城市绿化屋顶的微气候调节与径流削减效应研究

快速城市化与气候变化双重作用下,热岛效应与城市内涝成为最为突出的城市环境问题。绿化屋顶因能有效利用闲置屋面添緑、帮助城市缓解热岛和暴雨径流而受到关注。以往研究较多探讨单种气象条件下、单个小面积实验型绿化屋面的气候水文调节功能,本研究基于夏秋两季的微气候水文观测数据,定量分析不同气象条件下5种典型绿化屋顶的降温和径流削减效应。首先选择晴朗、多云、降雨3种典型夏日天气条件,分析草坪、裸土、菜地、小面积花园、大面积花园5种类型绿化屋顶与对照光屋顶之间的温度差日变化规律,探讨绿化屋顶热效应强度及时空特征;其次,选择暴雨、大雨、中雨及小雨4次典型降雨,分析大面积草坪与花园型绿化屋顶上的降雨-滞蓄过程及径流削减率。研究结果表明:绿化屋顶降温与升温效应并存,晴朗无风天气条件下,距离屋面10 cm和150 cm两个高度上,绿化屋顶最高可降低气温5.3℃和2.5℃,多云及降雨天气条件下降温强度下降,升温时段延长;白天草坪与裸土上的大气温度高于对照光屋顶,其它绿化屋顶的温度低于对照屋顶;夜间5个绿化屋顶的大气温度均低于对照屋顶,且降温效应按照大面积花园、草坪、小面积花园、裸土、菜地的顺序递减。绿化屋顶径流削减效益与绿化类型及降雨强度密切相关,花园型绿化对一次典型暴雨、大雨、中雨、小雨的径流削减率分别为50.8%、78%、100%、100%,简易型绿化的4次径流削减率分别为24.3%,58.6%,98.2%和100%。研究结果可为同气候区其他城市绿化屋顶环境设计及管理提供一定参考价值。     

北京市城镇生活方式的环境与能源调查分析

我国现在正处在城市建设的高峰期,建筑能耗已经占到我国总的商品能耗的20%-30%,其中住宅能耗甚至约占到总建筑能耗的60%。尽管如此,但是北京市在住宅建筑能耗这方面的数据还比较缺乏。为了全面了解北京市住宅建筑的室内环境和能耗现状,于2009年1月至2009年5月分别对北京市7个区中的23个住宅小区和2个农贸市场进行了问卷调查,共发放问卷3000份,其中有效问卷为1692份。问卷内容主要包括:建筑情况、围护结构、空调情况、生活习性等。在本次调查对象中非节能建筑占14%,铁窗使用率占到9%,住宅建筑围护结构节能有待提高;64%的用户多余1台空调,99%的住户空调器的制冷温度低于北京市提倡的29℃空调温度;调查结果表明,北京市住宅建筑单位面积能耗为64kW.h/(m2.年),高于中国城镇水平,为美国的2/3,此外,一些有效的节能行为并没有引起大家足够的重视,应加强对节能行为的宣传。     

鄂西长江喀斯特小流域氮磷输出特征

以鄂西长江中上游分界处的喀斯特小流域下牢溪为研究对象,于2019年对河道内15个观测点进行了间隔半月的现场水环境因子监测、水样采集和室内营养盐分析,以探讨河流氮磷浓度及输出负荷的时空变化特征.结果表明:下牢溪总氮和总磷浓度分别为1.46±0.05和0.02±0.04 mg/L,普遍低于长江流域内其他河流.氮素浓度呈现春夏高、秋冬低的年内变化特征,磷素浓度总体表现为丰水期高于枯水期,与降雨密切相关.河流上游氮磷浓度均较高,受控制流域内农业活动影响较大.流域氮素浓度空间分布差异性较为明显,磷素浓度对河流附近人为活动及生活污染的响应敏感.流域中全年氮磷输出负荷分别为26.57和0.25 t,主要集中在春、夏季,贡献了全年氮负荷的82.0％、磷负荷的83.9％.硝氮和溶解态总磷分别为最主要的氮磷流失形态.夏季受降雨冲刷影响,颗粒态磷流失负荷占总磷负荷的比重显著高于其他季节.     

建筑节能改造中内保温构造技术的应用

对建设年代较早的既有建筑进行节能改造是建筑节能工作的一项重要内容,基于建筑围护结构内、外保温构造做法的适用条件和热工效果,以河南开封地区既有多层住宅建筑为例,通过保温隔热节能构造方案对比分析,对冬季采用间歇式供暖和夏季使用空调降温的寒冷地区既有多层住宅建筑墙体外围护结构来讲,内保温构造做法是相对节能的优化方案。在建立热工学计算模型的基础上,提出围护结构内保温构造技术的具体做法,并对改造后的节能效果进行了量化评价,其节能效果显著。为了防止墙体围护结构内部产生冷凝,保证墙体在使用过程中具有良好的保温隔热及节能效果,围护结构需设置隔汽层,并辅以装饰保温隔热材料做室内吊顶的节能改造措施,以最大程度地获得建筑节能改造效果。     

中国区域节能减排能力测度与政策推进——以东北地区为例

"十一五"即将结束,文章根据我国"十一五"规划纲要提出的在五年内单位GDP能耗降低20%、主要污染物排放总量减少10%的战略目标,以东北地区为例,在分析东北地区经济发展水平、能源生产与消费以及环境状况基础上,指出东北地区还存在着能源利用效率不高、节能目标实施进度滞后、水环境质量改善缓慢、大气污染形势不容乐观等问题;通过对东北地区各省在"十一五"期间节能减排实施过程中的节能能力、SO2和COD削减能力以及投资机会的定量分析,为强化节能潜力的挖掘、SO2和COD的削减提供决策依据.最后,本文从结构调整、技术创新、循环经济发展、管理体制完善等方面,提出了全面实施产业和产品结构调整、全力推进节能减排技术创新、大力发展循环经济、完善节能减排调控手段等对策措施.     

平原水网圩区非点源污染模拟分析及最佳管理措施研究

平原水网区太湖流域非点源污染所占比例越来越重,非点源污染不确定性致使难以准确分析其流失规律。利用经率定验证的非点源污染模型AnnAGNPS模拟太湖流域雪堰镇平原水网圩区全年及各月非点源污染氮磷流失负荷,分析氮磷负荷时空分布规律,识别污染关键源区,通过对模型参数进行敏感性分析,定量评价最佳管理措施氮磷防控效果。结果表明,雪堰镇非点源污染氮磷负荷分别为62.99t/a、5.81t/a,流失高峰期在夏季。氮磷流失主要集中在坡耕地区和河道两侧,氮在施肥量大的地区也有大量流失。4种管理措施中,等高耕作、保护性耕作对颗粒态氮、磷削减效果明显,生态缓冲区、减少施肥量对氮削减效果明显。     

基于情景分析法的中国馆碳减排效益评估

建筑部门的低碳发展已成为推进我国低碳经济至关重要的一个组成部分,因此正确客观地评价建筑的低碳水平具有重要的指导意义。本文以2010年上海世博会中国馆为研究对象,采用碳排放情景分析法,针对中国馆的基准建筑与实际建筑,计算其世博结束后正常运行条件下的碳排放水平,评估中国馆实际建筑的碳减排效益。使用建筑能耗模拟软件DesignBuilder对建筑全年能源消耗水平进行了模拟,并通过相应能源品种的碳排放因子分别计算了实际建筑和基准建筑的碳排放水平;同时应用全生命周期方法(LCA)分析了中国馆实际建筑应用太阳能光伏、LED照明技术相比于基准建筑所带来的减排效益。结果表明:世博结束后正常运行条件下,中国馆实际建筑年碳排放量为18 969 t CO2e,基准建筑年碳排放量为25 770 t CO2e,因此,相比基准建筑,中国馆实际建筑一年减排6 801 t CO2e,年碳减排率为26.4%;减排效益主要由节能设计及绿色技术贡献,分别占96.3%和3.7%。本文通过综合评估中国馆的碳减排效益,以期为我国公共建筑低碳工作的开展进行有益的探索。     

基于混合CGE模型的乘用车节能减排政策分析

占我国汽车新车销售市场份额超过75%、汽车保有量份额超过三分之二的乘用车是节能减排政策的重要对象之一。如何全面有效地评估相关政策的"成本与效益",为政策的制定与实施提供决策的依据,是汽车交通节能减排政策研究的重要课题。构建了一个在标准CGE模型框架内嵌入消费者乘用车保有、新车车型选择和交通工具选择行为的动态混合CGE模型,对乘用车节能减排相关的技术和税费政策进行了模拟分析。结果表明:《乘用车燃料消耗量限值》标准技术政策对削减汽油消费量的作用明显,对经济整体呈正面影响,但对消费者购买小排量或同排量中的低油耗车没有直接的激励作用;如果调整幅度相同,那么,调整生产阶段消费税与销售阶段车辆购置税所产生的政策效果比较接近,但综合来看后者优于前者;如果单从削减汽油消费量来看,通过车辆购置税增税来遏制高油耗车要优于通过减税来鼓励低油耗车,而同时实施低油耗车减税与高油耗车增税,则政策效率更好而成本更低。     

武汉市都市发展区地表温度季节性空间分布与驱动力分析

基于2015年武汉市都市发展区30 m空间分辨率的Landsat 8遥感影像反演近地表温度(LST),运用地统计学、地理加权回归(GWR)等方法,分析都市发展区、生态绿楔以及主城区四季LST时空分布规律和各驱动因子的作用机制,以期为更全面、科学地规划城市发展空间布局和缓解热岛效应提供借鉴.结果 表明:(1)与单一的普通最小二乘回归(OLS)相比,线性逐步回归(LSR)可以寻找最优的多驱动因子组合模型,与LSR拟合的结果相比,GWR模型R2值提高了0.04～0.09,且AIC值均明显减小;(2) LST存在空间聚集关系,“高-高”聚集主要发生在主城区、新型城镇发展区、主要交通干线沿线等更容易造成高温聚集的人工表面,其中夏季“高-高”聚集网格数最多且占比最大,而“低-低”聚集四季均主要发生在各大湖泊水系;(3)绿楔生态用地降温幅度各异,春季降温幅度不明显,夏季降温幅度最显著,各绿楔生态用地降温均超过2℃,且在一定范围内,LST随着与绿楔距离增大而升高,达到一定距离时,会随着与绿楔距离增加而趋于平缓或呈下降趋势;(4)与前人研究相比,景观格局对LST变化的解释程度整体较低,其原因可能是快速城市化导致人工表面积增加,相应的人工绿地也将增加,使得城市景观格局更加零散,导致LST受多种相互作用因素的影响;(5)影响四季LST的驱动因子空间差异较大,夏季土地覆盖和景观格局与冬季土地覆盖、景观格局和人为活动的回归系数均为正值,说明高温或低温条件下这些驱动因子对全域升温作用明显.     

生产部门提高能源效率的宏观能耗回弹分析

提高能源效率已成为我国节能减排政策的重点,但是由于经济系统内在的调整机制作用,在宏观层面所能实现的节能效果可能不及微观技术层面能源效率提高的程度,甚至还会诱发更多的能源消耗,该现象被称为“宏观能耗回弹”效应.本文通过构建一个中国环境资源CGE模型,测算生产部门提高能源效率的宏观能耗回弹效应.结果显示,能源效率提高5％后,短期回弹效应为52.38％,节能效果仅达到技术层面预期的一半左右；长期回弹效应达178.61％,在高耗能部门竞争力提高、耗能产品出口扩张和经济增长的推动下,节能效果不但被完全抵消,总能耗还进一步增加.因此,生产部门提高能源效率在短期内确实能够降低我国能源消耗,但是由于回弹效应的存在,长期来看,在技术层面“产量相同投入更少”的努力反映到宏观经济层面则转变成“生产更多投入更多”,并且加剧了我国经济高耗能的偏好,提高能源效率所引发的产出增长和结构调整对能耗增加的刺激作用可能最终会抵消或者超过提高能源效率的节能效果.