城市水资源综合利用新模式探索与研究

随着经济和社会的发展,城市水资源短缺的矛盾日益突出.宁波市北仑区作为一个极度缺水的地区,在开发利用雨水、海水、再生水等非常规水资源方面积累了一些成功的案例和经验,每年可收集利用雨水近220万吨,利用各类再生水超3 500万吨,区域污水厂废水的再生利用率达到30％.从政府层面对水资源的环境价格和资源价值体现作了有益的探索,并在下一步的城市建设中积极引入“海绵城市”的概念,为其他同类型地区合理利用水资源提供参考和思路.     

南宁市道路初期雨水径流污染物浓度分析

初期雨水污染是雨水径流污染的主要贡献者,掌握初期雨水的污染特征,对于城市雨水处理设施建设尤为重要。以南宁市为例,开展了城市初期雨水径流污染特性分析,旨在为南宁市海绵城市建设以及雨水处理措施提供参考。选取6个采样点的8场降雨,对常规水质指标(COD、NH3-N、TN、TP、SS)进行分析,揭示了降雨过程中污染物的瞬时浓度分布。结果表明:建成区污染物浓度范围和污染物平均水平均明显高于规划区;不同雨型下,雨水初期冲刷效果强弱顺序为暴雨>大雨>中雨>小雨;除小雨外,其他雨型在降雨20 min左右时污染物浓度达到平衡;暴雨情况下,污染物浓度在5 min内降低50%,15 min内70%~80%的污染物随雨水直排或进入城市管网。     

宁波市典型城市下垫面雨水径流污染特征解析

雨水径流污染影响受纳水体水质,为掌握宁波市雨水径流污染特征,于2009～2019年开展了8场降雨调查,采用频率统计分析和相关性分析方法研究了中心城区的屋面、广场、绿地、小区道路、商业街道路和城市主干道等不同下垫面的雨水径流污染水平,径流污染来源,以及中小雨型径流水质的冲刷规律.结果表明,宁波市各下垫面雨水径流的化学需氧量(COD)、氨氮、总氮、总磷和总悬浮固体(TSS)等污染指标的次降雨径流平均浓度(EMC)均值分别介于23.88～102.31、 0.40～1.69、 3.41～8.71、 0.09～0.50及37.6～323.4mg·L~(-1)之间.除广场外,其它各下垫面雨水径流的COD和总氮污染严重,屋面、商业街和小区雨水径流氨氮显著高于广场、绿地和主干道(P0.05),商业街、主干道和绿地雨水径流总磷浓度显著高于(P0.05)其它下垫面;屋面、广场、主干道及商业街雨水径流中的TSS与COD、氨氮、总磷具有同源性质,绿地和小区雨水径流的氨氮和总氮具有同源性质;在中小雨情景下屋面和绿地等下垫面的氨氮较易形成初始冲刷效应,而广场、小区和城市主干道等下垫面的总氮和总磷初始冲刷效应并不明显.     

近地面降雨过程研究——模拟和因素分析

用模型和模拟实验方法研究了近地面降雨过程中SO_2和颗粒物洗入对雨水pH值的影响。探讨了几个主要因素与雨水最终pH值的关系,并对我国六个城市大气颗粒物的缓冲性能进行了初步研究。     

下凹式绿地在降雨径流控制中的应用研究

下凹式绿地具有蓄渗雨水、削减洪峰流量、净化雨水、防止土壤侵蚀等优点,且投资少,是一种能同时满足环境、生态、经济等多重效应的新型雨水利用措施;它的应用将有效缓解城市水资源匮乏和降雨地表径流造成的面源污染,同时能在一定程度上防止城市内涝.在介绍下凹式绿地对降雨径流控制的基础上,着重综述了下凹式绿地对雨水的蓄渗、净化作用及其设计方面的研究进展.     

北京市城市降雨径流水质评价研究

选取北京市城市天然雨水与3个不同下垫面(屋面、单位内部道路和环路干道道路)的降雨径流为研究对象,在2010年7～10月期间,测定了8场降雨中的13个理化指标,并采用灰色关联分析和主成分分析方法进行水质综合评价和污染物来源分析.结果表明,环路干道径流的综合水质最差,其他依次为屋面径流、单位内部道路径流和天然雨水,其中环路干道径流综合水质超出国家地表水Ⅴ类水质标准,天然雨水、单位内部道路径流和屋面径流综合水质满足国家地表水Ⅱ类水质标准;天然雨水与各下垫面降雨径流的主要污染物为氮,其中TN和NH4+-N平均浓度为5.49～11.75 mg.L-1和2.90～5.67 mg.L-1;环路干道径流中第一类污染物为P、SS和有机污染物,其主要来源为车辆轮胎和路面材质的磨损;第二类污染物为N和溶解态重金属,其主要来源为车辆尾气和大气干湿沉降.本研究结果可以为城市雨水水质评价、城市面源污染控制和雨水回收利用提供科学依据.     

平原河网城市雨水排水系统弹性评价

随着城市化高速发展,城市排水和内涝的压力日益增大,增强雨水排水系统的“弹性”是城市发展的方向。选择长江三角洲某平原河网城市的某片区为研究对象,基于率定的SWMM模型和已有的研究,从系统内涝积水量和持续时间2个方面的弹性出发,建立雨水排水系统弹性模型。在不同降雨情境下运行模型,分析研究区域的雨水排水系统弹性。结果表明,随着降雨强度增加,系统弹性逐渐减小;系统弹性值和降雨强度之间呈线性负相关。在低重现期条件下,随着降雨强度的增大,弹性值下降幅度较小。重现期越大,系统弹性值下降速率越快。在同一降雨重现期下,随着不透水地面比例的增加,系统弹性逐渐减小。在高重现期和高不透水地面比例情况下,系统弹性值较低;在10年一遇降雨条件下,区域不透水地面比例增加,系统弹性值下降速度最快。将弹性理念引入城市雨水排水系统中,建立反映系统在应对外界环境变化和灾害时的弹性能力评价体系,有助于全面了解雨水排水系统性能,对于雨水排水系统的优化改造以及城市风险管理具有重要意义。     

国内典型城市降雨径流初期累积特征分析

提出以携带50%污染物负荷的径流定义初期雨水,选取累积50%污染物负荷的历时(T50)及对应累积径流深度(D50)两个参数,总结分析典型山地城市、平原城市、河网城市等6个城市17场降雨径流污染物累积特征.进一步以山地城市和平原城市为例,探讨了不同降雨强度、区域环境径流污染物累积特征及相互影响.结果表明,径流污染物累积趋势完全一致但特征不同,山地城市、河网城市、高原城市和河口城市表现为初期累积,平原城市则表现为中期累积.随着雨强增大,污染物D50骤增,T50锐减.相比平原城市,山地城市不同类型污染物D50更大、T50更小,山地城市和平原城市分别截留初期7.4mm和5.2mm径流可以控制50%污染物负荷.     

基于运动波计算模型的北京城市土壤渗透性对雨量径流系数的影响分析

土壤的物理性质作为影响降雨与径流关系的重要因素,直接关系到雨量径流系数的取值。采用运动波计算模型推导出的无量纲体积比值公式算法,针对北京城市典型砂质土的土质特征,在城市透水区域雨水入渗的动态过程中,分层计算不同重现期和降雨历时下的雨量径流系数。结果表明:在相同降雨条件下,不透水区域比例增大,径流系数从0开始线性增加,土壤的入渗量是决定径流系数大小的重要因素。此外,土壤厚度和孔隙率也对其径流系数具有制约关系。研究结果可为北京地区雨量径流系数的修正,以及海绵城市雨水系统规划设计提供理论参考。     

淮南城区传统开发模式下雨水径流水质污染特征研究

选取淮南城区6种不同下垫面,研究了自然降雨和径流雨水随降雨历时和径流历时的水质变化,并探讨了降雨强度对初期径流水质的影响和径流污染物之间的相关性。研究表明:初期自然降雨和初期径流污染较为严重,随着降雨历时和径流历时的延长,自然降雨和径流雨水污染程度均逐渐降低并趋于稳定,且径流雨水中SS与其他污染物之间具有良好的正相关性;不同下垫面径流雨水水质具有一定差异,屋面径流雨水明显好于路面径流雨水;降雨强度对初期径流水质具有较大影响,降雨强度越大,初期径流雨水污染越严重。     

试论城镇排水环境问题的改善

我国是属于水资源短缺的国家之一,在水资源开发利用方面和综合整治水资源的现状都将面临很多的问题。本文重点从两种发展趋势出发,将原有的雨污合流排水方式根据水环境的情况逐渐的使用雨污分流排水方式来逐渐替代,同时要通过对雨水处理厂的建设,从而完成排水后续方面的工作问题,形成一个符合目前水环境的整体排水体系,实现真正的雨污分流,达到改善排水环境的目的。     

柴达木盆地资源开发的环境影响与对策研究

柴达木盆地干旱少雨,风大沙多,水资源短缺,生态环境脆弱。水资源是资源开发和生态环境保护需要协调和优化的关键因素。柴达木盆地的资源开发以柴达木循环经济试验区为核心,重点构建以盐湖资源综合开发利用为核心的循环经济产业链体系。柴达木盆地盐湖资源、金属和非金属矿产资源、石油天然气资源开发以及主要工业布局将对水资源利用、盐湖水盐平衡、重点湖泊湿地保护、绿洲安全和水环境产生较大影响或带来累积性生态环境风险。针对柴达木盆地资源开发可能带来的环境影响和生态风险,提出了区域资源开发和产业发展布局的优化调控对策和促进经济社会可持续发展的环境保护对策和建议     

区域资源禀赋对资源利用效率影响研究

论文将研究的视点从关注资源禀赋与经济发展的关系,转向资源禀赋对资源利用效率的影响上,选取了中国大陆31个省(自治区、直辖市,未计算香港、澳门地区)2008年能源和水资源的面板数据,力图用统计模型来验证资源禀赋对资源利用效率存在负相关作用的假说,即资源越丰富的地区,对该种资源使用效率往往越低。研究发现:资源禀赋对资源利用效率存在显著的逆向影响,资源的"诅咒"效应不仅作用于区域经济发展上,也同样作用于资源利用效率上;然而,不同于经济诅咒,资源禀赋与资源利用效率之间的这种负相关关系在分散型资源上体现更加明显。对区域资源禀赋与资源利用效率之间影响关系与作用机制更深入的研究将为科学、高效的资源管理政策提供理论支持。     

人工湿地在城市住宅生态建设中的应用

根据城市生态住区水资源利用特点,在生态住区采用人工湿地技术实现中水回用、湖水水质保持、雨水利用及面源污染治理等功能,为住区生态建设开辟新途径。     

中国经济发展与水资源利用脱钩态势评价与展望

通过国内外相关文献研究与数据收集,构建了中国经济发展与水资源利用的脱钩时态分析模型。并应用该模型实证分析了新中国成立后1953—2010 年中国经济发展与水资源利用的脱钩态势,系统剖析了经济发展与水资源利用脱钩的内在机理。在此基础上,根据水资源消耗利用变化趋势,采用Logistic 模型,对我国水资源需求利用的自然发展趋势进行预测,并根据国家发展规划对水资源需求利用预测结果进行修正。同时从社会政治、经济技术方面进行水资源利用脱钩的可行性分析。结果表明,未来10 a,我国用水总量增长速度将加速减慢。预期至2020 年左右,我国经济发展与水资源利用有望保持绝对脱钩的发展态势,用水总量预计将进入缓慢下降期。     

太湖流域水资源可持续利用评价研究

为了全面了解太湖流域水资源开发利用状况,加强流域水资源综合管理,根据水资源可持续利用的涵义和太湖流域的实际情况,构建太湖流域水资源可持续利用评价指标体系,利用模糊综合评判法和灰色关联分析法分别对太湖流域2008年水资源可持续利用状况进行评价,两种模型计算结果均表明,2008年太湖流域水资源可持续利用处于中上水平,其主要制约因素主要表现在水环境状况和水生态状况问题较为严重。     

水资源利用系统脆弱性机理分析与评价方法研究

水资源系统脆弱性是当前水问题研究的热点问题,在综合脆弱性和脆弱性分层面两方面需深入研究。论文通过对水资源利用系统脆弱性形成过程的分析,从水资源自然禀赋、水资源开发利用程度和用水效率等方面,构建符合过程机理的水资源利用系统脆弱性模型,旨在对脆弱性分层面进行深入研究。针对当联系分量系数取值具有峰值较宽的分布特征时,可能导致基于三角模糊数的联系数存在较大误差的问题,进一步分析差异度系数取值的特征,以标准阈值为参数构造差异度系数的梯形模糊数,提出基于梯形模糊数联系数的评价方法,并应用于安徽省水资源利用系统脆弱性评价。应用结果表明,2001—2014年安徽省水资源利用系统脆弱性等级在3.611～2.493之间呈波动变化,2014年水资源利用系统脆弱性为轻脆弱,较2001年中度脆弱有明显改善;该方法避免了联系分量系数取值具有峰值较宽的分布特征时可能存在较大误差,能更准确地反映水资源利用系统脆弱性客观实际状况。     

苏鲁边界区域水资源保护与利用的协同机制探讨——以南四湖为例

通过对苏鲁界湖南四湖水源保护与利用状况的详细考察,全面系统分析了湖域水资源现状、存在的关键问题、影响因素等。针对湖域水资源现状,探讨了南四湖流域水资源保护与利用的协同机制,即建立湖域水资源协同规划与管理机制、湖区经济协同发展机制、生态修复与补偿协同机制、群众协同参与与监督机制、水危机协同处置机制和湖域界面冲突协同控制机制等,以促进跨界区域水资源的保护与利用,统筹区域协同发展,增强南四湖湖域的可持续发展能力。     

云南省水资源时空分布格局及综合评价

水资源安全是山区资源环境安全和山区资源环境承载力研究的核心问题之一。在分析云南省水资源时空分布格局的基础上,提出了云南省水资源安全综合评价指标体系,采用层次分析法确定了各指标的权重,构建了云南省水资源安全综合评价模型,对云南省水资源安全状态以及优、劣势因素进行了评价分析。研究结果表明云南省水资源时空分布不均,社会经济条件较好的滇中地区水资源短缺严重,在95%保证率下,昆明市人均水资源量仅为611m³,水资源压力最大。对云南省各市（州）水资源安全综合评价表明,云南省水资源安全地域差异突出,云南省南部和西南部水资源安全形势较好,其中西双版纳州和德宏州水资源安全指数超过0.58,属安全等级;云南省东部地区水资源安全形势不容乐观,其中云南省东北部的昭通市水资源安全形势最为严峻,水资源安全指数仅为0.24,是全省平均水平的55.68%;另外,滇中地区的楚雄州由于地处干热河谷地区,季节性水资源短缺非常严重,水资源安全问题同样严重。水资源量是影响云南省水资源安全最重要的因素,工程性缺水和干旱问题亦非常突出。因此,必须加强水利工程建设力度,重点解决人畜饮水困难问题,提高农田旱涝保收率,同时重视水生态环境保护,提高水资源利用效率,提升抵御干旱灾害和水资源短缺的能力。     

黄土高原地区水资源合理利用

黄土高原地区自然资源丰富，但生态环境脆弱。区内既有巨大的开发任务，又有严重的环境整治问题，它们都需要大量的供水。该区地处干旱半干旱地区，水资源较贫乏，供需矛盾尖锐。针对地区水资源特征及需水特点，本文提出了水资源开发利用以节水与开发结合，开发利用与保护并重的措施，确保水资源能得到永续利用。