水体中各类污染物质含量超标，对城市水体水质造成严重影响。
本研究以武汉市雨水管道沉积物为研究对象，分别探究了雨水管道沉积物的来源特征、迁移转化规律和累积效应。研究结论如下：
（1）选取武汉市江汉区利济北路区域、硚口区古田二路区域、洪山区洪达巷区域、青山区建设二路区域作为典型区域，系统分析各区域不同功能区雨水管道沉积物中的有机质、总氮、总磷、铜、锌、砷、铅、镉、铬、镍污染物质的含量。发现各功能区中有机质含量从高到低依次为：居民区、商业区、文教区、综合服务区、交通区；总氮和总磷含量的规律也与有机质相同；同时在交通区雨水管道沉积物中铜、锌、铅、铬、镍重金属含量较高，该现象与交通区较高的车流量有关。分析全区污染物质含量占比，得出有机质、总氮、总磷污染主要来源于商业区和居民区。根据各区污染物含量分析总磷、总氮、有机质污染之间的相关关系，全区域中总磷、总氮、有机质污染之间相关性较大。
（2）采用单因子污染指数法分析雨水管道沉积物中的重金属污染现状，根据《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准，雨水管道沉积物中重金属污染等级均为未污染；进一步计算各区域重金属污染指数，得出在商业区和居民区雨水管道沉积物中镉和砷污染超标的风险较高。
（3）在晴天时对路面街尘和雨水管道沉积物进行取样，分析其粒径分布和污染物质含量。经研究发现小粒径颗粒中污染物质含量最高，且粒径越大，总氮、总磷和有机质污染含量越低，在街尘和雨水管道沉积物中均有此规律。雨水管道沉积物有部分来自路面街尘，街尘中各类污染物的含量均低于雨水管道沉积物。在2020年9月15日连续监测当日降雨过程中管道沉积物和管道径流中总磷、总氮、COD浓度随降雨强度的变化，结果表明管道沉积物的冲刷从降雨开始后的约10min开始，并在降雨过程中污染物质从沉积物中转移进入雨水管道径流中；雨水管道径流中污染物质含量呈先上升后下降的趋势，最后与雨水管道沉积物中污染相互迁移转化达到平衡；在降雨结束后，管道径流中的污染物质逐渐沉积，向沉积物中迁移；在降雨过程中沉积物中污染物质的迁移转化与其中小颗粒物质更容易被冲刷有关。
（4）在降雨结束后连续监测雨水管道沉积物中各污染物质含量，晴天时因管道内水流减少，固体物质沉积，雨水管道沉积物中的总氮、总磷、TOC含量逐日增加，增加至一定浓度后污染物含量不再继续增加。雨水管道沉积物在晴天累积，沉积厚度逐日增加；沉积厚度在降雨量较小的小雨和中雨天气保持增加，在降雨量较大的大雨和暴雨天气减少，降雨量越大，累积量减少程度越大。分析雨水管道沉积物累积的影响因素，用地功能对沉积物累积影响较大，居民区中平均沉积厚度最大，交通区最小；不同管径雨水管道中沉积物的累积厚度随管径增大而变大，原因是大管径管道中径流流速低，固体物质易沉积；雨水管道内壁粗糙度影响沉积物的累积， PVC管道比混凝土管道中沉积物少。采用模型分析雨水管道沉积物的累积量，累积过程为沉积物厚度增加量随时间减小，增加至一定程度时保持在稳定。
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