屋顶绿化改善城市环境效果分析

简要介绍了国内外屋顶绿化的发展状况,并着重分析了屋顶绿化对城市绿化面积、城市景观、城市气温及湿度、建筑屋顶性能及温度、城市雨水径流量、城市非点源污染负荷等城市环境的改善效果。     

芦溪流域非点源污染物流失的一般规律

以芦溪小流域为研究对象,监测在自然降雨条件下,不同土地利用类型小区、流域出口的污染物流失情况,研究一次降雨径流过程中非点源污染物流失的一般规律,以及不同前期降雨条件下的污染物流失特征.研究表明:随着前期降雨量的增大,SS的流失明显降低,当试验前5天总降雨量为15、115、161mm时,流域出口的SS流失浓度分别为265.6、145.8和124.2mg/L;流域出口的营养物质与COD受前期降雨条件的影响相对较小,波动幅度不大于±15%.小区试验的结果表明:污染物流失浓度的一般规律为:旱地>居民点>草地>林地>水田.植被覆盖可有效地减少泥沙流失,当植被盖度从50%上升到90%时,泥沙流失浓度可减少80%.土壤背景值是决定TN流失浓度的关键因子,旱地、草地、林地的TN流失浓度与土壤背景值的比值为2.75%、2.79%和2.42%.NO₃^--N与NH₄⁺-N的流失浓度随植被盖度的增大而增大.     

北京地表水中三氟乙酸的测定

三氟乙酸是HFC-134a等氯氟烃替代品的降解产物,对植物和土壤微生物群落的生长有一定抑制作用。笔者建立了测定TFA质量浓度的实验方法:将样品中的三氟乙酸与硫酸二甲酯在浓硫酸介质中衍生为三氟乙酸甲酯(MTFA),利用MTFA的易挥发性,以顶空进样和气相色谱-质谱联用的方法检测样品中MTFA的质量浓度,进而得到环境水样中TFA的质量浓度。并应用该方法测定了北京部分地表水体中三氟乙酸的质量浓度。测定结果:北京青年湖水样和北海水样中的ρ(三氟乙酸)分别为78和93ng L,而北京大学自来水水样中ρ(三氟乙酸)低于方法检测限10ng L。      

新型透水铺装对雨水径流水量和水质控制效果现场研究

前期研究表明,新型透水铺装通过在结构层引入毛细柱,不仅可有效提高设施在高地下水位地区应用的水文控制效果从而缓解城市内涝风险,还能够有效缓解城市热岛从而调节城市热环境。为了探讨新型透水铺装对于城市雨水径流污染的控制效果,实验构建了新型透水铺装(IPP)、传统混凝土砖缝隙透水铺装(PICP)和不透水混凝土路面(CP)3种不同的停车场现场设施,基于全年实际降雨条件下监测数据,分析对比了IPP和PICP对于雨水径流水质净化的效果差异,评估了2种设施全年所排放的城市面源污染负荷。实验结果表明：与PICP设施相比,IPP对NO^-₃-N、TN的总污染负荷控制率分别从14.4%、37.3%提高至45.6%、58.8%,对TSS和COD总污染负荷控制率分别从81.9%、84.2%提高至97.5%和96.7%;PICP和IPP 2种设施对于TP的去除效果均较好,其总污染负荷控制率分别为82.5%、86.2%。统计结果显示,新型透水铺装IPP可明显减少NO^-₃-N、TN、TSS、COD污染物的排放,从而有效缓解雨水径流导...     

基于GF-1/WFV影像的青海祁连山地区地表覆被自动分类应用研究

基于GF-1/WFV影像的地表覆被自动提取方法,利用青海祁连山地区复杂、独特的地表覆被垂直变化特征,建立以祁连山地区为例的水源涵养区地表覆被分类规则。结果表明,总体分类精度为95.73%,Kappa值为0.889 6,分类精度优于80%。尝试将网络远程视频监控系统应用在遥感解译中,选取样本点近距离验证典型地物类型,包括生态脆弱区(冰川)、生物多样性重点保护区(青海小叶杨原种保护地)等,分类精度为94.8%,应用潜力大。     

LUCC及气候变化对李仙江流域径流的影响

为揭示李仙江流域LUCC和气候变化对径流变化的影响,基于SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了不同土地利用类型和气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种气候情景对流域未来径流的变化进行了预估。结果显示：(1) SWAT模型在李仙江流域径流模拟中具有很好的适用性,可以用SWAT模型进行流域的径流模拟,率定期的模型参数R2、Ens分别达到0.74、0.73,验证期的模型参数R2、Ens分别达到0.63、0.63;(2) 单一土地利用情景显示,将农业用地转化为林地或草地,均会导致流域径流量的减少,而将林地转化为草地则会引起流域径流量的增加,农业用地、林地、草地三者对径流增加贡献顺序为农业用地＞草地＞林地。(3) 2006~2015年间李仙江流域的LUCC引起的月均径流增加幅度小于气候变化引起的月均径流减少幅度,李仙江径流的变化由气候变化主导。(4) 在RCP4.5和RCP8.5两种气候情景下,2021~2050年间李仙江流域径流均呈减少趋势,减少的速率分别为3.6和2.15亿m³/10 a,这与1971~2015年间,流域实测径流减速为6.7亿m³/10 a的变化趋势一致,但这两种情景下,径流的减少趋势有所降低,分别为1971~2015年减速的53.7%、32.1%。     

改良填料生物滞留池对雨水径流中磷的去除效果

针对生物滞留池在一定淹没区高度条件下同时添加碳源对P的去除效果波动较大问题,开展了生物滞留池填料改良方法的研究。通过构建3根模拟实验柱,分别填充传统填料、普通生物炭改良填料和铁改性生物炭改良填料,分析了不同生物炭改良填料生物滞留池在不同淹没区高度和不同落干期条件下对PO_4~(3-)-P的去除效果;同时,探讨了生物炭对生物滞留池填料的改良作用。研究结果表明:在淹没区高度为300 mm的条件下,铁改性生物炭改良填料生物滞留池对于PO_4~(3-)-P去除效果最好,平均去除率接近90%,而普通生物炭改良填料生物滞留池对PO_4~(3-)-P去除效果最差,平均去除率低于60%;同时,在不同落干期条件下,所有实验柱均未发生PO_4~(3-)-P淋出现象。铁改性生物炭改良填料生物滞留池在设有一定高度淹没区条件下对雨水径流中磷具有很好的去除效果,并对不同落干期变化具有较强的适应性。     

基于多模式的乌江流域径流对气候变化的响应研究

采用经统计降尺度与偏差订正的4种全球气候模式(GFDL-ESM2M,HadGEM2-ES,IPSL-CM5A-LR和MIROC5)1861 ～ 2005年的历史气候模拟试验和2006 ～ 2018年的RCP4.5情景预估资料,驱动SWAT水文模型,分析了1861～2018年乌江流域气候变化特征及其对径流的影响.同时,采用1861～2018年4种全球气候模式在工业革命前控制试验(piControl)数据,对比分析了"自然"和"人为+自然"强迫下流域气候及径流变化的差异.研究结果表明:(1)1861～2018年乌江流域平均气温呈现显著上升趋势,气温倾向率为0.03℃/10a;降水呈显著下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/10a.流域主要水文控制站武隆站年平均流量呈显著下降趋势,倾向率为-20.8 m3/s/10a;四季平均流量倾向率分别为-10.8、-46.1、-20.1、-5.9 m3/s/10a,均呈显著下降趋势;枯水极值流量倾向率为-7.6 m3/s/10a,丰水极值流量倾向率为-43.5 m3/s/10a,下降趋势显著.(2)"自然"强迫控制试验下,1861～2018年乌江流域年平均气温无明显变化趋势;降水则为不显著上升趋势,倾向率为1.9 mm/10a;年平均流量呈微弱上升趋势,倾向率为0.1 m3/s/10a;四季平均流量倾向率分别为-1.1、-18.6、11.0、8.9 m3/s/10a,春季平均流量不显著下降,夏季显著下降,秋季不显著上升,冬季显著上升;枯水极值流量倾向率为2.5 m3/s/10a,丰水极值流量为-9.5 m3/s/10a,变化趋势均不显著.(3)相对"自然"强迫序列,人类活动引起的气候变化导致1861 ～ 2018年乌江四季平均流量分别减少7.1％、9.7％、8.7％、11.9％;枯水与丰水极值流量分别下降9.3％和5.0％.     

黄土高原矿区土壤细菌群落对地表塌陷和土地复垦的响应

中国一半的煤炭生产能力集中于生态脆弱的黄土高原,采矿活动进一步加剧了当地生态环境恶化,尤其是土壤退化.微生物是土壤物质转化的动力,对外界干扰十分敏感,厘清其变化对生态恢复和治理尤为重要.为此,本研究以黄土高原大柳塔煤矿及黑岱沟煤矿为对象,利用高通量测序技术和分子生态网络分析方法,揭示土壤细菌群落多样性及不同活动影响下土壤细菌群落之间的联系与差异.结果表明,不同活动对土壤理化性状影响显著,塌陷区有机质、速效磷、速效钾呈显著性下降(P0.05),复垦区土壤有机质、水分、pH和电导率则显著增加(P0.05),塌陷对土壤理化性状产生了抑制作用,复垦呈现促进作用.不同活动对土壤细菌群落产生不同的影响,塌陷区多样性指数降低了约20%,复垦则多样性指数增加了63%,但塌陷区、复垦区优势菌门保持一致.不同活动对土壤细菌分子生态网络的影响迥异:塌陷后分子生态网络趋于复杂,网络连接数及互作关系明显增强;复垦后则生态网络模块增加,模块内部趋于简单.为应对地表塌陷和土地复垦,土壤细菌往往改变菌种间关系作适应性变化.塌陷更多地促进相互合作以适应养分的贫瘠,复垦则促进模块数增加并趋于合作以获取更多的资源.     

不同类型生物滞留介质对雨水径流中多环芳烃的去除效果

生物滞留设施是目前城市雨水控制利用中应用最广泛的措施之一,其中填料类型对雨水径流净化效果具有重要影响.通过实验室模拟实验,研究了不同类型填料生物滞留设施对雨水径流中多环芳烃(PAHs)的去除效果,并以炉渣为例研究了填料内部累积的PAHs降解特征.结果表明,不同类型填料对PAHs的去除效果从高到低依次为:炉渣砂土陶粒沸石,填料类型对PAHs的净化效果具有一定选择性;PAHs不同组分在不同填料中净化效果也不同,4种填料对2环PAHs净化效率均较高,约为70%,对56环的净化效率也均在50%以上,对4环PAHs的净化效率较低,约为40%.因此,生物滞留设施中填料类型对PAHs净化效果具有重要影响,实际工程中应根据PAHs的净化需求选择合适的填料.