MINIMIZING THE IMPACT OF URBANIZATION ON LONG TERM RUNOFF1

Increasing concern about the problems caused by urban sprawl has encouraged development and implementation of smart growth approaches to land use management. One of the goals of smart growth is water resources protection, in particular minimizing the runoff impact of urbanization. To investigate the magnitude of the potential benefits of land use planning for water resources protection, possible runoff impacts of historical and projected urbanization were estimated for two watersheds in Indiana and Michigan using a long term hydrological impact analysis model. An optimization component allowed selection of land use change placements that minimize runoff increase. Optimizing land use change placement would have reduced runoff increase by as much as 4.9 percent from 1973 to 1997 in the Indiana study watershed. For nonsprawl and sprawl scenarios in the Michigan watershed for 1978 to 2040, optimizing land use change placement would have reduced runoff increase by 12.3 percent and 20.5 percent, respectively. The work presented here illustrates both an approach to assessing the magnitude of the impact of smart growth and the significant potential scale of smart growth in moderating runoff changes that result from urbanization. The results of this study have significant implications for urban planning.     

济南市道路扬尘排放因子估算及其影响因素研究

以济南城市道路为研究对象,采用美国环保署AP-42模型和方法,通过道路分类、优化布点、样品采集、实地观测和计算分析,获得道路粉尘负荷及四种类型道路扬尘的排放因子,探讨了排放因子的主要影响因素。结果表明,路面粉尘负荷随车流量增大而逐渐降低,城市城区路面粉尘负荷多小于城市外围路面,且外围道路路面粉尘负荷随时间和空间变化大;支路和次干道排放因子相对较小,快速路排放因子较高,主干道排放因子最高,其TSP、PM10、PM2.5排放因子分别高达25.239 3 g/VKT、4.731 1 g/VKT、0.597 2 g/VKT;排放因子随平均车重增加呈现逐渐增大趋势;同种类型道路排放因子均随道路粉尘负荷的增加而增加;次干道和快速路排放因子随车流量增大而减小。所获结论可为城市道路扬尘排放估算提供参考。     

未铺装道路扬尘排放特征研究

在未铺装道路下风向不同高度测量PM10浓度和风速风向,同时测量上风向PM10浓度,采用暴露高度浓度剖面法计算未铺装道路的扬尘排放量,同时现场记录通过车辆的类型、车速、车轮个数等信息,计算未铺装道路扬尘PM10排放因子。分别分析车辆类型、车辆重量、车轮个数、路面粉土含量、车辆行驶速度对排放因子的影响。结果表明,大货车的排放因子最大,为362 g(/km.辆),其次为小客车、小货车和机动三轮车,分别为112、105和67 g(/km.辆);随着车辆重量的增加排放因子增大并呈线形相关性;随着车辆平均车轮个数的增加排放因子增大并呈线形相关性;分别研究了大货车、小客车和小货车排放因子与车速的关系,随着车速的增加,3种类型车辆的排放因子都增大,并有较好的线形相关性;路面尘土中粉土含量增大,道路扬尘排放因子也增大,路面尘土湿度增加排放因子减小。     

道路交通噪声不同预测模型之比较

目前,我国在进行道路交通噪声环境影响评价工作中主要使用的预测模型有2009声导则模型、2006规范模型,此外,也有部分噪声评价工作采用了德国的CadnaA软件。因各种模型在使用条件和参数选取等方面存在不同,导致预测结果存在差异。如何选取合适的预测模型,一直是国内学者不断研究想解决的问题。本文对已有道路交通噪声进行现场实测,通过设计不同的预测模式进行模型验证,将预测结果与实测值进行比较,结果表明这五种噪声预测模式中,模式一、模式四、CadnaA软件的噪声预测值与实际情况最相符,模式一绝对预测误差昼间在3.3-6.0 dB(A)之间,夜间在-3.4-0.2 dB(A)之间。使用2009声导则模型、2006规范模型相结合的预测模式更为准确。     

三峡库区典型退耕还林模式土壤养分流失控制

选择三峡库区典型退耕还林模式,包括园地(茶园)及林地(板栗)与原有坡耕地对照,观测并分析其土壤养分(氮磷)输出途径及数量情况,以评估实施退耕还林工程对流域土壤养分输出的影响.结果表明:1退耕后土壤养分氮磷年流失量(包括随泥沙和地表径流流失的量)减少;总氮(TN)年输出量从大到小依次为坡耕地(2 444.27 g·hm-2)茶园地(998.70g·hm-2)板栗林地(532.61 g·hm-2);总磷(TP)为坡耕地(1 690.48 g·hm-2)茶园地(488.06 g·hm-2)板栗林地(129.00 g·hm-2);与坡耕地比较,退耕还林模式(园地、林地)总氮、总磷年输出载荷分别减少了68.68%和81.75%.2茶园地、板栗林地与坡耕地相比,土壤养分速效态氮流失量明显减少,硝态氮(NO-3-N)输出总量依次为坡耕地(113.79g·hm-2)茶园地(73.75 g·hm-2)板栗林地(56.06 g·hm-2);铵态氮(NH+4-N)养分输出次序为茶园最大(69.34 g·hm-2),坡耕地次之(52.45 g·hm-2),板栗林地最小(47.23 g·hm-2).3硝态氮、铵态氮主要通过地表径流输出,所占总量比例分别为91.4%和92.2%;总氮和总磷主要通过泥沙输出,所占总量比例分别为86.6%和98.4%.通过退耕还林等措施,该地区地表径流以及土壤侵蚀输出明显减少,土壤养分流失得到有效控制.     

路面径流生态阻控技术研究——以改性麦饭石透水沥青路面为例

为强化透水沥青路面对路面径流中氮、磷的控制效果,采用铁盐联合碱热技术制备了涂层负载改性麦饭石蓄水层集料,并运用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对改性后麦饭石集料的表面形态、特征和化学成分进行了表征.同时,通过静态吸附试验对TP的吸附效果及其作用机理进行了对比研究.最后将改性麦饭石作为蓄水层集料应用于透水沥青路面中,通过模拟降雨和周期蓄水试验探究其净化机制.结果表明:相比于天然麦饭石,铁盐联合碱改性麦饭石的表面性状发生了明显变化,最大饱和吸附容量明显提高,对氨氮和磷酸盐的吸附容量分别从1.32 mg·g~(-1)和1.48 mg·g~(-1)提升到12.82 mg·g~(-1)和6.38 mg·g~(-1);降雨全过程中改性蓄水层路面对NH~+_4-N的整体去除效率可提高20%左右,对TP的净化效率至少可提高15%,蓄水阶段较模拟降雨阶段污染物的去除效果显著提高,改性后麦饭石蓄水层24 h后的出水水质均可达III类水标准,强化蓄水层和提高蓄水时间是提高路面径流净化效率的有效措施.因此,本实验中铁盐联合碱热技术制备的改性麦饭石可推荐用于海绵城市生态处理设施透水沥青路面中削减氨氮和总磷的污染负荷.     

基于Matlab/Simulink的导弹运输振动载荷分析

目的分析导弹在车辆运输中的振动载荷情况,为开展导弹结构可靠性分析和寿命预估提供输入条件。方法根据导弹运输车的动力学模型,利用Matlab/Simulink对不同路况条件下导弹运输车振动响应情况进行仿真计算,获得不同路况和运输车速时的振动响应情况。结果随着路面等级下降和车辆速度的增加,导弹运输车振动的幅值也相应增加。结论滤波白噪声方法模拟得到的时域路面功率谱与标准等级功率谱一致性较好,可以作为振动响应分析的输入激励。     

云南5城市道路扬尘PM2.5中重金属含量表征及健康风险

为研究云南城市道路扬尘PM_2.5中重金属含量、来源和其健康风险,分别在昆明、保山、文山、昭通和玉溪这5个典型城市区域采集道路扬尘样品,使用颗粒物再悬浮技术将尘样悬浮并采集PM_2.5,利用ICP-MS检测PM_2.5中铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb)等8种重金属.结果表明,5城市道路扬尘Cr、 Ni、 Cu、 Zn和Pb含量均严重超过云南土壤背景值;富集因子表明,云南5城市道路扬尘PM_2.5中重金属多数表现为中度富集和强烈富集,受人为活动影响较大.相关性分析和主成分分析结果表明,云南省不同类型城市道路扬尘PM_2.5中重金属均受土壤源和交通源影响;其余来源差异性较大：昆明受钢铁冶炼源影响、保山和玉溪受有色金属冶炼源影响、昭通受燃煤源影响.健康风险分析表明：昆明、玉溪和昭通的道路扬尘PM_2.5中Cr、 Pb和As存在儿童非致癌风险,昆明市的Cr还存在终身致癌风险.     

长江流域径流模拟及其对极端降雨的响应

研究流域径流量变化可为水资源科学调配、利用开发、水旱灾害防治、水环境污染整治和国民经济可持续发展等提供重要依据.但近年来受全球变暖影响,极端气候事件,尤其是极端降雨的发生频率和强度出现了变化,直接或间接影响径流量变化.运用SWAT模型模拟1965~2019年间长江流域径流时空变化规律,分析了不同极端降雨条件下径流对降雨的响应.结果表明,1965~2019年间长江流域径流变化并不显著,流域总径流和中下游径流均经历了"枯-丰-枯-丰"4个阶段.极端降雨情景模拟发现,50 a一遇极端降雨下,长江上、中和下游代表性子流域日均径流变化率分别为6200%、21%和15%,月均径流变化率为355%、5%和1.3%,年均变化率为78%、1%和0.24%.而100 a一遇极端降雨下,3个子流域日均径流变化率分别为8000%、25%和17%,月均径流变化率为437%、7%和1.5%,年均变化率为96%、1.2%和0.28%.研究结果可为流域水资源管理和利用及洪涝灾害预测与防控等提供理论依据.     

Quality of roof runoff waters from an urban region (Gda sk, Poland)

The paper presents the results of testing of roof runoff waters from buildings in the city of Gda sk (Poland), carried out as a part of a broader research project aimed at the determination of pollutant levels in precipitation. The analytes determined included volatile organohalogen compounds, petroleum hydrocarbons, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, F⁻, Cl⁻, NO₂⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻, SO₄²⁻ ions, as well as organonitrogen, organophosphorus and organochlorine pesticides. In addition, the toxicity and pH of the samples were examined. The samples were collected over a period of six months, during or immediately following precipitation events. More than half of the samples (25) were found to be toxic, with inhibition exceeding 20%. The toxicity was weakly correlated to the levels of organonitrogen and organophosphorus pesticides in runoff waters. It was established that at least in some cases the roofing material affected the levels of the pollutants found in the samples.