降水是自然界中发生的雨、雪、露、霰、雹等现象的统称,其中以雨、雪为主,就我国而言更以降水为最重要。流域的降水,由地面与地下汇入河网,流出流域出口断面的水流,就称为径流。
降水的形式不同,径流的形成过程也各异。当降水达到一定量的时候,供水与下渗矛盾发生在包气带上界面(地面),降水强度大于下渗强度时就产生了一种地面径流——超渗地面径流;当表层土壤具有较强的透水性时,随着降水量的增加,壤中积水增加,继续下雨终将到达地面,即包气带临时变成饱和水带,此后继续降水所形成的积水将不再是壤中流,而是以地面径流的形式出现,这样就形成了另一种地面径流——饱和地面径流。
既然降水过程中可以形成地面径流,那么当地面径流汇入河流时,则必然会产生对于河流的污染。降雨径流污染指在降雨径流的淋溶和冲刷作用下,大气、地面和土壤中的污染物扩散性地进入地表水和地下水中而造成水环境污染。下面就来看看降水对于河流的污染影响:
当某一地区长久以来一直处于干旱状态,那么这一地区地表的泥沙松散,粘性小。当突然面临大量的降水时,雨水很快充斥土壤层造成地面径流,土壤表面的泥沙就会通过汇流而进入河流中,造成河流的污染。这些泥沙污染物对于河流的影响并不十分严重,目前来说,河流污染最严重的就是工业化污染。所以城市地表径流的污染才是径流污染的重中之重。
现代的城市工业化进程加快,由工厂排出的污染物增多,城市径流污染也愈加严重。城市地表径流污染是指地表沉积物与大气沉降物等在降雨的淋溶和冲刷作用下, 扩散性进入水体, 造成城市水环境质量下降的过程, 它包括输入(污染物积聚)、转化(污染物冲刷)、输出(污染物输送) 等3个子系统。降水形成的地面径流会携带大量的污染物,比如重金属物质和氮、磷等富营养化元素,当这些污染物通过汇流会进入城市的河流,从而对其造成严重的污染。城市地表径流对地表水体造成的污染影响已越来越受到人们的关注,所以探究其治理方法已经成了现代水资源学家们急需探讨的问题了。
此外,除了城市的径流污染,农村地区的径流污染也是十分严重的。在农业生产过程中,不免会使用化肥等有机肥料,这样一来,在降雨过程中,随着地表径流、土壤渗透进入水体,对河流造成污染。还有在牧畜过程中,一些家禽可能携带有病菌,通过雨水的冲刷进入地表径流再汇入河流,造成水体污染。
地面径流对于河流的污染,我们可以引入点源和非点源两个概念来看。非点源污染相对于点源污染而言,在不确定的时间内,通过不确定的排放方式,向水体排放不定量的污染物。由于降雨径流污染来自分散的大面积土地,与区域的自然状况和降雨过程密切相关,所以它的形成具有较大的随机性、偶然性、广泛性,污染负荷时空变化幅度大,研究、控制和处理的难度大。长久以来,人们认为地面径流污染是点源污染,可是随着专业人士的研究,地面径流污染更趋向于非点源污染。既然是非点源污染,那么其治理的难度也就相对较大,而且规律不易掌握。所以防治水污染,那么治理地面径流污染是十分重要的一个方面。
总之,地面的径流污染除了与地区的自然土壤性质有关之外,与人类的活动是紧密相关的。人类活动所造成的污染物质已经成了地面径流污染的主要污染源。因此,改善人类活动的方式已经成为改善水体质量的主要问题。虽然,人类社会在不断地高速发展,但是以牺牲环境换来的发展是不可取的,径流污染就给了我们一个很好的例子,要想净化河水,就要朝着可持续发展的方向迈进。
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