北京奥林匹克公园中心区雨水利用总体思路

北京奥林匹克公园中心区的铺装形式既要考虑景观需求,还要考虑对雨水的利用效果.充分利用下垫面的透水特性对降雨进行有效入渗和滞蓄,从而对降雨径流的发生、发展及水量、水质进行控制,是中心区雨水利用的核心思想.通过雨水利用设施的建设,可以减少区域内因开发建设造成的降雨径流系数增大,严格控制外排水量的增加.     

黄土高原植被恢复需水量分析

黄土高原植被建设必须要消耗一定的水量，从而减少径流量。通过黄土高原有植被和无植被相邻流域水文观测资料对比分析发现，在降雨特性相似情况下因植被截留蒸腾蒸发作用，径流系数减少34％（草）－54％（乔木），说明植被建设一方面改变了当前的生态环境，但同时也消耗了一部分水量。根据黄土高原地区水土保持生态环境建设规划，到2050年在高标准植被覆盖情况下需耗水量约81亿m^3，在南水北调西线工程或水资源利用规划中，至少安排50亿m^3，而现状植被实际耗水只有2亿m^3。     

雨水断接对城市雨洪控制的效果研究

雨水断接是一种调控城市降雨径流的技术,其原理是采用绿地等透水区消纳屋面雨水,拦截地表径流,通过渗透或储存等方式来破坏径流的连续性,从而达到削减径流量的效果。介绍了雨水断接对降雨径流量的削减效果,并以北京市某校园的雨水系统为例,研究了无断接、简单断接和综合断接三种情景下的雨水径流外排情况。结果表明:在不同重现期(P=0.5~5a)的2h设计降雨条件下,简单采用雨落管断接时径流量削减率为10.4%~14.4%;结合滞蓄设施进行综合断接时,径流量削减率为41.5%~78.8%。由此可见,雨水断接具有较好的径流量削减效果,可以在一定程度上缓解城市雨洪问题。     

北京汛期对卢沟桥污水处理厂运行影响探讨

北京夏季暴雨和强对流天气导致污水处理厂进水的水质水量发生突变,影响污水处理厂的稳定运行,针对降雨水量水质特点,分析探讨汛期对北京市卢沟桥污水处理厂(倒置A2/O工艺)的影响.通过分析可知汛期降雨在一定程度上增加了污水处理厂处理水量、降低了污水中污染物浓度、改变了污水组分、降低了系统脱氮的能力,但此时除磷的效果却有所上升.并在分析其原因的基础上对污水处理厂汛期运行提出展望.     

SWMM在城市建设规划中的应用

随着城市化进程的加快,极端降雨的频繁发生,城区的排水设计标准偏低,以及传统的雨洪计算方法不足,城市地区暴雨内涝现象频发。借助ArcGIS数据处理工具,基于暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)对正在规划建设的河南开封运粮河项目区的雨水管网系统进行了概化,模拟了多种情景下的城区规划雨水管网系统运行状况,分析了不同雨型和重现期暴雨情景及不同城市化水平下的规划区暴雨内涝情况,并采取低影响开发(LID)设施对研究区的雨洪控制利用效果进行了模拟与评估。结果表明,SWMM可以对规划方案进行初步校核,在规划区具有良好的适用性。ArcGIS在模型数据提取及参数确定过程中可以有效减少建模工作量,从而提高建模效率。低影响开发措施的合理应用可以有效控制城市洪水,从而在一定程度上提高城市抵抗大暴雨能力。     

水务局都管哪些事?

市县水务局在其辖区域内按照国家提出的“统一规划、统一调配、统一发放取水许可证、统一征收水资源费、统一管理水量水质”的要求，主要职责有：　　（一）在全省宏观规划的指导下，组织编制防洪规划、水资源开发利用规划、水资源保护规划、水土保持规划、城市供水规划、城市排水规划、城市废污水治理规划、河道整治规划等水利综合规划或专业规划，并负责监督实施。　　（二）制定水的长期供求计划。制定城市供水、用水、排水、污水处理的水量调度方案，在水资源紧缺情况下的行业用水限制管理方法。确定城市和农村水源建设、供水、排水和污…     

海绵城市中单体建筑全年雨水收集利用系统研究

目前国内外对于海绵城市的研究多基于地面局部蓄水及地下管网建设，对于雨水的利用简单粗犷，该措施对中小洪涝具有一定的控制作用，但当城市遭遇暴雨或极端降雨事件时仍存在内涝灾害风险。本系统引入水资源规划理论，将海绵城市雨水控制空间上升至城市主体——建筑物，利用建筑物楼顶花园的空间调整，实现空中雨水拦截，并研发针对梅雨—伏旱季节的建筑通风干燥新型装置，通过与现有雨水收集体系结合，构建3级雨水调蓄利用方案，实现通过系统蓄放水推迟暴雨事件下城市地面水量峰值来临期、减轻地下管网压力和内涝风险的目标。     

砂石坑在低洼地区排水效果分析

针对北京市低洼地区日益增大的排水压力,提出利用流域内现状砂石坑作为城市建设区的雨水排放出路,一方面解决城市建设区雨水排放出路的问题,同时利用砂石坑滞蓄雨洪,也可补充地下水,在一定程度上缓解北京市水资源紧缺状况,为建设生态型城市,创造良好水环境服务.对砂石坑作为雨水排放出路、滞蓄雨洪的效果进行了分析,与传统雨水排放方法进行了比较.     

典型LID措施对城市降雨径流过程影响

为探讨海绵城市建设中低影响开发(low impact development,LID)措施对城市降雨径流的影响,以深圳市光明区某居民小区为研究对象,通过建立区域SWMM模型,分析不同LID措施及其组合对城市雨洪过程的影响。利用研究区几场典型的降雨径流数据对模型校核验证,结果表明：构建的SWMM模型可以较好地模拟研究区降雨径流过程,纳什效率系数为0.868,峰值流量相对误差0.186,模型模拟效果较好;LID对径流峰值和总量都有削减作用,并在一定程度上延缓峰现时间,且LID布设面积越大,LID对径流的削减效果越明显;组合布设方案对径流的调控效果优于单独布设方案,单独布设方案中径流量削减效果最好的是透水铺装,峰值流量调控效果最好的是绿色屋顶,下沉式绿地的径流调控效果在三者中最差。因此,LID布设结构以及布设面积均对城市降雨径流产生影响,合理布设LID在一定程度上可以有效缓解城市内涝。     

滤芯渗井在不同下垫面的渗水性能研究

基于海绵城市建设理念,利用自行设计的降雨模拟装置,研究滤芯渗井在不同下垫面条件下对径流削减的效果,同时通过布置水位观测井来评价滤芯渗井的渗水性能。试验结果表明：布置滤芯渗井能够有效增加土体渗水性能,减少地表积水量;同一深度位置处,土体体积含水率随着监测点水平布置间距的增大而减小;同一水平位置处,土体体积含水率随着监测点埋置深度的加深而减小。研究结论在一定程度上验证了滤芯渗井能够提高场地土体的入渗效率,削减地表径流,可为滤芯渗井在海绵城市建设、老旧小区改造中提供理论依据和技术支持。     

屋顶绿化基质雨水滞蓄效果影响因素研究

绿化屋顶基质层吸水饱和时的蓄水含量定义为最大含水量,最大含水量是绿化屋顶雨水滞蓄效果的重要评价指标。选择陶粒、草炭、煤渣等按不同组合不同配比设计6组基质配制方案,通过人工模拟降雨试验,探究了不同基质厚度、降雨强度及基质类型对屋顶绿化基质雨水滞蓄效果的影响。结果表明对于同种屋顶绿化基质层,厚度、降雨强度不影响其最大含水量,但厚度越大,蓄水总量越大,延迟产流时间越长,而降雨强度越大,延迟产流时间越短;对于不同种绿化基质层,总孔隙度较大的基质组其最大含水量也相对较大,但基质层持水性与颗粒不均匀系数有关,颗粒越均匀,其持水性能越低。     

基于不同土地利用类型下的初期雨水径流污染特征分析与LID措施研究

探究初期雨水径流污染物在不同用地类型下的变化规律,对比分析海绵城市建设技术对径流污染的控制效果。首先对landsat 8卫星影像资料进行目视解译将天津市河西区解放南路郁江道研究区分为9类二级用地类型,之后根据土地利用类型划分结果和雨水管网资料建立SWMM水质模型并进行相关参数率定,最后模拟典型径流污染物悬浮固体(SS)的污染特征和低影响开发设施(LID)对其的削减效果。结果表明:不同土地利用类型和重现期下,径流污染物均呈现先增大后减小最后稳定在某一数值附近即初期雨水径流污染效应。采用渗透铺装和生物滞留池对径流SS拦截效果明显,但随着降雨强度增大,其处理能力逐渐达到饱和,处理效果不明显。     

巢湖流域土地利用变化对雨洪调蓄能力的影响

为探究土地利用结构变化对雨洪调蓄能力的影响,以1980—2020年巢湖流域的土地利用数据和土壤数据为基础,采用GIS和SCS模型相结合的方法,分析了不同时期不同降雨尺度下巢湖流域径流产生及分布情况。结果表明：1980—2020年巢湖流域土地利用变化主要表现为建设用地的增加及耕地和林地的减少;流域土地利用综合指数持续增长,其中高强度土地利用区面积从127 km²增长到了1 624 km²。1980—2020年渗透性差的地区从1 706.0 km²增加到了2 398.1 km²,以城市区域扩张为主。2020年相较于1980年,在不同土地利用条件下,相同降雨量时径流量明显增大,且主要在巢湖流域的合肥地区,而在增加降雨量时,径流量的增加幅度逐渐减小,在不同降雨量条件下(日降雨量为50、100、250 mm)径流量分别增大了6.11%、2.61%和0.96%。因此可以得出土地利用变化是导致径流量变化的主要因素,降雨量是次要因素。研究结果可为巢湖流域城市规划及城市雨洪风险管理提供参考。     

雨强和土地利用对豫西南山区氮磷流失的影响

为了掌握雨强和土地利用方式对丹江口水库水源区养分流失的影响,通过室内人工模拟降雨试验,对从豫西南山区采集的5种常见土地利用类型的表层土壤,开展了6种雨强下TN(总氮)、TP(总磷)的流失规律研究。结果表明:1地表产流中,雨强对TN的平均含量影响显著,雨强大于1.0 mm/min时才会对TP的含量产生影响;不同用地产生的泥沙中,雨强大于等于3.0 mm/min时才会对TN、TP的含量产生显著影响。2土地类型对TN、TP的流失量也有极大的影响,乔木林、灌草地因其具有较坡耕地、梯田与荒草地更好的土壤结构,TN、TP的流失量相对较少,但前两者之间与后三者之间的差异不大。3对径流中TN、TP的含量与雨强作回归分析,除乔木林地和灌草地略有不同外,其他各用地类均为对数拟合的效果最差,多项式拟合的决定系数较高;不同用地产沙中TN、TP含量与雨强的关系,均以多项式拟合的效果为最好。     

海绵城市建设中区域适宜水面率研究及应用

河湖水系水面率控制规划是开展海绵城市建设规划的一项重要工作。根据不同区域的土地利用、防洪工程、地形地貌等具体条件,以集雨区域为空间单元,以河湖水系水位涨幅为控制性指标,建立区域降雨与水系水位安全调蓄变幅的数学模型。确立水位安全调蓄变幅与降雨量成正比的函数关系,且其比例系数与水面率和综合径流系数分别成倒数函数和线性函数关系,推求满足径流控制要求的适宜水面率。研究结果表明,对于水面率较低或因挤占而减少的区域,适当恢复以及扩大河湖水域面积可以显著提升雨洪蓄滞能力。研究成果在珠海河湖水系低影响开发规划中进行了应用,提出了珠海市各管控分区适宜水面率的目标,并分析了目标可达性,对海绵城市建设及城市规划具有指导意义。     

基于降雨-径流试验的高寒草甸产流机制研究

对黄河源区高寒草甸产流机制进行研究,为河源区生态环境保护、水资源科学规划管理提供基础水文理论认知。基于野外降雨-径流试验,通过回归分析构建考虑坡度和覆被因子的暴雨和中小雨产流计算模式,精度良好,能够反映暴雨和中小雨2种降雨模式下高寒草甸产流的一般特征。试验结果表明,因草甸土-植体系蓄容能力较强,高寒草甸区地表产流主要发生在暴雨模式下,中小雨模式下的地表产流量一般很小。模式应用表明,草甸发生退化后,暴雨和中小雨入渗均有减少,暴雨模式下退化草甸比高覆草甸入渗减少约12%,中小雨模式下减少约3%。     

降雨条件下非饱和土坡稳定性数值模拟

为了研究非饱和土坡在降雨入渗条件下的稳定性,运用饱和—非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下饱和—非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,分析了降雨强度、降雨持时以及土壤饱和渗透系数等参数对非饱和土坡稳定性的影响。分析结果表明:土坡的安全系数随降雨强度的增大而增大,随饱和渗透系数的增大而减小。由于降雨的进行,雨水入渗量逐渐增加,基质吸力逐渐丧失,孔隙水压力逐渐增大,因而土坡的安全系数随降雨持时的增加而减小。     

基于InVEST模型的太湖流域水源涵养能力评价及其变化特征分析

将InVEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs)模型中的产水量模型应用于太湖流域,定量评价太湖流域的水源涵养能力及其变化特征。结果表明:总产水量变化上,1990—2010年太湖流域生态系统总产水量波动性明显;空间分布上,南部地区单位面积的产水量较高,山区丘陵地带产水量比平原地带高。流域水源涵养能力分异性特征明显,降水量较土地利用/覆被更显著地驱动产水量的变化。     

南水北调中线水源区植被恢复的产流产沙效应初步研究

选择南水北调水源区典型小流域,在坡耕地、经果林、退化矮林、荒草地和马尾松林 5 种土地利用类型上建立径流小区,观测不同土地利用类型产流产沙规律及其受不同坡度的影响。研究结果初步表明：高强度、短历时降雨过程是南水北调中线水源区水土流失的主要动力;在 5 种土地利用类型中,经果林和坡耕地产流产沙量最大,因此,除了加强坡耕地治理外,控制经果林水土流失也是南水北调中线水源区植被恢复的重点。     

Multi‐scale modelling of land‐use change and river training effects on floods in the Rhine basin

Land‐use changes effects on floods are investigated by a multi‐scale modelling study, where runoff generation in catchments of different sizes, different land uses and morphological characteristics are simulated in a nested manner. The macro‐scale covers the Rhine basin (excluding the alpine part), the upper meso‐scale covers various tributaries of the Rhine and three lower meso‐scale study areas (100–500 km²) represent different characteristic land‐use patterns. The main innovation is the combination of models at different scales and at different levels of process representation in order to account for the complexity of land‐use change impacts for a large river basin. The results showed that the influence of land‐use on storm runoff generation is stronger for convective storm events with high precipitation intensities than for long advective storms with low intensities. The simulated flood increase at the lower meso‐scale for a scenario of rather strong urbanization is in the order of 0 and 4% for advective rainfall events, and 10–30% for convective rain storms with a return period of 2–10 years. Convective storm events, however, are of hardly any relevance for the formation of floods in the large river basins of Central Europe, because the extent of convective rainstorms is restricted to local occurrence. Due to the dominance of advective precipitation for macro‐scale flooding, limited water retention capacity of antecedent wet soils and superposition of flood waves from different tributaries, the land‐use change effects at the macro‐scale are even smaller, for example at Cologne (catchment area 100 000 km²), land‐use change effects may result in not more than 1–5 cm water level of the Rhine. Water retention measures in polders along the Upper and Lower Rhine yield flood peak attenuation along the Rhine all the way down to the Dutch border between 1 and 15 cm. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.