汽车环境风洞降雨模拟影响因素研究

目的 研究自然界降雨量与汽车环境风洞模拟降雨量之间的关系,得到中国气象条件的雨量设定经验公式,为汽车环境风洞模拟降雨量的设定提供理论依据。方法 理论分析自然界气象降雨和汽车环境风洞模拟降雨的特点和差异,研究影响汽车环境风洞模拟降雨量的因素。结果 在无风条件下,影响汽车环境风洞降雨量的因素有气象降雨量、前挡风玻璃倾角、雨滴直径和车速等。按照车速将降雨分为汽车停止和汽车行驶2种模式,提出结合中国气象条件的汽车环境风洞模拟降雨量的经验公式。结论 在相同降雨等级下,汽车停止状态下的汽车环境风洞降雨量一般大于车辆行驶状态。在气象降雨量等级为短时中雨时,行驶汽车的雨量设定值与车速呈指数增长关系。     

大气颗粒物和气态污染物的降雨清除效率及影响因素

降雨是大气污染物最重要的汇大气污染物影响雨水化学组成,定量化大气污染物的降雨清除效率能为大气污染的准确模拟和污染控制的人工干预提供重要科学依据。2014年9月29日-2015年1月12日,采样监测南昌地区降雨前后大气污染物,分析降雨状况,计算和比较降雨对不同大气污染物的清除效率,讨论不同因素对清除过程的影响,结果显示,降雨对大气污染物有清除作用,对不同污染物的清除效果不同大气颗粒物的清除效率高于气态污染物的原因是作用机制的不同3种气态污染物清除效率的区别是因为水溶性的差异;多天连续降雨使大气污染物的降雨清除效率呈下降趋势;降雨量与大气污染物的降雨清除效率呈正相关;降雨强度越大大气污染物的降雨清除效率越高;大气压因影响降雨量,而间接影响大气污染物的降雨清除效率相对湿度71.1%~93%范围内,相对湿度越大大气污染物的降雨清除效率越大。     

降雨对不同形态土壤铅迁移转化的影响研究

以修正的BCR连续提取法为基础,将土壤铅分为酸可提取态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅这4种形态,运用室内土柱淋溶模拟实验,研究了降雨pH及降雨量对土壤中不同形态铅迁移转化的影响。结果表明,降雨pH能明显影响土壤pH;土壤中酸可提取态铅在降雨作用下最易迁移,经pH=7.04的降雨淋溶后,酸可提取态铅基本释放完;可还原态铅含量随降雨pH的降低及降雨量的增加而逐渐降低;可氧化态铅较稳定,基本不受降雨pH及降雨量的影响;而残渣态铅经pH=4.28的降雨淋溶后,含量反而增加,这可能是其他形态铅向其转化造成的;在降雨作用下,不同形态土壤铅表现出迁移性:酸可提取态铅可还原态铅可氧化态铅残渣态铅;另外,降雨pH及降雨量对土壤中铅的形态分布也有明显影响。     

西安市高速公路上不同车型车辆交通噪声及其行驶速度的统计分析

选取了西安市平坦且周围环境开阔的几条高速公路，对行驶在高速公路上不同车型车辆的交通噪声和行驶速度进行了测试，运用统计学原理分析，结果表明高速公路上不同车型车辆交通噪声及行驶速度遵循正态分布，得出了不同车型车辆交通噪声和行驶速度的最大值、最小值、平均值及分布区间。与目前常用的计算交通噪声源强和行驶速度的经验方法所得数值比较，发现大型车和中型车行驶速度普遍提高而交通噪声下降，但小型车速度提高，交通噪声也增大。说明随着近些年来路况等级的提高、新车的增多及车辆性能的改善，高速公路上车辆交通噪声和行驶速度也在发生变化。     

基于多元相关分析法的岩溶隧道涌水量预测

降雨往往是影响岩溶隧道涌水的最主要因素,受岩溶含水系统调蓄作用的影响,降雨补给地下水一般都具有明显的滞后特征,因此岩溶隧道涌水量的大小不仅与当日降雨量有关,还可能受前期降雨量的影响,以隧道涌水量与当日降雨量建立的回归方程往往预测精度较低.以野三关隧道和马鹿箐隧道进口泄水洞的隧道涌水为例,运用多元相关分析法探讨了隧道涌水量与多日降雨量的相关关系和多元回归方程,并依据隧道实际涌水量监测资料对回归方程进行了检验.结果表明:在具有较长序列的隧道涌水量和降雨量观测资料的情况下,利用多元相关分析法可以比较简单、快捷、准确地预测隧道未来不同降雨条件下涌水量的变化;但值得特别注意的是,对于非全排型涌水隧道,仅依据隧道涌水量与降雨量建立的相关方程来预测隧道未来降雨条件下的涌水量会有较大误差,此时需结合所有排泄点的总排泄量与降雨量建立更多元的相关方程才能够取得较好的预测效果.     

模拟降雨下磷石膏堆场地表径流的磷污染研究

明确磷化工企业不同形态磷元素随地表径流的迁移特征,对防控磷污染物的环境过程具有重要意义。文章通过人工模拟降雨试验,研究了不同降雨强度下(16.8、46.8、96 mm/h)磷石膏堆场中不同形态磷元素随地表径流的迁移特征。结果表明:径流中不同形态磷(TP、TDP、TPP和PO43-)含量随时间的变化具有一定规律性,即在雨水径流形成初期,各含磷污染物浓度下降迅速,并随着降雨时间延长其浓度下降速度变小,直到降雨后期(30 min以后)污染物浓度逐渐趋于平衡。其中,TPP含量的动态变化情况与TP具有高度的一致性,相关系数r为0.9。3次降雨事件均存在冲刷效应,其强弱受降雨强度、降雨量等降雨参数的影响,其中降雨事件2(降雨强度46.8 mm/h)的冲刷效应最强。     

2013～2018年武汉市降水和BC的时间演变特征分析

湿清除是大气气溶胶重要的去除机制,由于降水过程和气溶胶本身的复杂性,针对城市地区降水与气溶胶的相互关系还有待开展深入研究。基于2013～2018年武汉市气象要素和黑碳（BC）质量浓度小时数据,分析了不同等级降水和BC的年际、季节等时间演变特征。结果表明：2013～2018年武汉市共出现785个降水日,降水日占总观测日的35.8%,降雨以小雨为主,占总降雨日的72.0%。随着降水强度的增强,BC质量浓度逐渐降低,在大暴雨时最低,为4 001.5 ng/m³,仅为晴天时浓度的42.9%。随着降水强度的增加,吸收Ångström指数（AAE）先减小后增加。武汉市BC气溶胶主要来自化石燃料的燃烧。2013～2018年武汉市暴雨和大雨日数、降雨量逐渐减少,而中雨和小雨天日数、降雨量逐渐增加。暴雨和大雨天数平均每年减少0.7天和0.6天,中雨和小雨天数平均每年增加1.3天和4天。不同降雨等级过程中BC和AAE的年际变化特征和季节分布特征不同。BC质量浓度在春季和夏季,随着降水强度的增加逐渐降低,AAE在秋季随降雨强度的增强而逐渐降低。降水过程对大气污染物的清除作用持续时间较短,降雨结束后,大气污染物开始堆积,经过十几小时后就可恢复到降水前的浓度。     

1960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究

基于松花江流域及其邻近61个气象站1960—2014年逐日降雨数据,采用Mann-Kendall非参数趋势检验、小波周期分析和地统计插值方法,分析流域内不同地形区和子流域年降雨侵蚀力时空分异特征及其影响因素。结果表明：1）松花江流域多年平均降雨侵蚀力为1 717.6 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1,呈波动变化趋势,存在以15.2 a为主周期和4.7 a为小周期的周期性变化特征,且在1982和1998年发生显著突变;2）松花江流域降雨侵蚀力空间分布特征与降雨量分布特征基本一致,自东南向西北递减,与东南季风的影响区域相吻合;流域年降雨侵蚀力变化趋势呈现明显的区域分异,在流域西北地区年降雨侵蚀力呈增加趋势,而在中部平原区的东北部和西南部呈现下降趋势;3）年降雨侵蚀力随地形的变化表现为东部丘陵山地区>中部平原区>西部山地区。在东部丘陵山地区年降雨侵蚀力与经度、纬度显著相关（P<0.01）,而在中部平原区和西部山地区降雨侵蚀力与海拔、经度和纬度关系不甚明显;4）流域内各子流域年降雨侵蚀力存在明显分异,年降雨侵蚀力在各子流域的变化趋势表现为从第二松花江流域到流域中游再到嫩江流域呈依次降低趋势,其分布特征与降雨量的分布一致,各子流域年降雨侵蚀力均呈不显著的降低趋势。     

黄土高原清水河流域土地利用/覆盖和降雨变化对侵蚀产沙的影响

近50 a来,在气候变化和生态恢复与治理工程实施的背景下,黄土高原的侵蚀产沙特征发生了明显的变化。以黄土高原典型中尺度流域清水河流域(面积436 km2)为研究对象,利用1959、1986、2007年的土地利用解译结果和1960—2005年该流域实测输沙和降水资料,采用非参数Mann-Kendall趋势分析法和滑动t检验法研究了该流域年输沙量、降雨量的变化趋势和突变点,并与通用土壤流失方程相结合分析了该流域土地利用和降雨变化对输沙量变化的贡献率。结果表明:该流域年输沙量47 a间有显著的下降趋势,突变点位于1980年;降雨量没有明显的趋势性变化,极端降雨指数下降。降雨因素对输沙量减少的贡献率为9.89%,土地利用的贡献率为90.11%,土地利用变化中工程措施淤地坝的贡献率为5.56%,植被变化的贡献率为84.55%。该流域47 a间乔木林地面积增加了944.27%,灌木林地增加了19.33%,表明清水河流域林地面积增加是导致输沙量减少的主要原因。     

基于GPS浮动车法的机动车尾气排放量分布特征

以广州市城市干道东风路1902～1903路段为研究对象,根据交通流理论建立了速度-流量模型,采用GPS浮动车速度数据和视频检测流量数据计算了模型的关键参数——阻塞密度,实现了从速度到流量的推算,并采用COPERT Ⅳ模型计算了不同速度等级下的综合排放因子,通过源强法计算该路段00:01─24:00的小时排放量. 对CO,NO_x,VOC和PM综合排放因子的速度敏感性分析表明,当平均速度达50 km/h后,随速度的增加综合排放因子下降明显变缓;对小时排放量的分析表明,污染物排放量主要集中在车流量的高峰时段,且与车流密度有很好的线性相关性,相关系数均大于0.90.      

基于实际道路交通流信息的北京市机动车排放特征

通过模型模拟和调查统计方法获取了北京路网的车流量、车型构成和车速基础数据.基于具有时空分布特征的实际道路交通流信息和排放因子,以Arc GIS为平台构建了北京市机动车尾气排放清单,并分析实际道路排放特征及污染物排放的空间分布特征.结果表明,北京市城区各类型道路上小客车比例均在89%以上,郊区道路也为小客车比例最高,但小货车、中货车、大货车、大客车、拖拉机和摩托车均占一定比例.污染物排放强度与车流量呈正相关性,污染物排放强度总体上呈现白天高夜间底的趋势,但是郊区道路PM排放昼夜变化趋势不明显,高速路的PM排放强度夜间大于白天.污染物排放的空间分布为城区、南部、东南以及东北部接近城区的区域排放强度较高,西部山区及北部山区由于路网密度较小排放强度较低,城区环路和郊区高速公路附近由于车流量大,排放强度较高.     

基于新型径流采集方法的城市不同非渗透下垫面径流系数解析

通过构建人工模拟降雨与下垫面径流收集体系,解析城市不同非渗透下垫面径流系数.下垫面径流系数分析结果显示:城市道路平均径流系数为0.82,低于其他非渗透下垫面(0.87～0.89),这主要是由于沥青材质的城市道路具有更强的渗透性,其粗孔隙对水流具有较强的吸收能力.降雨历时和降雨强度是影响下垫面径流系数的关键因素.降雨历时...     

上海市城区典型道路行驶特征研究

对上海市城区快速干道、主干道和次于道等3种典型道路上的机动车行驶特征和交通状况进行试验和调查，得出了上海市城区各类道路上机动车行驶特征参数和交通密度。结果显示，上海市城区各类道路综合行驶特征为平均速度低，加减速频繁。其中又以主干道交通状况最差。文中的数据和结论不仅可以用于上海城市交通规划，而且对控制道路两旁机动车污染具有重要意义。     

上海地区大气稳定度和气象区块的研究

根据１９８６年６月～１９８７年５月从上海市区４个站、郊县２个站的气象资料,研究了上海地区的大气稳定度和气象区块。采用３种方法确定稳定度的级别,并进行了比较。应用对风向、风速的聚类分析方法划定气象区块。对两站之间风的相关系数用了３种不同的公式进行计算。利用这些相关系数的结果,同时采用“最短距离法”和“最长距离法”,得到相关树枝图,并由此得出了上海地区的气象区块图。     

低速城市道路交通噪声预测中噪声源强计算模式的适用性分析研究

为研究各种源强计算模式对低速城市道路噪声预测的适用性,本文选取了安徽省合肥市运营稳定的1条低速城市道路进行实测.将实测的噪声结果与分别采用3种平均车速计算公式(包括设计车速、JTJ 005-96规范车速、JTG B03-2006规范车速)、3种源强计算模式(包括JTJ 005-96规范源强模式、JTG B03-2006规范源强模式、卓春晖报道的源强模式)预测出的结果进行对比.结果表明,采用道路设计车速、卓春晖报道的源强模式预测的结果与实测值最为相符.     

2007—2016年上海市暴雨特征及其与内涝灾情关系分析

利用上海市30个自动气象站2007—2016年逐小时降水数据和上海市应急联动平台110接报内涝灾情数据,分析了近10 a上海市暴雨和内涝灾情特征,并进一步研究致灾暴雨过程与内涝灾情的关系。结果表明：1）上海市暴雨空间分布反映了明显的城市雨岛特征,在水汽充沛的东部沿海和城市化水平较高的中心城区相对容易出现极端雨强;2）暴雨内涝灾情年变化较大,月分布呈单峰型,日分布呈双峰型,且内涝灾情数在中心城区及各区中心较为密集,反映了承灾体的空间分布特征;3）暴雨过程对内涝灾情的贡献作用明显,内涝灾情数与暴雨过程雨量、逐小时最大雨量和最大雨强显著相关,与持续时间和影响站次低度相关;4）逐小时最大雨量等于过程雨量且<60 mm时,内涝灾情数基本在20次以下,随着过程雨量增加,特别是过程雨量>100 mm时,灾情数急剧增加。暴雨特征与内涝灾情关系研究对于暴雨内涝的预报、预警和服务具有重要意义。     

基于GIS技术的城市道路机动车流量阈值研究

针对城市中心道路机动车流量增加带来的大气环境污染问题,探讨区域机动车流量与污染物之间的关系。分析交通污染源强、道路几何条件和气象条件,建立基于ARCGIS重点区域机动车通行容量模型,用于计算城市重点区域机动车通行量阈值。以桂林市城市中心主要道路为例,分析区域不同空气质量等级下交通量限值,为环境及交通管理提供了决策支持依据。     

西安市某文教区典型下垫面径流污染特征

在西安市某文教区路面、屋面和绿地设置径流采样点,采用人工时间间隔采样法对2016年8月~2017年2月的3场降雨径流和2场融雪径流全程采样,测试径流过程SS、COD、TN、TP、Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、Cr、PAHs、溶解态COD、溶解态重金属和溶解态PAHs的浓度以及颗粒物粒径d₅₀,研究各下垫面降雨径流污染水平及出流规律,比较不同下垫面降雨径流和融雪径流污染特征.结果表明,各类下垫面降雨径流主要污染物均为SS、COD、TN、Pb、Cr,路面和绿地径流中SS的EMCs均超过《污水综合排放标准》二级标准,3类下垫面降雨径流COD、TN、Pb、Cr的EMCs均超出《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,PAHs与国内相关研究相比属于中等污染水平,路面、屋面和绿地径流的EMC分别为266.8~389.8ng/L、254.9~303.0ng/L和231.2ng/L.路面径流SS、COD、Zn、Pb、Cu、PAHs浓度高于屋面径流,而TN、TP、Cr等指标则相反,表明径流中TN、TP、Cr主要源于大气干湿沉降,而交通排污对SS、COD、Zn、Pb、Cu、PAHs等有较大输入贡献.3类下垫面降雨径流污染浓度输出规律差异显著,路面径流污染物初期浓度较大,受雨期交通排污影响中后段波动剧烈,屋面径流污染物浓度随径流历时持续降低且趋于稳定,绿地径流污染物浓度沿程变化相对较小.降雨强度对总量污染物浓度输出的影响大于溶解态污染物,表现为d₅₀与降雨强度呈现良好的相关性.因降雪期间污染物持续累积且径流量较小,路面融雪径流污染物浓度远大于降雨径流,而屋面融雪径流因流量较小导致携带污染物的能力较弱故水质优于降雨径流.     

天气因素对道路灰尘铂族元素累积的影响

以新疆昌吉市为研究区,探讨了天气因素对道路灰尘铂族元素(PGEs)累积的影响及其作用机制.样品经王水消解后由ICP-MS测定.结果表明,径流冲刷与风力是道路灰尘中PGEs迁移转化的主要外力,而降水量与气温是城市道路形成径流的主要影响因素,干旱区降水稀少,更利于灰尘PGEs的累积.各类天气因素对道路灰尘PGEs含量的影响具体表现为:降水量小(12h降水量5mm),且气温高于0℃以上时的降雪(包含雨夹雪)后PGEs含量下降;气温低于0℃时,无论降雪量大小,雪后PGEs含量下降.单场次小雨(12h降雨量5mm)后PGEs含量下降;连续性小雨(12h降雨量<5mm)后PGEs含量上升,其累积达到上限,若继续降小雨,其含量不再升高反而呈缓慢下降趋势.4级以上大风天气后PGEs含量明显下降.     

大纵坡城市道路透水边带截留能力试验

道路是城市重要的交通纽带,一旦发生积水内涝,将导致城市交通瘫痪,甚至危及生命财产安全,特别是山地城市道路普遍存在纵坡大、雨水口截留效率低等突出问题,发生积水内涝和马路洪水的风险较高。针对上述问题,提出了利用透水边带提高大纵坡城市道路雨水径流截留效率的方法。在实验室搭建了城市单车道物理试验模型(比例1∶1),采用人工模拟降雨方法,系统研究了不同透水面积比、不同重现期降雨条件下透水边带对雨水径流的截留效率,并与传统道路雨水口截留能力进行了比较。试验结果表明:相同透水面积比条件下,雨水径流截留能力随着重现期的增大而减小;相同重现期条件下,雨水径流截留能力随着透水面积比的增加而增大,在重现期P=5 a时,透水边带面积比从12.5%增加到50%,雨水径流截留率从72.3%增加到79.3%。与传统雨水口截留能力相比,增加透水边带后雨水径流截留能力可提高30%左右。因此,大纵坡城市道路在不影响交通安全的条件下,可根据道路空间布局特征,通过设置透水边带来提高雨水径流的截流效率。