平原河网城市海绵城市试点区实施方案示范

针对某平原河网城市,根据其"两高一中一低"的本底特征,对于老城和新城海绵城市试点区,从水安全、水环境、水生态、水资源等多角度分析了现存的典型问题,提出了海绵城市相关设施选型的关键因素、主要原则及推荐方案,并选择2个典型项目进行建设方案对比。研究表明:老城区的海绵城市建设应当充分结合城市更新,实现并强调城市的融合性和衔接性;新城区则应当采用高起点、高标准,体现建设的示范性和引领性。     

东部平原城市水污染现状及河网结构对水污染影响

以我国经济发达、城市化较高的东部平原地区城市河网水污染现状为例,结合东部平原地区河网的自然结构特征,从水动力学角度研究平原河网结构改变对地表水污染的影响,探讨我国东部平原地区城市河网水污染水动学机理,为采取有效的治理技术手段提供理论基础。     

平原河网地区土地利用生态适宜性评价——以上海市张江功能区域为例

以上海市张江功能区域为研究对象,借助于ArcGIS和Fragstats的统计分析功能,研究2000～2006年区域土地利用和景观格局动态变化特征,表现为区域工业用地增长过快,水域等自然下垫面明显减少,绿色廊道建设不足,区域景观格局空间分布有待优化。运用生态适宜性评价方法,划分了生态适宜性评价等级及标准,从自然生态和人文生态两个维度,构建了以工业用地,居住用地和河流廊道为主体的土地利用生态适宜性评价指标体系。评价结果表明:生态适宜性综合评价值为0.82,三种用地类型得分处于0.79～0.84之间,均为中度适宜等级;工业和居住用地自然生态建设不足,生物资源保护、环境质量和绿地建设是主要自然限制因子;河流廊道生态效应未能充分发挥,河岸建筑密度、河岸带舒适性、河流廊道连续性和植被结构完整性是主要限制因子。     

基于改进DRASTIC模型的平原河网地区地下水脆弱性评价

DRASTIC模型易使用,在国内外地下水脆弱性评价方面得到广泛应用,但平原河网地区地势平坦、地下水埋深浅,DRASTIC模型需根据其特征进行改进,目前应用尚不多见。该研究结合平原河网地区水文地质特征,选取地下水埋深、净补给量、含水层厚度、水力阻力及含水层渗透系数5个指标改进DRASTIC模型,基于GIS软件构建平原河网地区地下水脆弱性评价DRAHC模型,并以上海市为例,进行实例计算与评价。结果表明上海市地下水脆弱性总体较高,"较高"和"高"占全市总面积45.27%,"中等"占33.08%,"低"和"较低"占21.65%。各指标的单参数敏感度分析和地图移除敏感度分析结果显示,有效权重与理论权重大小排序基本一致,每个指标去除均对地下水脆弱性评价结果产生较大影响,说明DRAHC模型在平原河网地区应用的合理性。该研究结果能够为上海市地下水资源管理提供依据,为类似区域地下水脆弱性评价提供参考。     

基于水质目标的平原河网水力调控阈值研究

该文以无锡市滨湖河网水力调控作为研究基点,通过数值模拟,分析调水对河网水质浓度时空分布影响,揭示河网水质对调水的响应机制,针对具体河道逐条提出基于水质改善目标的水力调控阈值,为水环境治理提供理论依据。研究结果表明,边界浓度的影响在水力调控过程中至关重要,水力调控应建立在相对较好的边界条件上,优化水资源分配,改善整体河网水质。水位的调控并未呈现出一致性规律,水位的增加对河网水质改善不一定呈现积极作用。调整水位与流速的措施均是通过边界引入水源,对于一般河道的水力调控,调整流速和水位均可以作为常规调控手段。     

平原河网地区双向生态补偿机制与核算方法

针对平原河网地区地势平坦、水流流向不定、上下游关系不明确的特点,以太湖流域为例,根据“十二五”期间流域内各区域COD和NH₃-N两种污染物的削减量和削减成本,运用非线性回归获得各区域的污染物削减成本函数.根据污染物削减成本函数,以流域污染物削减总成本最小为规划目标,以区域间污染物转移量不超过30%为约束条件,构建基于单目标非线性规划方程组的流域污染物削减总成本最小化模型,求解模型获得太湖流域各区域间的污染物削减成本优化配额方案,计算行政指令配额方案与成本优化配额方案下各区域污染物削减成本的差额,以此为依据,核算生态补偿金额并确定生态补偿方向.核算结果表明,相比行政指令配额方案,太湖流域的成本优化配额方案能够节省9 897.03×104元的污染物削减总成本,根据成本优化配额方案,江苏省需要向浙江省和上海市提供10 577.86×104元的生态补偿费用,浙江省和上海市可分别获得8 909.12×104和1 668.74×104元的生态补偿费用.这种基于流域污染物削减成本最小化的生态补偿机制,根据污染物削减成本函数核算生态补偿金额并确定补偿方向,由于污染物削减成本函数有一定的变动性,因此,允许两个区域间根据成本变动情况改变补偿方向,是一种双向生态补偿机制.      

基于水环境保护的苏州平原河网水利调度决策研究

平原河网地区作为经济发达地带,其水环境面临着巨大的压力.基于水环境保护,以水质改善率最大作为决策目标,通过构建平原河网水利调度决策理论模型来优选出最佳调度方案.并将该理论模型应用于苏州市平原河网地区,在模拟产生的6个不同水利调度方案中决策得到综合水质改善率最大的方案.决策结果显示:方案6的综合水质改善率最大,最有利于苏州平原河网地区的水环境保护,为最优调度方案.研究成果可为以水环境保护为目标的平原河网地区水利调度决策提供一定参考.     

平原河网河道结构与水体自净能力关系实验研究

文章利用模拟实验开展了平原地区缓流河道中的水质变化对河道水流速度与来水水质的响应规律研究。结果显示,当流速<0.5m/h时,河道中的各种污染物主要以沉积过程为主。当流速在0.5～1.5m/h时,水体最易受外界有机物输入的影响,容易引起局部水质的恶化。当流速>1.5m/h时,水动力条件有利于河道中的有机物的降解,但促进了底泥磷的释放,并会导致下游河道营养盐的升高。所以在河道改造、城市生态河网建设与管理中,应从区域河网整体着手,也应注意缓流河道中来水水质的管理。     

水情变化对平原河网水质输移影响模拟研究:以苏州吴中河网为例

平原地区地势平坦,河网复杂,水情变化对水质输移有重要影响。降雨可以增加河网稀释容量,提高水体复氧能力,加速对污染物的输移降解过程;同时在平原区闸站的联合调度下,降雨也改变了区域水动力特征,使得水流和污染物的流通变得复杂。基于太湖水量水质模型,采用丰、平、枯3个典型年的雨情资料,模拟计算了苏州吴中区水质过程,对比分析不同雨型下河网水质的动态变化过程及空间分布特征。结果表明:1)降雨越多,水环境质量越好,在干旱年份河网水量也能够维持稳定,污染物浓度水平与平水年大致相当;2)不同营养盐对雨情变化的敏感性各有不同,敏感性从高到低依次为总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和高锰酸盐指数(COD);3)与枯水年相比,丰水年水质改善较为显著的河道主要分布在临湖地区,与太湖无水量交汇的河道水质改善的程度稍弱。闸门的调度对水量和水质的变化也有重要影响,闸门关闭会在一定程度上减弱局部河网流通性,形成污染物聚集,恶化局部水质。     

城市雨水的综合利用

利用城市雨水是解决城市水资源短缺,减少城市洪灾的有效途径,控制城市雨水径流污染是改善城市生态环境的重要组成部分,城市雨水作为综合利用的水资源有着广泛的发展前途.     

强降雨对平原河网区入湖河道氮、磷影响

为定量揭示强降雨对平原河网河道氮、磷污染的影响,本文以太湖西岸大浦河和殷村港为例,基于两周年逐日高频人工监测和降雨量自动监测数据集,以及台风"利奇马"过程中的加密监测,分析了强降雨过程中河道各形态氮、磷浓度的变化特征及其环境效应.结果发现,强降雨两年内共观察到16次（19 d）,且50%发生在夏季;此外,强降水占年内总降水量的比重高达41.33%.强降雨发生之后,两条河道水体中各形态氮、磷浓度在强降雨之后有所增加,其中颗粒态磷的响应最快,一般在强降雨当天就出现峰值;而总氮峰值的出现存在2~5 d的延迟;强降雨引发的河道营养盐浓度增高持续时间短,通常1~2 d,甚至低于雨前浓度.流域面积大和河道流程长的大浦河水体氮、磷浓度对强降雨过程的响应速度较殷村港慢.河道各形态氮、磷浓度对强降雨过程的响应特征还受河道两岸局地土地利用状况的影响,农业面源污染的河段比城镇污染的河段对营养盐的拦截、净化和缓冲能力弱,因此农业面源污染的河段对强降雨的响应强于城镇污染的河段;农业面源影响河段氮的增加量以颗粒态氮为主,城市面源影响河段氮的增加量以溶解态氮为主,而磷的增加全程均为颗粒态磷为主.平原河网地区强降雨带来的河道水体氮、磷浓度波动小,各形态氮、磷响应过程受局地环境背景影响大,水质总体趋于稳定.然而,由于强降雨带来的河道入湖水量占比大,因此入湖负荷也处于很高水平,加之强降雨的发生偶然性大,强降雨对平原河网地区河道入湖氮、磷负荷的突发影响很大,需要重点关注.     

城镇街尘污染与平原河网水体的源-汇效应研究

太湖流域是我国经济发展最为快速的区域之一,迅速的城市化进程使该地区面源污染问题日益突出.通过对嘉兴市新塍镇的地表街尘、地表径流、受纳河网水体和沉积物样品的分析,揭示了面源污染在平原河网景观格局中和水文条件下的发生及迁移规律.结果表明,街尘作为城镇各种污染物的载体和降雨径流污染的主要来源,其5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的含量分别是122.5、152.6、90.2、172.1和319.0mg·kg-1,高于城镇土壤和农业土壤.在城镇地表径流过程中,污染物的形态主要为颗粒态.城镇地表径流使街尘发生运移并造成受纳水体的污染物浓度较降雨前有大幅提升,其中,重金属和TSS总浓度分别增加了43%～166%和270%～510%.平原河网的水文条件和景观空间格局特征使地表径流颗粒物在进入水体后发生原位沉积,城镇段河道表层沉积物重金属含量比其他河段高.在平原河网地区地表径流的运移过程中,城镇地表是面源污染物的"源",地表街尘是面源污染物的"载体",河道是面源污染物的"汇".     

苏州城市典型汇水面雨水径流初期冲刷规律分析

选取苏州高架路面、沥青油毡屋面、瓦屋面3种城区典型性汇水面的雨水径流作为研究对象,对径流中主要污染物COD,SS,TP,NH3-N进行监测,对不同汇水面的初期冲刷规律作曲线拟合和对比分析,研究得出影响初期冲刷效应的主要因素是降雨强度.     

基于海绵城市视角的城市雨水湿地设计初探

为夯实城市雨水湿地设计的理论基础,针对我国目前城市雨水湿地设计理论不足的现状,基于海绵城市视角,对城市雨水湿地设计方法进行系统研究。根据城市雨水湿地与普通人工湿地的共性,借鉴人工湿地理论及技术,通过文献综合、理论分析、定量研究等方法,提出了城市雨水湿地设计思路。从设计的角度对城市雨水湿地选址、面积定量确定、湿地选型、工艺流程、基质选择、植物选择、景观设计等方面进行阐述。     

典型平原河网区水体富营养化特征、成因分析及控制对策研究

本文以嘉兴市北部湖荡区为典型研究区域,通过现场调研、来源分析等,揭示了平原河网区水体富营养化状态,明确了水污染主要成因,并提出控制对策.研究结果显示,北部湖荡区总磷、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、总氮、氨氮等各污染物含量呈现显著的时空分布特征,西部片区水质较东部片区差,5月水质较9月差(总磷除外);富营养化...     

浅谈城市节水与雨水利用

水是人类生存发展不可缺少和不可替代的物质。随着城市扩大、工业化发展、人口增长,加之人们对水的认识模糊,无节制的开采、浪费,造成水资源严重污染、紧缺。因此,城市节水和再利用是解决城市水资源短缺的有效途径之一。     

平原河网景观湖泊水质提升关键问题分析与对策研究——以嘉兴南湖为例

嘉兴南湖是中国共产党诞生之地、革命红船的启航之地,南湖“秀水”至关重要。2018年南湖水体透明度不足30 cm,感官较差,水体氮、磷营养盐浓度居高不下,不能满足水环境功能区水质目标要求(GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质)。通过对南湖水系特点和水环境现状进行深入分析,以南湖水质整体提升为目标,以降低水体中悬浮物浓度、提高水体透明度为核心,坚持污染治理与生态修复相结合,从源头管控、入湖清水廊道构建、河口水质强化净化、湖体生境改善和长效管护5个方面提出保护与修复措施,以期使南湖水生态系统恢复至良性循环状态,并最终实现南湖“秀水泱泱”。     

合流制排水系统降雨径流污染物的特性及来源

在昆明市典型合流制排水小区对降雨径流进出水水量、水质进行了研究,旨在揭示城市区域合流制排水系统中降雨径漉不同来源的污染物特性及各个污染源的比倒.分别监测了合流制排水系统日常污水以及4场降雨期间小区出口断面、街道、屋顶、庭院降雨径流的水量、水质.结果表明,人为干扰是影响城市径流污染物输出强度的主要因素,城市下垫面降雨径流污染物输出浓度顺序为:道路>庭院>屋顶,道路是城市面源污染的关键源区;道路次降雨径流量约25%,却产出了40%～80%的污染物,而屋顶次降雨径流量约50%,却仅有4%～30%的污染物负荷.合流制排水系统中管道沉积物在降雨期间的迁移是重要的污染源,4场降雨中管道沉积物的TN、TP、SS、COD和BOD5的污染贡献率在30%以上.降雨强度是影响管道沉积物输出的重要因素,在高强度降雨下,管道沉积物污染贡献率高50%以上.在不同的降雨特性条件下,合流制排水系统主导污染源有所不同.