生态住宅小区雨水利用与水景观系统案例分析

以某住宅小区为例，进行雨水利用和水景观系统的方案设计，根据水量平衡计算，充分利用小区汇集的雨水作为绿化和景观用水；并充分考虑雨水径流的污染和小区水体的水质，合理地设计雨水的截污、净化和景观湖的水循环与水质保障措施。强调系统和生态学的观点。     

广州城市道路雨水径流的水质特征

城市道路雨水径流中富含交通活动所产生的大量石油类、悬浮固体和重金属等污染物,能够对受纳水体的水质造成明显的破坏并影响水生生态。对广州市内道路某路段发生的七场路面雨水径流进行了降雨量、径流量的同步监测和径流样品的水质分析,结果表明,广州城市道路雨水径流中营养盐的含量较低,但COD值较高,且可生化性差,石油类和重金属的含量也较高。其中石油类、COD、悬浮固体和重金属Pb的污染水平虽然与国内其他城市的研究结果在同一范围,但都高于国外发达国家的研究结果,反映出我国在道路路面环境维护和管理上与国外的差距。对照我国地表水环境质量标准,广州城市道路雨水径流中的石油类、COD、悬浮固体和Pb等指标都大大超过III类标准,表明道路径流若不经处理直接排放进入地表水体,可能对受纳水体主要是珠江的水质造成严重影响。     

城市污水处理厂进水水质规律分析及应用

利用城市污水处理厂的实际运行数据,分析水质变化情况及水质指标关联度,总结水质水量的变化规律,为后续污水处理提标改造提供定量依据。结果表明,该污水厂进水流量、NH₃-N、TN和TP等指标季节因素起决定性影响,季节因素对COD、BOD₅的影响较小。通过对城市污水处理厂进水水质分析,掌握污水厂进水情况,可为污水处理厂设计和运行提供基础数据,也可为其他类似工程提供可供借鉴的思路。     

中国淡水环境锰的水质基准及其生态风险评估

锰(Mn)是生物必需微量元素,但近年来地表水锰超标现象时有发生,威胁水生态安全。鉴于目前尚缺乏中国锰的淡水水生生物水质基准,本研究通过筛选中国淡水生物锰的急慢性毒性数据,利用水体硬度和pH参数归一化的毒性数据,建立物种敏感度分布曲线获得了锰的短期和长期水质基准,并采用商值法评价我国部分水体锰的生态风险。本研究建立了基于水体硬度修正的锰的短期水质基准模型,推导了不同硬度和pH值水平下中国淡水环境锰的短期和长期水质基准。研究结果表明当水质硬度标准化到150 mg·L^-1 CaCO₃和pH标准化到7.8时,锰的短期基准值和长期基准值分别为2 625μg·L^-1和231μg·L^-1。锰的短期水质基准值以硬度的函数表示：短期水质基准=e⁽[1.0304ln(硬度)+2.7099])。生态风险评价表明山西汾河、贵州松桃河流域和湖南酉水流域存在较高生态风险。研究结果可为锰水质标准制定、水生生物保护和水生态环境管理提供科学依据。     

黄河下游"断流"河段水量与水质的关系

根据全球水质监测计划（GEMS/WATER Program）资料和我国黄河水利委员会的水文（1950-2000）和水质监测数据（1960-2000），研究了黄河下游“断流”河段水质与水量的关系，结果表明：90年代后期，在黄河下游流量急剧减少和“断流”情况下，河水中主要离子的含量急剧增加，另外，黄河下游“断流”河段水质参数随流量的变化有三种情况：易溶解化合物水质指标的含量随流量增加而降低（如EC，Cl^-，SO4^2-等），难溶化合物水质指标的含量随流量增加而增加（悬浮物、总磷和粪大肠杆菌等）；其他水质指标含量的变化与径流量变化的关系不明显，对部分水质指标与径流量关系进行拟合研究，预测值与实测值吻合很好。     

天津城区道路雨水径流水质监测及污染特征分析

城市市区道路由于交通活动产生大量的重金属、无机阴离子、营养盐、有机污染物等,对受纳水体的水质造成很大破坏,并影响了水体的生态环境.通过对天津城区不同功能区(商业区、文教区和居住区)的道路降雨径流的30个水质指标进行监测分析,评估天津市区道路雨水径流的污染程度,进而分析天津市区降雨污染的基本特征.结果表明,不同功能区理化指标平均浓度的大小顺序为:商业区>居住区>文教区,天津市区道路雨水pH接近中性;金属离子中铅在3个功能区中均超标,在商业区、文教区和居住区中分别超标1.16、1.05和1.28倍,且天津市区重金属污染浓度与南京和澳门相近;无机阴离子并未超出地表水质量标准V类标准或集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值.TN、TP、COD和BOD_5最大值分别严重超出国家地表水环境质量V类标准的2.5、2.0、10和50倍.挥发酚在3个功能区中均未超标,而阴离子表面活性剂在商业区、文教区和居住区分别超过地表水质量标准V类标准的37、17和6.3倍.     

基于BP神经网络算法的密云水库水质参数反演研究

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面监测数据和Landsat 8遥感影像,分别建立了反演总磷、总氮、氨氮和COD(化学需氧量)4个水质参数的BP神经网络模型,并反演了密云水库2013-2018年非结冰期主要水质参数,分析了密云水库主要水质参数的年际变化特征、季节变化特征和空间分异特征。结果表明,(1)水质参数的Landsat 8敏感波段分别为:总氮为1、4波段,氨氮为1-7波段,总磷为1、3-7波段,COD为2-5波段。(2)密云水库主要水质参数在2013-2018年总体呈下降趋势,氨氮和COD为Ⅰ类水质,总磷为Ⅱ类水质,总氮为Ⅲ类水质。(3)4个水质参数指标春季最高、秋季次之、夏季最低,总氮、总磷、氨氮和COD的春季值分别是夏季值的1.08、1.36、1.6、1.45倍。(4)密云水库不同水质参数的空间差异性较大,总体来看,水库北部和东部的4个水质参数含量相对较高,这种分布与北部和东部村庄密集以及密云水库两大入库河流有关。综上所述,基于BP神经网络算法的密云水库水质反演研究是可行的,且得到了较为可信的研究结果,该研究可为密云水库水质管理与政策制定提供重要的科学依据。     

漓江上游纳污最适总量及水质变化规律研究

为确保 2 0 0 0 - 2 0 10年桂林漓江上游进入城区水质能保持国家II类水质标准进行纳污总量控制及其水质变化规律研究。采用系数法对 2 0 0 0 - 2 0 10年陆源排污总量进行科学预测 ,按河流功能区划要求 ,首次利用动态数学模型计算河流在不同流量、不同纳污总量条件下保持II类水质的最适纳污值 ,探讨了漓江水质变化规律。为环境管理打下基础     

屋面雨水回收用于冷却补水设计实例

以广州某商业中心为例,介绍了屋面雨水回收用于空调冷却塔补水的设计。根据广州地区雨水资源丰富、水质良好及工程项目的特点,确定了雨水回收范围、回收用途,并进行了月均水量平衡计算。经济效益分析表明,该系统每年可节约市政供水34000m3,经济效益和环境效益显著。     

长江流域氧氟沙星和金霉素的人体健康水质基准研究

抗生素因其潜在的生态和健康风险而引起全球关注。目前,中国长江流域抗生素的人体健康水质基准研究尚处于空白阶段,不利于国家进一步开展抗生素新污染物的管控和风险评估工作。为促进长江流域抗生素污染物的人体健康水质基准研究和人体健康风险评估工作的开展,分别在长江流域宜宾段(上游)、重庆段(上游)、宜昌段(上游)、武汉段(中游)和上海段(下游)采集并分析了表层水样和不同营养级鱼样中氧氟沙星(OFL)和金霉素(CTC)的含量(采样点涉及长江干流、支流、沿江水库以及沿江城镇密集区)。通过分析长江流域OFL和CTC在第2、3、4营养级鱼类的最终营养级生物累积系数(A_fi),结合抗生素毒理参数和人群暴露参数,在饮水和消费水产品两种暴露途径下,推导出了长江流域OFL和CTC的人体健康水质基准(AWQC)。结果表明,长江流域水体中OFL和CTC的质量浓度分别为ND-1.55×10^-4、ND-4.17×10^-4 mg·L^-1,鱼体中OFL和CTC的质量分数分别为ND-4.94×10^-2、ND-0.108...     

城市雨水问题与可持续发展对策

城市化的快速发展带来了一系列的雨水问题,如雨水径流污染、水资源严重短缺、洪灾风险加大等,雨水是城市可持续发展的关键问题之一。通过对近年来北京城区雨水水质与水量的监测和分析,根据城市可持续发展的总体要求,提出了解决城市雨水问题的指导思想和对策。     

西安市不同下垫面路面径流雨水中重金属的四季污染特征

重金属是雨水径流中的重要污染物质。为探究雨水径流中重金属的季节变化规律。地理位置因素和人为因素对重金属含量的影响。根据西安市城区内道路类型、路面材质、交通量、人流量等因素选择5个采样点,以2013年全年的降雨样品作为研究对象,利用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定雨水径流中重金属Cd、Zn、Fe、Mn、Al、Pb的质量浓度。研究结果表明：Cd的质量浓度正常,低于地表水环境质量Ⅰ类标准,受地理位置、人为活动以及季节变化的影响极小。Zn的质量浓度正常,在地表水环境质量标准第Ⅰ类和第Ⅱ类标准之间;与地理位置、人为活动以及季节变化没有明显关系。Fe的含量因地理位置不同而异,交通繁忙、商业活动较多的小寨四季雨水径流中的Fe均较高,均为城市供水水质标准的3倍,商业活动的影响大于车辆交通的影响,校园秋季雨水中Fe为水质标准的2倍,其它3个季节水质正常,浓度的影响较小,人为因素对雨水中Fe含量的有一定的影响,人流量大的区域雨水中Fe的含量相对较高。冬季燃煤对雨水中Mn的含量影响较为明显。Mn 只在冬季雨水中的含量略高于城市供水水质标准,对环境影响很小;地理位置,人为活动,区域职能对 Mn的含量均没有明显的影响。Al 的含量在城市供水水质标准限值内,受人流量、区域职能、季节变化影响较小,受地理位置影响较大。Pb的含量受路面交通环境和冬季煤炭燃烧的影响较大,在车辆交通繁忙的地点,Pb的含量明显增高;Pb的含量受季节变化影响较为明显,冬季＞春季＞夏季＞秋季;人流量对 Pb 的含量影响不大;下垫面对 Pb 的含量影响明显,柏油路面上的雨水径流中Pb含量最高,石板路面上Pb的含量在其次,塑胶路面上Pb的含量最少。     

稀脉萍(Lemna paucicostata)对水质的综合评价和指示作用

为探讨利用我国本土植物进行水质综合评价和指示的可行性,试验研究了我国特有的浮萍属植物——稀脉萍(Lemna paucicostata)对不同来源水(自来水、雨水为唯一来源的池塘水、接纳多种排放废水的湖水及垃圾填埋场渗滤液)水质的综合评价和指示效果.结果表明,1)就不同来源水而言,随着水质的下降(自来水、池塘水、湖水、渗滤液),稀脉萍叶状体和群体7d相对增殖率(相对于对照)均逐渐降低;2)就某一污水而言,随着水质的下降(渗滤液稀释4096～128倍),稀脉萍叶状体7d相对增殖率逐渐降低,而群体相对增殖率没有明显变化规律.以上结果提示,稀脉萍对水质具有一定的评价和指示作用,其叶状体相对增殖率可应用于水质的生物学监测和综合评价.     

北京市雨水资源综合利用与污染防治——迎绿色奥运,建生态北京

介绍了国内外雨水收集利用的情况,并针对北京水资源短缺和雨水资源大量浪费的现状,分析了北京市雨水资源收集和综合利用的前景,提出削减污染以及雨水综合利用的相关措施。北京天然雨水较清洁,然而经过在各种下垫面的冲刷后径流水质变差,初期径流污染物的含量相当大,甚至超过地表水环境质量标准的Ⅴ级。建议将初期降雨径流和后期雨水分开对待,将初期径流处理后再利用。     

含油废水处理后回用于港区除尘系统的设计与运行

介绍了某含油废水回用工程的设计、运行和管理,该回用工程设计处理量为400 m3/d。采用了水解酸化预处理+生物接触氧化+生物活性炭的处理工艺,处理后的出水用于港区煤炭储存场的除尘系统。运行结果表明,本工程的处理出水水质明显优于生活杂用水水质标准的要求,出水可用于冲洗地面、洒水抑尘等用途。     

纳米银与银离子对土壤微生物及酶活性的影响

为研究纳米银和银离子对土壤微生物的影响,采用土壤培养方式,对不同剂量纳米银(10、50、100 mg·kg~(-1))和银离子(1、5、10 mg·kg~(-1))暴露下黄褐土、砖红壤中可培养微生物数量及土壤酶活性(脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)进行研究,并采用纯培养方法对纳米银和银离子暴露下的大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)凋亡情况进行检测,对纳米银释放的银离子毒性进行评估。结果表明,随着纳米银剂量的增加,土壤可培养微生物数量显著减少,脲酶和过氧化氢酶活性降低,蔗糖酶、荧光素二乙酸酯水解酶(FDA酶)活性没有显著变化;银离子处理中微生物数量明显减少,但土壤酶活性被激活。10 mg·L~(-1)纳米银暴露1 h后大肠杆菌、金黄色葡萄球菌凋亡率、死亡率增高;随着培养时间的延长,纳米银缓慢释放银离子,并促进大肠杆菌的凋亡。综上分析,纳米银能够抑制土壤可培养微生物生长和酶活性,其中脲酶、过氧化氢酶对纳米银较为敏感,蔗糖酶、FDA酶受纳米银的影响较小;纳米银的毒性一方面是其本身的特异抗菌性,也有部分来自缓慢释放的银离子。     

氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明：Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^-2,植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^-2,雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^-2;所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明...     

基于粒子群优化的GRU广东省跨境断面水质预测模型研究

水质预测是跨界断面环境风险分析的重要方法,对水质监控和水源保护具有重要作用。GRU是水质预测的常规模型,但广东跨界断面众多、水质数据变化较大,不同断面不同时间段的GRU水质预测需要对超参数进行多次训练调整,以保证模型获得较高的精度。为快速简便地实现GRU模型的迁移使用,提出了PSO-GRU水质预测模型,引入粒子群优化算法,对GRU的超参数进行优化,减少了超参数设置的经验性和随机性,提高模型预测精度。构建PSO-GRU水质预测模型的步骤主要为,1)分析水质特征,确定滑动窗口,构建数据集(训练集、验证集、测试集);2)设置PSO-GRU的相关参数的初始值,通过计算PSO的适应度值来获得新的GRU超参数,经过迭代,追踪超参数局部最优解和全局最优解,最终得到全局最优超参数;3)将最优超参数构建GRU模型进行水质预测。将PSO-GRU用于8个跨境断面水质预测,并与LSTM、GRU模型进行对比,结果表明,1)PSO-GRU模型拥有较好的泛化性,能够在8个跨境断面水质预测中迁移使用,并取得较好的预测结果,达到应用要求。2)LSTM、GRU超参数的设置需要经过多次试验,且难以获得超参数的全局最优值,P...     

感潮河道不同参数对水环境容量的影响分析

作为水环境容量计算的重要组成部分,模型参数选值是否合理直接关系到模型计算结果的准确度和可靠性。本文以珠江三角洲西北江网河区的感潮河道为例,在考虑潮位、污染源概化方式、设计流量、综合衰减系数、本底水质浓度参数条件的基础上,利用感潮河网一维水动力和水质模型,分析和探究感潮河道不同参数对于水环境容量的影响,从而为感潮河道水环境容量计算的参数选值提供一个理论和经验参考。研究结果表明:感潮河道的水环境容量与潮位呈现十分显著的正相关关系,但在某些潮位变化时段,水环境容量的相对降低幅度会大于潮位的相对下降幅度,说明水环境容量会受到径流和潮流的共同作用。对于不同参数变化下的水环境容量,顶点排放远大于均匀和中间排放,而均匀和中间排放比较接近,这主要与不同污染源概化方式所引起的污染物稀释衰减程度有关。在不同的污染源概化方式下,设计流量、综合衰减系数和本底水质浓度的变化对于水环境容量的影响会不同,当COD综合衰减系数的取值≥0.28 d-1时,设计流量对于水环境容量的影响会变得很小;当COD本底水质浓度的取值在22 mg·L-1前后,设计流量和综合衰减系数对于水环境容量的影响会产生较大的差别。故在对感潮河道水环境容量的参数进行选值时,要注意参数变化对于计算结果的影响。     

东江上游高风险支流不同功能区初期雨水径流污染特征分析

了解不同外界条件下初期雨水径流污染物的变化是有效控制面源污染的重要基础。根据径流曲线法(SCS)对东江上游高风险支流区中农田区、交通道路区、住宅商业区和工业区4个不同功能区的初期雨水径流进行采样,按照国家标准水质分析方法进行监测,并对不同功能区初期雨水径流水质的变化规律及主要污染物的相关性进行分析。研究结果表明,降雨前期晴天数、降雨量、降雨强度对初期雨水径流水质变化均有明显影响。当前期晴天数多、雨量大且降雨强度大时,污染物质量浓度峰值出现的时间早、质量浓度下降趋势明显。随着降雨历时的延长,初期雨水径流主要污染物SS、COD_(Cr)、TN、TP及NH_3-N的质量浓度大都呈现下降趋势,且污染物质量浓度峰值大部分出现在前5 min。其中,SS质量浓度以农田区最高,相对于其他功能区,污染物质量浓度最高可达14倍之多。COD_(Cr)、TN、TP及NH_3-N质量浓度均以住宅商业区最高,最高分别可达1 136、17.56、3.96、25.36 mg·L~(-1),相对于其他功能区而言,住宅商业区更易导致水质污染。从最典型降雨事件分析来看,只有交通道路区的COD_(Cr)、TP、TN与SS之间呈现正相关,其相关系数分别为0.775、0.798、0.826,其余3个功能区域的主要污染物之间则出现负相关,表明初期雨水具有复杂性,受多重外界因素影响。该研究结果对入江污染物负荷量控制及东江水环境保护具有一定的意义。