南沙新区万顷沙联围重点片区海绵城市竖向规划研究

针对海绵城市建设系统化规划思路,研究城市竖向规划标高,在传统防洪排涝因素分析的基础上,增加地下空间、海绵空间和设施布局的分析,通过竖向规划转变传统"快排、末端治理"的排水方式,为建立"源头减排、过程控制、系统治理"的多层级管控模式提供竖向支撑。为确定科学的城市竖向标高,在传统竖向规划方法的基础上,优化了城市竖向基准标高的确定方法。并针对场地和道路的不同功能需求,提出分类别对场地和道路竖向标高进行管控要求,构建海绵空间及设施的竖向空间模式。以期为我国今后城市竖向规划的编制提供思路,为海绵城市空间及设施的竖向协调提供参考。     

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。     

海绵城市建设的水质水量控制效果实证研究:以鹤壁试点区为例

首批国家海绵城市试点建设已经完成,有关海绵城市规划与模型模拟的研究也层出不穷,但是对于海绵建设区开展持续监测并进行深入分析的研究较为缺乏,而对于海绵城市实际建设区的水质水量研究是规划建设理论与实践效果差别的唯一检测器,是优化未来海绵城市规划和建设的关键。以河南省鹤壁市国家海绵城市建设试点区为研究对象,开展试点区地表水体与雨水管网的水质水量多年持续监测研究,分析海绵城市建设对地表水主要水质指标和雨水年径流总量控制率的实践作用效果。采用人工监测与设备在线监测相结合的方式,于2015-08—2018-09在海绵城市试点区地表水体10个采样点进行了16次人工采样,共计获得109个地表水样并测定了常规水质。利用试点区内20个雨水管道出口处的流量在线监测设备获得2018-01—12的分钟级流量数据。结果表明:研究区域内波动较大的水质指标为NH₃-N、TN和DO,波动较小的为pH。与海绵城市建设前相比,研究区域的地表水系水质得到改善,试点区该年度的雨水径流总量控制率达到85.7%,满足规划建设要求指标70%。但当实际场次降雨量低于设计雨量23 mm时,仍有雨水外排。不同地块的径流控制率差异明显。以上结果丰富了海绵城市建设的实践研究,可为优化海绵城市的规划与设计建设提供参考。     

城市降雨径流监测自动采样技术研发与应用

海绵城市建设效果评估需要对海绵设施和不同尺度区域的径流过程进行水质监测采样。现有的采样方法和设备难以自动采集到径流产生初始阶段的水样。研发了一套包含无电力驱动天然降雨自动采样器、"零捕获"下垫面径流过程水质监测自动采样终端、智能型自动水质监测采样器等设备的城市降雨径流水质监测自动采样技术,解决了全天候、自动采集天然降雨和径流过程最初水样的难题,并可记录采样过程的具体时间。实际应用表明,该套技术可操作性强,性能可靠,能为相关科学研究和监测评估提供参考。     

基于模糊层次分析法的海绵城市措施研究

以低影响开发的理念为主导,提倡雨水的源头及分散控制,恢复用地开发前的水文状态.合理地选择海绵城市措施是海绵城市建设的重要内容.海绵城市建设通过加强城市规划建设管理,发挥建筑、道路、绿地和水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现雨水自然积存、渗透、净化.针对海绵城市决策方案优选问题,根据实例情况建立海绵城市措施决策指标体系.应用模糊层次分析法对该指标体系进行评价,引入Delphi法将定性指标及权重值进行量化,计算各方案的评分,从而得到决策结果.结果表明,该方法计算方便,操作性强,为决策提供了可靠的依据.     

Performance of biotrickling filters packed with structured or cubic polyurethane sponges for VOC removal

Two identical bench-scale biotrickling filters (BTFs), BTF 1 and BTF 2, were evaluated for toluene removal at various gas empty bed contact times (EBCTs) and organic loadings. BTF 1 and BTF 2 were packed with structured and cubic synthetic polyurethane sponges, respectively. At a constant toluene loading of 16 g/(m3 hr), toluene removal efficiencies decreased from 98.8% to 64.3% for BTF 1 and from 98.4% to 74.1% for BTF 2 as gas EBCT decreased from 30 to 5 sec. When the toluene loading increased from 35 to 140 g/(m3 hr) at a gas EBCT of 30 sec, the removal efficiencies decreased from 99.1% to 77.4% for BTF 1 and from 99.0% to 81.5% for BTF 2. The pressure drop for both BTFs increased with increased air flow rate, and did not significantly vary while the toluene loading was increased under similar operation conditions. BTF 1 and BTF 2 could start up successfully within 19 and 27 days, respectively, when packed with fresh sponge media, and the performances could be restored in 3–7 days after biomass was removed and wasted from the media. BTF 2 displayed higher removal efficiency even under shorter EBCT or higher loading rate than BTF1 when other operation conditions were similar, while it showed lower pressure drop than BTF 1 during the whole period of operation. These results demonstrated that both BTFs could treat waste gas containing toluene effectively.     

繁茂膜海绵、抗生素和加大水交换量对大菱鲆水环境中病原细菌调控效果的比较

探讨利用繁茂膜海绵(Hymeniacidon perlevis)调控大菱鲆(Scophthalmus maximus)水环境中病原细菌的可行性,并与抗生素和加大水交换量的调控效果对比。在1.5 m3大菱鲆水环境(15~18℃)中持续实验六周,与对照组相比,海绵处理组平均粪大肠菌群、致病性弧菌和总细菌分别降低了60.0%~90.2%、37.6%~81.6%和45.1%~83.9%;抗生素(10 mg/L+10 mg/L呋喃西林)处理组三类细菌分别降低了6.7%~60.8%、-11.9%~48.4%和-4.8%~52.3%;水交换量加倍组三类细菌分别降低了25.0%~82.7%、26.8%~82.7%和15.8%~78.8%。结果表明,繁茂膜海绵能有效调控大菱鲆水环境中病原细菌,其效果好于抗生素(10 mg/L+10 mg/L呋喃西林)和水交换量加倍的调控效果。     

雨水花园土壤重金属的累积效应与污染风险研究

土壤中重金属累积可污染土壤和地下水,危害人类身体健康.雨水花园作为海绵城市建设过程中雨水径流集中入渗的重要措施之一,长期雨水径流集中入渗导致雨水花园土壤发生重金属累积和污染风险.本文以陕西省西安市某高校内雨水花园为研究对象,该雨水花园建成于2011年,运行至今（2020年）,汇流面积为604.7 m²,汇流比为20：1,主要收集屋面雨水.雨水花园土壤重金属监测时间为2017年4月—2019年4月,采用富集系数法、单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法对雨水花园重金属累积和污染风险进行评价.结果表明：雨水花园各土层均有3种元素（Cu、Zn、Cd）累积,Cu在土壤中小幅累积,Zn在土壤表层轻微富集,其它各层基本未富集;Cd在不同土层中富集程度不同,且易受人为活动影响.经单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法分析评价,Cu、Zn元素虽有累积,但未达到污染标准;各层土壤均受到Cd的污染,污染等级均为轻污染.     

生物滞留系统去除雨水病原微生物的研究进展

雨水虽是一种可持续的非常规水源,但径流过程中携带的病原微生物对公共卫生及人类健康存在潜在风险。生物滞留系统是海绵城市建设中径流污染控制的常用源头措施,其不仅可去除常规性污染物,还可在一定程度上控制病原微生物,在雨水处理回用方面具有良好的应用前景。文章结合回用水质标准重点分析了生物滞留系统对病原微生物的削减效果,综述了强化型生物滞留系统对病原微生物的去除研究进展。传统生物滞留系统虽可有效去除病原微生物,但难以满足雨水回用要求,而选用抗菌性植物,增设抗菌填料或添加生物炭介质可显著提高系统对病原微生物的去除率。作者提出,今后的研究将重点关注雨水径流中病原微生物在生物滞留系统中的去除机理与过程模型,进而探寻系统的最佳运行条件与工艺设计参数,以提高系统对病原微生物的去除效果与稳定性。     

基于生命周期思想的透水铺装资源环境影响评价述评

透水铺装作为典型的海绵城市设施,具有城市雨水径流减排、水质净化等多种环境效益,但在材料制备、施工、维护管理过程中相对于传统铺装资源能源消耗有所增加,亟须应用生命周期评价这一系统分析方法,开展透水铺装的资源环境效益的综合评估。通过文献述评,总结了生命周期评价方法应用于透水铺装评估的现状与面临的挑战,并提出了相应对策:将运行维护阶段纳入评价系统边界,有助于提升透水铺装资源环境评价的全面性;针对生命周期评价结果难以指导工程设计的问题,建议将生命周期评价与建筑信息模型相结合,优化透水铺装的绿色设计;针对透水效应动态变化等生命周期环境影响评价方法问题,建议将水文模型引入整体评估方法。通过上述角度的提升,生命周期评价方法有望为透水铺装的政策制定、规划设计、施工养护等全过程提供参考数据与优化方案,助力海绵城市建设乃至城市生态系统的良性发展。