Hydrologic and water quality performance of a laboratory scale bioretention unit

A bioretention unit (BRU) or cell is a green infrastructure practice that is widely used as a low impact development (LID) technique for urban stormwater management. Bioretention is considered a good fit for use in China’s sponge city construction projects. However, studies on bioretention design, which incorporates site-specific environmental and social-economic conditions in China are still very much needed. In this study, an experimental BRU, consisted of two cells planted with Turf grass and Buxus sinica,was tested with eighteen synthesized storm events. Three levels (high, median, low) of flows and concentrations of pollutants (TN, TP and COD) were fed to the BRU and the performance of which was examined. The results showed that the BRU not only delayed and lowered the peak flows but also removed TN, TP and COD in various ways and to different extents. Under the high, medium and low inflow rate conditions, the outflow peaks were delayed for at least 13 minutes and lowered at least 52%. The two cells stored a maximum of 231 mm and 265 mm for turf grass and Buxus sinica, respectively. For both cells the total depth available for storage was 1,220 mm, including a maximum 110 mm deep ponding area. The largest infiltrate rate was 206 mm/h for both cells with different plants. For the eighteen events, TP and COD were removed at least 60% and 42% by mean concentration, and 65% and 49% by total load, respectively. In the reservoir layer, the efficiency ratio of removal of TN, TP and COD were 52%, 8% and 38%, respectively, within 5 days after runoff events stopped. Furthermore, the engineering implication of the hydrological and water quality performances in sponge city construction projects is discussed.

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碳排放视角下的江苏省土地利用转型生态效率研究——基于混合方向性距离函数

生态效率关乎经济与生态之间的双重问题,要保证在实现社会经济正常发展的同时将环境影响控制到最小程度。CO₂等温室气体的排放作为造成全球气候变暖的主要产物,成为改善全球环境问题的焦点。土地利用转型在一定程度上影响着土地生态,并从土地的投入和产出方面影响土地生态效应,分析其影响机理将有助于最小化土地利用成本,最大化土地生态价值。论文运用混合方向性距离函数模型和Global Malmquist-Luenberger（GML）指数,将CO₂排放量作为生态效率的非期望产出指标,构建土地利用转型投入和产出指标体系,测算2006—2014年江苏省13个城市在土地利用转型背景下的生态效率及环境全要素生产率增长状况,并对全要素生产率变动进行分解,以期缓解经济快速增进带来的生态环境问题。研究结果表明：CO₂过度排放以及能源过度消耗,使得很多城市普遍存在生态低效率;2006—2014年江苏省总体平均生态效率值为0.827,若能够充分利用当前技术水平,资源强度和污染排放强度在平均意义上可以提高17%;江苏省生态效率变化区域差异明显,生态效率存在空间关联性和集聚效应;环境全要素生产率增长呈现地域不均衡性,纯技术进步是影响环境全要素生产率增长变动的重要影响因素;技术规模变化的区域差异幅度最大,是构成环境全要素生产率增长差异的重要因素。     

基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析

科学估算减排潜力是实施减排责任分摊的基础。论文将环境因素纳入到经济生产体系,构建含有期望产出与非期望产出的农业经济核算框架,借助方向距离函数方法,对2000-2011 年中国31 个省(市、区)的农业碳边际减排成本进行估算。在此基础上,利用人均农业碳排放、人均农业生产总值、农业碳排放强度与农业碳排放影子价格4 个指标,构建农业碳减排潜力指数,基于公平与效率双重视角,对各省区农业碳减排潜力水平进行评估与分析。结果显示:① 农业减排成本地区差异较大。其中,海南、福建、山东、辽宁、广东、北京、天津等省区减排成本较高,其年均农业碳排放影子价格居于全国前列,最高值达2.542×10⁸元/10⁴ t;而西藏、青海两地农业碳排放影子价格最低,分别为0.105×10⁸元/10⁴ t 和0.542×10⁸元/10⁴ t,农业减排成本较低。② 基于农业碳减排的公平性与效率性差异,将中国大陆31 个省级行政区域划分为四大类:西藏等1 省2 区属于“高效较公平”型地区;甘肃1 省1 区属于“高效欠公平”型地区;辽宁等8省2 区属于“低效较公平”型地区;北京等12 省4 市属于“低效欠公平”型地区。③ 西藏、海南、青海、内蒙古四地农业碳减排潜力指数在三种情景下均排名前四,北京、黑龙江、山西三地均排名最后。④ 决策者对于公平原则与效率原则的不同偏好会导致各省区减排责任分摊机制不同。     

流域总量控制下赣江流域控制单元划分技术

作为“控制单元的总量控制技术”的关键环节,控制单元的概念、内涵及划分方法一直存在较大分歧,其重要性没有得到应有的体现. 在分析欧美控制单元的基础上,提出了控制单元的概念(基于“控制单元的总量控制技术”的理念,为实现水环境容量总量的计算、分配和管理等目标,综合考虑水文、水环境、水生态和水体使用功能等因素而人为划分的水质目标管理单元),并阐述了其内涵. 基于GIS技术,采用多指标空间叠加分析和专家判断方法,提出了不同尺度流域的控制单元的划分原则、指标体系及技术路线,并以赣江和锦江流域为例进行了控制单元的划分,赣江流域划分为17个1级控制单元、57个2级控制单元;锦江流域划分为4个控制单元. 对锦江流域开展了非点源参与下动态水环境容量计算及控制单元总量动态分配,丰水期COD_Mn和NH₄+-N水环境容量分别占研究区年总容量的63.4%和60.6%. 假设总量利用率为70%,将控制单元的分配结果作为SWAT(soil and water assessment tool)模型的点源输入,验证控制单元划分方案的可行性,模拟结果显示,良田和均车断面的ρ(NH₄+-N)均满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准的要求,说明划分方案可行.      

可燃及有毒气体报警器的规范化管理

科研单位在科研生产中存在着可燃及有毒气体泄漏的危险。基于风险管控要求,通过对中国石化北京化工研究院院本部设置的可燃及有毒气体报警器的统计,分析了科研一线部门和服务保障部门使用报警器的分布情况,介绍了院本部使用最多的报警器的种类及其核心部件气体传感器的工作原理,总结了可燃及有毒气体报警器的安全管理经验,为提升和优化科研单位的安全生产工作提出意见和建议。     

建筑内人员疏散的一种网络模型算法的讨论

针对疏散模型问题进行了一些讨论,在分析疏散模型的基础上,认为网络模型较为适合工程应用,确定发展网络疏散模型。在讨论网络疏散模型路径时,首先将整个建筑物模型划分为四种不同的结构,并假设了模型成立的条件,再按照典型的流量限制原理和该单元内疏散的特点,分别讨论了这四种不同类型的结构的算法。     

辽河流域控制单元水环境承载力评估研究——以招苏台河铁岭市控制单元为例

新常态下,亟须开展辽河流域水环境承载力评估,以指导流域生态文明建设.针对辽河流域特点,以招苏台河铁岭市控制单元为例,采取目标—准则—指标层级关系框架建立水环境承载力指标体系,并结合主客观赋权综合法对该控制单元水环境承载力进行评估.结果表明,该控制单元水环境承载力指数介于0.1750～0.5302之间,总体呈超载状态.水...     

公平和效率维度下中国省际碳权分配原则分析

区域碳权分配原则决定了中国省际碳减排的压力,也是激励各地区转向清洁能源及减排技术创新的基础。本文运用非径向方向性距离函数(NDDF)测算了2011-2014年中国省际全要素碳排放效率(TFC)与技术差距比(CTGR),以分析各地区基于效率最优的碳减排潜力(CRC),进而确定中国区域碳权分配原则。结果表明,各地区减排潜力呈现出与经济发展水平相似的空间分布特征;"十二五"期间海南与安徽两地已处于减排的前沿面,但单一的公平原则挫伤了其持续减排的积极性,而其它低效率省市短时间内无法通过技术效率提升减排能力;无论是单一的公平原则还是单一的效率原则均无法保证各地区碳减排的合理性、稳定性与持久性;而兼顾公平与效率的原则在增加绝对碳排放效率的同时,减少了地区差异。公平与效率原则的动态混合机制更符合中国省际碳减排现状,初期应遵循"公平优先,兼顾效率",随着经济企稳,应转向"效率优先,兼顾公平"。     

中国二氧化碳的边际减排成本与区域差异研究

测算二氧化碳的边际减排成本有利于评估区域碳减排潜力与成本,也是落实区域碳交易政策的重要依据。在多投入-多产出的生产效率模型框架下,本文采用二次型方向距离函数,研究了全国30个省份2000—2012年期间的碳边际减排成本及其差异的时空演化特征。二次型方向距离函数通过引用时间变量,反应环境治理的中性技术进步,因此研究方法能充分利用参数估计的灵活性。研究结果显示:1二氧化碳的边际减排成本平均约为1 519元/吨,远高于我国碳市场的交易价格,表明当前试点的自愿性碳交易政策是无效的;2区域碳边际减排成本的泰尔指数分解表明,东中西部地区的减排成本存在明显的地区性差异性,且随着时间的推进,碳减排空间逐渐变小。减排成本的地区性差异表明环境规制政策并不能保证各地区碳治理成本的边际均等原则,而利用政策工具,促使碳排放权从治理成本较高的地区转移至成本较低的地区,可以减少总治理成本,实现总量控制目标。本文建议:一方面,为实现国家碳减排的总体宏观目标,各区域要加强合作,相互借鉴成功的碳减排技术与经验等,在执行政策上,应尝试执行区域协同治理机制,努力降低总减排成本;另一方面,各区域在推进产业结构调整、城镇化及能源消费结构替代过程中要遵从循序渐进原则,避免碳减排成本过度波动,增加减排难度。     

基于水功能区纳污能力的攀枝花限制排污总量研究

实施水功能区限制纳污红线管理,控制陆域范围污染物排放总量,是保障水功能区水质达标的根本途径。针对现有水功能区划分及管理偏重考虑水体自然属性和完整性,缺乏与行政区划、陆域污染源分布的衔接,提出以水功能区划分成果为基础,综合考虑自然水系、行政区划、污染源分布情况的陆域控制单元划分方法,在此基础上,利用GIS空间分析建立水功能区与陆域控制单元的响应关系,制定基于水功能区纳污能力的陆域污染物限制排放总量方案。以攀枝花市河段为例,将攀枝花市划分为15个控制单元,19个控制子单元进行限制排污总量计算及分配,攀枝花全市COD、氨氮限制排放总量分别为17 437.6 t/a、1 866.0 t/a,与攀枝花市污染物总量控制规划成果基本一致。