基于海绵当量的绿色雨水基础设施规划设计方法研究

绿色雨水基础设施作为海绵城市建设的主要设施,能够减少径流雨水的产生、外排以及发挥净化作用,但绿色雨水基础设施的种类较多,设施的控制效果及适用条件不一。为便于海绵城市绿色雨水基础设施的规划、设计、验收、考核及监测评估,提出了"海绵当量"的概念以及典型绿色雨水基础设施海绵当量的计算方法,并以北京典型片区为例进行应用验证。研究方法和结论可为绿色雨水基础设施规划设计优化及海绵城市建设效果评估提供技术支撑。     

以河网作为城市水源的污染问题和湿地净化

杭嘉湖某市地处长江三角洲,其饮用水水源来自河道水网.近年来由于上游经济发展迅速,环境保护相对滞后,水网水质下降严重.河道水网具有污染源多,水动力学条件复杂多变,控制困难等特点.为保障供水安全,该市在新塍塘的水厂进水口前建设了"生态型水质净化湿地系统".它的总面积为110hm2,由预处理区、根孔净化区、泵提升和曝气充氧区、深度净化区(湖系统)组成.监测结果表明,该湿地使原水水质显著提高,其中氨氮去除率达到32.5%.同时湿地系统还具有贮存大量原水缓冲水厂供应、提供清新空气、为很多物种提供栖息地等多种生态服务功能.     

人工湿地植物床-沟壕系统水质净化效果

嘉兴市石臼漾湿地以仿拟自然界的植物床-沟壕系统为主要结构单元,以人工湿地生态根孔技术为核心净化技术,将河网源水主要水质指标提高了一个类别.为探索该系统以及根孔净化技术的优化途径,于2010年5～10月在湿地内构建了16个并联的植物床-沟壕单元,以正交设计手段研究根孔构筑方式、植物组合和强化介质3种因素对人工湿地植物床-沟壕系统水质净化效果的影响.综合考虑水质净化效果、工程施工难易程度、建设及运行维护成本等情况,推荐人工湿地植物床-沟壕系统的优化途径为:根孔构筑方式采用上、下两层秸秆填埋方式,植物组合优选芦苇+菰,在植物床局部采用适量方解石作为强化介质.比较了中试强化区和大工程区的水质净化效率,结果显示:强化后的植物床-沟壕系统具有进一步提升湿地水质净化效果的潜能,对总氮、总磷、氨氮等水质指标去除率提高幅度约为20%～40%.因此在保证湿地处理水量的前提下,控制大渠过水量、增加植物床-沟壕系统内根孔区的过流量可以发挥该系统更好的水质净化效果.     

绿色屋顶基质层截流减污效应分析

绿色屋顶作为"第五立面",有效地缓解了城市面源污染、排水系统的压力及屋顶的热负荷,其基质层不仅为植物提供生长营养,又起着调控径流水质、水量的作用。基质材料、厚度、屋顶坡度、降雨强度、季节、植被等因素都能够影响绿色屋顶的截流减污效应。而绿色屋顶基质层对其滞蓄、净化效果有着不可忽视的影响。简单介绍了应用较广泛的绿色屋顶基质材料及其优缺点,并根据绿色屋顶基质层截流减污效应的机制,详细分析了绿色屋顶基质材料类型、材料配比、保水剂添加及基质厚度对截流效应的影响,并探讨了绿色屋顶基质层对雨水径流水质TN、NH+4-N、TP、COD的净化效果分析。     

土工合成材料在绿色雨水基础设施中的应用研究进展

土工合成材料用于不同类别的绿色雨水基础设施,主要发挥反滤(过滤)、隔离、防护、防渗、毛细屏蔽作用,从而提升设施渗透、调蓄、净化、利用和排放等能力。归纳总结了土工合成材料在不同绿色雨水基础设施中的主要作用、要求、性能及适用条件,重点分析了土工合成材料应用于渗滤设施、透水铺装等典型绿色雨水基础设施中的参数要求和改善作用,对绿色雨水基础设施中土工织物的防堵塞及维护问题、土工合成材料的选用、新型材料的应用方向提出建议。     

基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化

官厅水库是北京市及其周边地区重要的水源地之一,曾因水质污染严重而被迫退出北京市饮用水供应系统,经过全面治理后于2007年恢复成为北京市备用水源地.为了从整体上定量分析官厅水库流域生态系统的产水和水质净化服务,基于InVEST模型,选择官厅水库退出北京市饮用水供应系统和恢复成为北京市备用水源地为时间节点,定量评估1995-2010年官厅水库流域生态系统的产水量和TN、TP输出量,分析其产水服务和水质净化服务的时空变化.结果表明:1995-2010年,官厅水库流域产水服务表现为先减弱后增强,但整体呈减弱趋势,流域产水量由1995年的18.85×108 m3降至2010年的14.33×108 m3,产水服务减弱24.0%.水质净化服务表现为先减弱后增强,但整体呈增强趋势,流域的TN、TP输出量分别由1995年的4028.7、379.7 t降至2010年的3611.4和354.0 t,TN、TP净化服务分别增强10.4%和6.8%.研究显示,气候变化和土地利用变化是导致官厅水库流域产水服务发生改变的主要原因,不同时期的水资源保护政策导向也与水质净化服务变化趋势相吻合.      

水处理超滤系统经济技术分析研究

水源的污染和饮用水水质标准的提高促进了饮用水深度净化技术的发展.作为饮用水深度净化的主要工艺之一,超滤膜技术在应用中需要进一步解决成本核算的问题.超滤系统的经济技术分析与原水水质紧密相关,因为不同原水水质对膜的污染程度不同,渗透通量不同,从而导致成本不同.本章从超滤膜过滤成本模型出发,结合污水深度处理的实践,进行了超滤系统的成本估算.从超滤膜过滤成本模型出发,结合污水深度处理的实践,进行了超滤系统的成本估算.     

浅析绿色社区创建措施——以长沙市芙蓉区国家级绿色社区为例

随着我国经济建设的发展,生态环境受到了一定程度的破坏,环境污染成为制约城市发展的重要问题.国家颁布文件要求全国环境保护重点城市要逐步开展创建"绿色社区"活动,培养公众良好的环境伦理道德规范,促进良好社会风尚的形成.生态学在城市社区规划和建设中的应用为社区研究提供了指导思想和理论依据.绿色社区的创建工作在全国已经蔚然成风,关于绿色社区的研究在国内外逐渐兴起,成为建筑界、城市生态学研究的热点,由于它平衡了环境保护和人类社会经济发展之间的关系,被认为是可持续发展理论在城市发展中有效可行的具体应用.本文分析了绿色社区的基本内涵,指出绿色社区以可持续发展思想为指导,体现"人与自然和谐共生"的思想,具有整体性、长期性和地域性的特点,进而阐明长沙市芙蓉区绿色社区的创建情况,最后探讨了绿色社区的创建措施和途径.     

关于人工湿地水质净化技术分析

湿地是陆地的潮湿地带和水体,人工湿地以其独有的污水净化功能,日益受到各界的关注。本文对人工湿地的相关概念和特点进行了分析,并对人工湿地系统水质净化技术进行了分析,人工湿地水质净化技术在污水深度处理中具有非常广阔的应用前景。     

屋面雨水原位接续储用系统研发与应用

屋面雨水储用的水质保障是雨水资源高质量回用的关键。传统储水系统由于结构性缺陷和污染物质接续扩散的影响，导致储水水质不佳。该研究采用Fluent软件，通过改变进水水力条件和系统结构，模拟和识别了储水系统接续过程中的污染物质归趋；创新性提出增设隔离生态净化层，构建基于沉淀区、过渡区和澄清区的新型屋面雨水原位接续储用系统；通过4场降雨的原位净化效果研究，结果表明该新型储水系统净化效果极佳，水质稳定达到城市杂用及景观水回用标准，可作为屋面雨水储用系统装备广泛使用。     

系统工程视野下的再生水饮用回用安全保障体系构建

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用（补充水源）技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全稳定和系统可靠高效运行,因此需要构建包括水质安全管理、健康风险评价和多重屏障工程措施在内的安全保障体系.水质安全管理方面需建设包括制订科学的饮用回用水质标准和再生水处理工艺要求,建立针对再生水处理工艺和饮用回用全系统的危害分析关键控制点管理（HACCP）体系,并加强水质安全监管和认证.健康风险评价方面需开展全方位、统筹性和持续性的化学污染物和微生物风险评价方法.工程措施方面需建设包括源头控制、再生水厂净化、环境缓冲和饮用水厂净化在内的多重屏障系统,以确保水质安全.在多重屏障系统中,再生水厂是保障饮用回用水质安全的核心环节,“反渗透-高级氧化”和“臭氧-生物活性炭”是再生水处理的可行工艺.今后需深入、持续开展新兴高风险污染物控制技术、再生水环境储存和饮用回用模式等方面的研究.      

梯级生态湿地对污水厂尾水水质提升作用的数值模拟研究

以无锡城北污水厂尾水水质提升的梯级生态湿地为研究对象,以湿地长序列水质监测数据为基础,采用MIKE21二维流场模块（HD）耦合ECO Lab的“WQ with nutrients”模块开展梯级生态湿地系统的数值模拟研究,率定水质净化关键参数,研究梯级生态湿地对污水厂尾水水质 净化作用.结果表明,梯级生态湿地对COD、BOD、NH₃-N、NO₃^-和PO₄^3-的平均去除率分别为26.08%、26.08%、52.50%、31.62%和56.98%,污染物削减负荷分别为1.52、0.23、0.18、0.93和0.044 g·m^-2?d^-1,湿地系统的水动力和水质模拟误差分别在5%和15%之内.模拟率定了BOD一级反应降解系数和硝化作用、反硝化作用一级反应系数,以及植物、微生物吸收NH₃-N和PO₄^3-系数等梯级生态湿地水质净化关键参数,提出了梯级 生态湿地水质提升的污染物削减途径;率定参数与同类研究对比,模拟精度较高,参数率定结果可靠,可为尾水湿地工艺优化设计提供技术支撑.     

杭州湾南岸20 a水质净化功能变化及预测

区域水质净化功能及其影响因素的研究,对深入了解区域水质净化潜力,指导因地制宜的区域总体规划方案与环境保护措施具有重要的现实意义.研究区位于杭州湾南岸,是陆海相互作用的典型区域,承载着重要的经济发展及生态环境功能.基于收集的地形和土地利用类型数据,结合基于站点的气象数据,采用生态系统服务和权衡的综合评估模型（InVEST模型）中的水质净化模型,研究杭州湾南岸氮（N）、磷（P）的负荷量、输出量和净化量的时空演变特征,探索不同发展情境下研究区域水质净化功能的差异.结果表明,时间上,N和P的输出量以及净化量在两年中存在明显差异,相比2000年,2020年研究区域N总负荷量减少276.72 t,输出量减少140.86 t,净化量减少137.86 t;P总负荷量增加93.65 t,输出量增加28.91 t,净化量增加64.74 t;空间上,N、P输出量空间分布趋势大致相同,总体呈现北高南低以及南部部分区域为高值的特征,与土地利用类型密切相关;基于不同情景的模拟分析表明,在自然发展优先情景下,研究区N、P的输出量分别为1 682.36 t和115.50 t,在经济发展优先情景下,区域N、P的输出量分别增加约83.02%和79.93%,在环境保护情景下,区域N、P的输出量分别减少约为79.96%和56.44%.因此环境保护发展优先情景,能有效地减少区域N和P的输出,提高水质净化功能.研究结果为制定区域陆海统筹的规划方案,促进研究区域内经济和生态的协同发展提供了坚实的理论基础.     

河道水体原位生态净化现场试验

介绍了现场试验河道以"缓流沉淀+生态河床+悬浮生态岛+生态滤坝"为主要工艺的河道水体原位生态净化工程,重点描述了工程的主要构筑物、技术参数以及功能作用,工程建成后,对微污染河水的实际净化效果进行研究。实践证明,采取河道水体原位生态净化措施对水质具有较好的净化效果,对COD、NH_3-N、TN的平均去除率分别为25. 26%、32. 19%和17. 72%,改善了水体溶解氧环境,系统下游出水水质基本稳定能达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准。     

高效垂直流人工湿地在景观湖水循环净化中的应用--以天津东丽湖景观湖水循环净化工程为例

介绍了天津东丽湖景观湖水循环净化工程的工艺流程、运行工况,并对处理效果及景观湖水质进行了分析,对人工湿地系统及景观湖泊的管理和维护进行了总结.通过近1a的运行实践表明高效垂直流人工湿地系统作为一种生态水处理技术,对微污染地表水净化具有良好的实用价值和应用前景.     

生态型河道水力特性和环境处理效率研究现状

简述了目前生态型河道的现状,发现在河道中种植植被能很好的净化水质,不同的植被净化的能力不一样;同时也总结了前人对有植被河道水流特性研究的成果,发现种植不同种类的植被、按不同种植方式、在不同位置种植,对水流特性的影响是不同的.所以研究生态型河道时,考虑植物对水质的净化作用的同时也应研究河道水力特性的变化,为实际工程提供参考.     

浅谈高锰酸盐预氧化净水技术发展历程与研究进展

高锰酸盐常用于医学消毒.自20世纪80年代,我国开始将高锰酸盐预氧化技术应用于水质净化领域,主要去除地下水中铁锰、控制臭味,也用于去除有机污染物、重金属、藻类,削减消毒副产物等;其具有选择性高、成本低廉、绿色环保、多功能等特点,在水质净化中具有重要的应用前景.本文综述了高锰酸盐预氧化技术在我国净水领域的发展历程,并探讨了其在去除水中臭味、浊度、藻类、重金属离子、新污染物、控制消毒副产物、强化混凝、强化过滤、污染应急等方面的效能与机制;进一步阐述了利用配体、紫外光、碳材料和氧化还原介体等强化高锰酸盐氧化效能方面的研究进展;展望了高锰酸盐氧化技术在净水领域的未来发展方向,以期为推动该技术进一步发展提供一些思路.     

不同配置绿色屋顶径流水质特征及综合评价

绿色屋顶是海绵城市建设的重要措施之一,但植被和基质等配置因素对其径流水质的综合影响尚不清楚,这限制了绿色屋顶的推广.通过在北京市区搭建3种植被类型［佛甲草（Sedum lineare）、大花马齿苋（Portulaca grandiflora,马齿苋）和无植被（对照）］、3种基质类型［田园土、改良土和轻质生长基质（轻质基）］和2种基质厚度（15 cm和10 cm）的12个绿色屋顶,基于2019年雨季降雨特征、各绿色屋顶径流量以及径流中营养盐和重金属浓度的监测,构建绿色屋顶径流水质指数（RQI）定量分析不同绿色屋顶配置对径流水质的综合影响.结果表明,植被可提高绿色屋顶径流削减率和有效降低径流中NO₃^--N的浓度,佛甲草和马齿苋绿色屋顶的RQI接近,径流水质均优于对照绿色屋顶;基质材料显著影响绿色屋顶径流削减率和径流中污染物浓度,轻质基绿色屋顶的径流削减率最低且径流中NH₄⁺-N、DFe、DMn和DZn的浓度均值最高,其径流水质劣于改良土和田园土绿色屋顶;基质厚度为15 cm的绿色屋顶径流削减率更高,其径流水质优于10 cm的绿色屋顶.研究结果可为绿色屋顶设计及径流水质综合评价提供科学依据.     

多孔混凝土与水生植物综合水质净化效应的试验研究

通过自行设计室内水质净化装置模拟自然水环境,研究水生植物香蒲、荷花和水生动物螺蛳组成的生态系统对水质的净化能力,以及多孔混凝土与该生态系统相结合时整体的水质净化能力和多孔混凝土的生态适应性。试验结果表明,水生生物形成的生态系统对水体中TP、TN、COD的最大去除率分别为85.71%、85.88%、86.66%,与多孔混凝土联合应用后,对TP、TN、COD的去除率分别达到87.50%、88.89%、86.70%,多孔混凝土的应用为水生生物的生长繁殖提供了空间,一定程度上提高了水生植物的水质净化效率。对多孔混凝土综合水质净化效应机理分析表明,多孔混凝土的孔隙结构可为水体生物提供附着生长的空间,通过物理吸附作用、植物吸收作用、微生物生化降解和水生动物滤食作用去除水体中的污染物。提出多孔混凝土可作为生态护坡材料,与水生植物、水生动物结合应用于生态护坡。     

贾鲁河梯级河滩湿地冬季植被构建及净化效果研究

在地处黄河之滨的河南郑州建设运行梯级河滩湿地净化贾鲁河水,技术示范工程在2009年夏、秋季节取得了良好的水质净化效果,为了验证冬季沉水植物对水质净化的效果,用菹草、伊乐藻、西伯利亚鸢尾等耐低温植物组建冬季湿地植被,研究了冬季植被的发育情况和水质净化效果.结果表明,菹草和伊乐藻这两种沉水植物能够在冬季湿地中成活并发育形成...