Classification of di erent sustainable flood retention basin types

Using a revised version of a previously published expert classification system, a database of potential Sustainable Flood Retention Basins has been developed for Scotland. The research shows that the majority of small and former (often old) drinking water reservoirs are kept full and their spillways are continuously in operation. Utilising some of the available capacity to contribute to flood control could significantly reduce the costs of complying with the European Union Flood Directive. Furthermore, the application of a previously developed classification model for Baden in Germany for the Scottish data set showed a lower diversity for basins in Scotland due to less developed infrastructure. The classification system appears to be robust and has the potential, with minor modifications, to be applied across Europe. The principle value of this approach is a clear and unambiguous categorisation, based on standard variables, which can help to promote communication and understanding between stakeholders.     

Sedimentation retention basin utilization for best management practice

Approaches to the artificial impoundment and theoretical design of sedimentation retention basin are reviewed with particular attention to best management practice(BMP) to control agriculture and surface runoff. Sediments retention basins are the small version of farm pond usedwhere a criteria of farm pond is not met. Such basin traps the pollutants and suspended solids prior to entry into streams and lakes. The study is focused with special reference to the assessment and control of non-point source pollution(NPSP) from the sub-basin area of Tai Lake in the Xishan County of Wuxi City of China, The author suggested two different approaches to conduct this study including theoretical design for sedimentation retention basin and computation of flow, sediment transport and deposition during the artificial impoundment of retention basin for BMP‘s utilization. Theoretical design will provide a useful function as a first line defense against the movement of sediments and transport of pollutants into the Tai Lake while the assessment of sediments deposition will help to make its proper use and periodic cleanup.     

农业流域“汇”型景观结构对径流调控及磷污染物截留作用的研究

选取天津于桥水库北岸桃花寺流域作为实验流域,进行了流域景观格局对生态水文及磷污染物迁移转化过程影响的野外实验研究.研究结果表明,流域中广泛分布于季节性河流附近的汇型景观结构(石坝、植草水道、植被过滤带、干塘、缓冲区等),通过滞留/缓冲功能,对地表径流的流速及流量具有双重调控作用,延长了养分物质在流域内部的滞留时间,对产生于不同源区的面源污染径流具有截留、吸纳、贮存作用,使径流中泥沙和磷素浓度逐渐得到降低,减少了养分对下游水体的负荷输出.多次降雨径流的监测结果表明,无论在大暴雨下的连续流事件还是在小雨下的间断流事件中,汇型景观结构均能表现出良好的养分持留功能.在2003年6月22日连续径流事件中,地表径流的流速可由系统入口处的37.2 cm·s-1降至系统出口处的11.1 cm·s-1,污染径流体积可削减50.2%,TSS、TP、TDP、DRP的持留率分别可达72.7%,69.3%,59.8%和57.9%.在间断径流事件中,污染径流全部为汇型景观结构所截留,泥沙和磷素的持留率更高.对21场降雨-径流事件的统计分析结果表明,干塘和植被过滤带是本实验流域控制污染物输出较为稳定的两种结构.     

东莞不同下垫面降雨径流污染输移规律研究

基于同沙水库集水区代表性功能区降雨径流水量、水质的监测,评价分析了东莞降雨径流污染输出过程、污染状况及初始冲刷效应等污染特征,根据径流污染负荷分配规律探讨了初期雨水截留参考标准,并应用主成分分析得出影响降雨径流污染负荷的主要因素.研究结果表明,同沙水库集水区降雨径流污染浓度值接近典型生活污水的浓度值,污染负荷较高,对同沙水库水质有严重的影响.降雨径流污染输出有较显著的时间特征且受降雨特征因素的影响,存在中等的初期冲刷效应.影响污染负荷的主因子是最大雨强、雨前干期长度、不透水率.采用FF40作为初期径流截留参考值,截留初期40%的径流比截留整场降雨径流更为经济、有效.     

正交与斜交旋转主成分分析法在气象因子影响细颗粒物研究中的应用

基于cost733模型及大量再分析资料、观测资料,对2013-2019年冬季海平面气压及近地面风场进行正交和斜交旋转主成分分析,讨论这两种分型方法及不同分型数量下我国天气形势、降水及细颗粒物(PM2.5)的差异.结果表明,斜交旋转主成分分析法相比于正交方法,划分的天气形势更具代表性,其中,划分为4类天气形势最具代表性,...     

绿色屋面降雨径流水质源汇特征及污染源解析

2016年4月-2017年10月对93场降雨事件绿色屋面径流、沥青屋面径流和干湿沉降进行采样分析,运用多元统计方法,基于径流水质浓度和污染负荷两种角度,重点揭示绿色屋面径流水质的源汇特征,识别绿色屋面对降雨径流的滞留能力及影响因素,探讨了绿色屋面径流的污染来源.结果表明:绿色屋面具有很好的径流滞留效果,平均径流滞留率达...     

廊坊市区径流污染时空分布特征及来源解析

降雨径流污染主要是通过雨水的冲刷和淋溶作用携带污染物进入受纳水体,造成水体黑臭化或富营养化.了解和掌握降雨径流污染特征是有效控制径流污染的前提.全面分析廊坊市城区降雨径流污染时空分布特征和各污染物相关关系,通过在市区设置14个采样点采集了7次降雨径流样品,分析了样品中的悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、N、P、粪...     

人工快速渗滤系统治理暴雨径流污染研究

土地处理技术是一项简单高效的污水处理技术,试验利用人工快速渗滤系统对武汉动物园暴雨径流进行了治理研究。试验结果表明,除总悬浮颗粒外各水质指标都达到了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准,具有良好的污水深度处理能力。系统对水量的削减较显著,在22.1cm/d的高水力负荷下,削减率达59.5%。     

旅游影响区等级划分及旅游影响指标的分析

采用TWINSPAN分类法,根据旅游对森林植被影响程度,划分为6个旅游等级影响区,反映了以游径为轴线的旅游影响水平空间格局变化规律;对12个旅游影响指标相关分析表明,有3对旅游影响指标间存在显著或极显著关系。其中剔除树桩影响系数和游径距离为极显著相关,旅游垃圾影响系数和剔除树桩影响系数、旅游垃圾影响系数和游径距离这2对指标均为显著相关;根据主成分分析的结果,有5个主成分所提供的信息量占全部信息量的81.88％,这5个主成分与12个旅游影响指标中的7个旅游影响指标关系密切。以7个旅游影响指标进行的旅游影响区等级划分与12个旅游影响指标所得结果是一致的,这就简化了旅游对植被影响评价和影响区等级划分指标的选取。     

主成分分析法用于厦门西港和香港维多利亚港沉积物样品分类研究

本文利用化学模式识别技术的主成分分析法对厦门西港及香港维多利亚港的１８个沉积物样品进行分类研究。所涉及的变量包括重金属Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｄ、有机污染物ＤＤＴ，ＰＡＨ，ＰＣＢ，ＨＣＨ，及碱性磷酸酶活性。正确的分类基于变量的适当选择，即选择代表来源不同的样品之典型特性的变量组合方式。     

重庆市路面降雨径流特征及污染源解析

2010年雨季对重庆市3场降雨时段的地表径流进行采样监测,分析了重庆市路面降雨径流过程特征与降雨强度和降雨间隔时间对不同水质参数初始冲刷的影响,运用多元统计技术区分出路面径流的潜在污染源.结果表明,3场降雨径流的COD、TP和TN的次降雨平均浓度(EMC)分别为60.83～208.03、0.47～1.01和2.07～5.00 mg.L-1,超出了国家地表水环境质量V类标准,是主要污染物;3次降雨事件中,污染物浓度的峰值均提前或同步于径流量的峰值,并且污染物浓度的峰值多数出现在产流10 min内;重金属Zn、Cu、Pb和Cd浓度随降雨径流过程呈锯齿状变化;运用主成分分析区分出路面径流水质的2种潜在污染源:①机动车交通损耗和大气干湿沉降;②城市垃圾.     

哈尔滨主城区不同下垫面融雪径流污染特性

融雪径流是我国北方高纬度城市受纳水体在春季主要的面源污染源,为控制融雪径流对地表水体的污染,于2015年3月底至4月初对哈尔滨主城区6种下垫面、18个采样点的融雪径流进行污染特性分析.通过SPSS 22.0及其主成分分析法确定了BOD5、COD、氨氮、总磷(TP)、石油类和总氮(TN)为哈尔滨主城区融雪径流中影响最为显著的污染指标.应用单因素方差分析法(ANOVA)及其最小显著性差异(LSD)多重比较法对6种下垫面组间及两两下垫间的污染差异性进行了分析.ANOVA分析结果表明,TP在下垫面组间的差异性最大而BOD5最小,其显著性水平(Sig.)分别为0.342和0.631;多重比较的结果则表明不同污染物在两两下垫面之间的均值差异(MeanDiff)均不同,不同下垫面对不同污染指标的贡献率也不同.同时,受地理位置的影响,相同污染物在相同下垫面的不同采样点的分布也存在差别,城市道路和人行道最为明显.不同下垫面融雪径流污染特性分析结果表明,哈尔滨主城区融雪径流污染主要受交通流量、人类活动、冬季燃煤采暖及工业排放的影响.     

Field survey of a sustainable sanitation system in a residential house

Sustainable sanitation is an approach for more ecological and sustainable water resources management. In this paper, we proposed one of the new integrated waste treatment systems： an ＂sustainable sanitation system＂ that includes separation of the black water from water system by a non-flushing toilet （bio-toilet）, and a gray water treatment based on a biological and ecological concept. Sustainable sanitation system also converts the domestic waste to soil conditioners and fertilizers, for farmland use. As one of the case studies, Environmentally Symbiotic Housing in which people actually live using the bio-toilet for the black water treatment and the household wastewater treatment facility for the gray water was introduced. The availability of this system was investigated by analyzing the sawdust used in the bio-toilet and the quality of the effluent in the household wastewater treatment facility. As the result, the water content of the sawdust did not exceed 60% in any of the sampling points and the BOD and COD of the effluent of the household wastewater treatment facility were below 10 and 20 mg/L respectively, due to the low loading. Compared to the pollution load on the water environment created by the conventional system, it was found that the effluent of the house has a lower load than the tertiary treatment and the volume of the water consumption is 75% of the conventional system.     

松花江流域水资源-水污染联合调控方案动态模拟研究

为解决松花江流域水资源消耗与水污染物排放联合调控过程中系统复杂特征难以刻画和系统状态变化难以量化的问题,本文从流域污染物排放的源头即农业、工业、畜禽养殖业及生活(城镇和农村)4个方面展开研究,研究其水资源消耗量和水污染物排放量联合控制的特征和机理过程.通过构建二者的耦合关系,建立了松花江流域水资源-水污染联合控制动态模拟模型.通过对该模型进行验证及设计的4种情景方案的模拟对比,充分说明实施开源、节流、治污、减排的综合措施,才是松花江流域经济社会与水环境系统协调发展的最佳策略.同时结果也证明了本文所提出的联合调控动态模拟模型的合理性和可行性.本研究对于解决松花江流域的水资源优化管理、水污染减排和总量控制具有重要的意义,同时可为制定松花江流域经济发展策略提供参考.     

浙东海积平原农田土壤重金属来源辨识

为了区别土壤中潜在有毒重金属是来源于成土母质还是人为的污染,在浙东海积平原农田选择了32个采样点,分别采集了耕作层(0～10cm)和心土层(40～50cm)土样,用标准化学分析方法分别测定了Cd、Cu、Cr、Co、Ni、Zn、Hg、Pb、Mo、As和Al含量.用元素剖面分布研究法、元素化学形态分析法和主成分分析法等综合方法探讨了农田土壤中重金属的来源.结果表明,研究区土壤中Cr、Co、Ni为非污染元素,主要来源于成土母质,平均含量在耕作层与心土层中较为接近,残留态是这些重金属绝对优势的化学形态.Cd、Cu、zn、Hg和Pb为主要污染元素,其耕作层舍量明显高于心土层,可提取形态的比例较高;其中,Cd、Cu、Zn和Pb有相似的人为污染来源,而Hg有不同的人为污染来源.土壤中的Mo和As的变化较为复杂,可能受成土母质和外源污染双重影响.     

江淮农村生态型排水系统构建及截污作用研究

以安徽省巢湖北岸牌坊陈村为例,构建了一种由沟渠、水塘和湿地组合而成的生态型排水系统,并研究了该系统对农村降雨径流污染的截控作用.构建的牌坊陈村生态型排水系统实现了污水排放、收集和处理一体化,系统通过各组成单元物理、化学和生物综合作用,对降雨径流中污染物具有较高的截留率,减少了营养盐对周围水体输出负荷.3场降雨监测结果表明,系统对TSS、COD、TP和TN的平均截留率分别为78.2%、57.8%、55.5%和64.2%,系统出水中TSS、COD、TP和NH4+-N平均质量浓度分别为23.5、66.3、0.49和3.03 mg·L-1,达到《污水综合排放标准》一级标准要求.水塘作为系统主要截流、纳污以及蓄水单元,其日常水质指标TSS、COD、TP和TN平均质量浓度分别为28.0、31.2、0.47和4.65 mg·L-1,基本符合《地表水环境质量标准》中Ⅴ类标准要求.     

影响上海PM2.5污染不同源地和路径的数值模拟

对2014~2017年上海出现的PM_2.5中度及以上污染过程的地面形势进行分析,发现上海出现PM_2.5中度及以上污染的地面形势场主要可分为输送型、静稳型和叠加型3种类型,其中输送型是影响上海市PM_2.5中度及以上污染的主要天气形势,占比45.8%.通过选取典型个例,分析了3类污染天气型气象成因和维持机制.并利用WRF驱动FLEXPART模式,结合排放源清单,探讨不同污染天气型下影响上海的主要污染物来源：输送型污染有3条影响上海的主要污染传输通道,分别为东路（东海海面）、中路（江苏沿海）和西路（安徽-苏南）,主要时段在污染前1d;静稳型污染影响上海的潜在污染源区集中在上海及周边地区;叠加型污染既存在明显污染输送通道,也有明显的上海及周边潜在污染贡献区域.     

北京市中心城区屋面径流污染特征及来源分析

以北京市中心城区屋面径流为研究对象,对2019年6～9月期间7场降雨事件中屋面径流及附近降雨水质情况开展监测,分析了屋面径流及降雨水质特征、径流初始冲刷效应、径流污染物浓度影响因素及其来源特征.结果表明,北京市中心城区屋面径流中总氮、氨氮、化学需氧量和悬浮物污染较为严重,降雨事件径流平均浓度(EMC)均超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅴ类标准限值[悬浮物超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级排放标准];降雨水质相对较好,但氨氮和总氮也存在超标情况.屋面径流中各污染物初始冲刷强度以中等和微弱为主,由大到小排序依次为：氨氮>悬浮物>化学需氧量>总氮>汞>锌>总磷>铅.屋面径流中悬浮物、化学需氧量、总磷浓度水平与干燥期长度呈显著正相关,与降雨强度呈显著负相关.结合主成分分析结果可知,降雨中的主要污染物为交通运输来源的氮类污染物,屋面径流中的主要污染物则为屋面材料老化和金属雨落管锈蚀释放的悬浮物、有机物和磷类污染物.     

核主成分分析法在生态经济可持续发展评价中应用

文章给出了一种非线性主成分评价模型:核主成分分析(KPCA),它将原变量空间通过一个非线性变换映射到高维特征空间F中,在F中进行线性主成分分析,通过核技巧,它只需在原空间进行点积运算,而不必知道映射的具体形式,只要选取适当的核函数和参数,可以使第一主成分的贡献率达到90%,结合安徽省生态经济可持续发展度为例,说明了KPCA应用,计算结果与现实相符,KPCA方法具有实际的应用价值。     

合流制面源污染传输过程与污染源解析

科学认识和全面理解合流制面源污染发生路径和污染贡献源对于治理和改善城市水环境至关重要.本研究以珠海市典型老城区的合流制小排水区为例,分析了污染物在地表与管道中的累积-冲刷过程,并运用质量守恒法解析了污染物的贡献源.结果表明,地表街尘累积量为(28. 81±10. 69) g·m~(-2),多场降雨事件中地表街尘冲刷量为(19. 27±10. 90) g·m~(-2),冲刷率为(52. 69±13. 3)%,其冲刷形成的地表径流中SS场降雨浓度为52～109 mg·L~(-1),管道径流中SS的浓度为68～158mg·L~(-1);地表径流对SS的贡献率为39%～72%,旱流污水对SS的贡献率20%,管道沉积物再悬浮对SS的贡献率为13%～56%;管道沉积物的厚度在小雨和中雨时增加1～14 cm,大雨和暴雨时,减少7～17 cm;降雨特征影响了污染源贡献比率,其中地表径流对各污染物的贡献范围为2%～52%,旱流污水对各污染物的贡献率范围为9%～65%,管道沉积物对各污染物的贡献范围为8%～81%.基于上述研究结果,为合流制面源污染提出控制措施,以期为我国城市受纳水体污染的解决提供参考.