城市雨水径流生态处理研究现状与进展

从城市雨水径流产生的问题出发,分析对城市雨水径流进行生态处理的必要性。对包括植被缓冲带、植被浅沟、生物滞留系统、滞留塘和人工湿地等在内的多项雨水径流管理与利用生态技术的优缺点、净化机理、适用条件等进行了综合比较。并对我国城市雨水径流生态处理技术的应用前景进行了展望,为生态城市建设和城市水环境改善提供借鉴。     

四种生态护坡材料的径流入渗性能试验研究

“渗”是海绵城市建设六字方针之首,增强下垫面的自然渗透能力是海绵城市的重要举措。为研究不同护坡材料对地表径流的渗透性能,在现浇绿化混凝土、生态砌块、格宾石笼、植物蜂巢等4种生态护坡材料上开展了径流模拟试验,采用下边界开始溢流时间、径流入渗率、入渗水量比例、平均汇流速度等指标分析评价这4种生态护坡材料对径流的延滞效应。结果表明：本次试验选取的4种生态护坡材料径流入渗性能显著优于普通植草护坡,符合海绵城市关于加强雨水渗透、滞留的有关要求,建议在海绵城市建设中加以推广应用。试验所获得的参数,可以为海绵城市建设评估、河道生态修复工程的材料选择提供参考。     

宝鸡市雨水径流岸边渗滤系统设计与应用

城市雨水径流污染对城市河湖水体污染的贡献越来越受到关注.针对城市雨水径流,采用岸边砂渗滤系统处理,进行了工程设计和建设,建成"宝鸡市金渭湖雨水岸边渗滤系统示范工程".运行结果表明,渗滤池对水中有机物和悬浮物的去除率达80%以上.该工程将城市雨水管网、集蓄、处理及排放连为有机整体,为解决雨水径流污染城市河湖水体提供示范.     

海绵城市建设降雨径流污染控制与治理技术综述

海绵城市建设理念是综合考虑城市河道治理的人文景观、水工技术、降水径流及生态自然等因素,将降雨的给排水和循环使用、净化、集蓄、滞留、渗透过程相结合的新型城市设计方法,不仅可提升雨水资源化再利用率和降雨径流处理效率,而且可降低下游污水处理压力,为城市水生态修复、污染控制、雨水管理体系建设及内涝防治等多目标的实现提供参考。     

城市雨水径流热污染及其缓解措施研究进展

阐述了城市雨水径流热污染对受纳水体的影响,尤其是对鳟鱼、鲑鱼等冷水鱼的危害,分析了城市下垫面对雨水径流温度的影响,指出非渗透路面所储存的大量热量促使雨水径流的温度升高。综述了国内外城市雨水径流热污染效应及雨水管理措施对径流温度影响方面的研究现状,指出我国开展径流热污染研究及采取缓解措施的必要性。在对发达国家和我国的雨水管理措施缓解城市雨水径流热污染效果评析的基础上,结合我国典型城市特点提出了缓解城市雨水径流热污染效应的若干建议。     

植被浅沟在城市雨水利用系统中的应用

植被浅沟是一种生态型的雨水收集、输送和净化措施,被广泛地用于城市园区雨水利用和城市径流非点源污染控制系统。从概念、作用、设计计算、设计参数、运行维护和实际工程的应用等方面对植被浅沟这种新型的雨水收集利用技术措施做了较详细介绍,并推荐一种简便的设计计算方法,展望了这种生态措施在我国城市的应用前景。     

中美海绵城市建设中的树木管理比较

针对我国在海绵城市建设中未能足够重视城市树木对雨水径流削减功能的问题,在简述中美两国关于城市树木和径流削减关系研究的基础上,比较分析了两国城市树木管理方面的法规、专项规划以及规范标准中涉及雨水管理的相关内容,指出我国目前还存在缺乏对城市下垫面及城市树冠的精细化分析、对城市树冠的生态功能及相关指标重视不足、在树种和种植位置的选择上缺乏对雨水径流控制的考量等问题。建议加强基础资料的积累和公开、深化树木削减雨水径流能力的基础研究以及完善相关规划和规范标准。     

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。     

美国城市雨水径流管理概况

随着城市发展和经济水平的提高,人们对于城市汛期排涝安全和城市水环境质量的要求也在逐渐提高。自20世纪50年代以来,美国、欧洲、澳大利亚分别结合自身的特点提出了BM Ps、SUDS、WSUD等城市雨水径流管理的技术措施和方法体系,并建立了相关标准、法规。相比之下,我国在城市雨水径流管理的技术、标准和法规等方面还处在起步阶段。通过对美国雨水径流管理法规、标准和技术措施等方面的调研和分析,结合目前我国的现状,提出了国内技术及管理部门可以学习借鉴的建议。     

国内外城市雨水水质及污染控制

随着点源污染控制的不断完善和城市的快速扩张 ,非点源污染的矛盾日益突出 ,对城市水系构成严重的威胁。必须科学认识和有效控制城市雨水径流所带来的非点源污染。简略地回顾了国内外城市雨水污染及控制的研究 ,对国内外城市雨水径流水质、污染状况和控制策略框架进行了初步比较 ,以期为我国城市雨水径流污染控制和决策提供参考和借鉴。     

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%。     

基于水文学方法的大洋河河道生态需水量计算研究

河道生态需水量的确定对于河流生态系统健康至关重要,为计算大洋河河道内生态需水量,基于大洋河岫岩和沙里寨两个水文站1970-2012年流量资料,分别运用最小生态径流法以及本文提出的保证率为90%(枯水期)、75%(平水期)、60%(丰水期)的适宜生态径流法计算了大洋河河道内生态需水量,并运用Tennant法对计算结果进行评价分析并结合实测流量资料对大洋河生态径流满足度进行了分析,研究结果表明:适宜生态径流量可以使得大洋河河道内的生态环境状况在丰水期和枯水期达到极好的状态,而最小生态径流量也能使大洋河生态环境状况得到改善和稳定,大洋河在丰水期生态径流破坏程度要高于枯水期,本文的研究成果对于大洋河河道生态保护和治理可提供参考价值。     

基于径流还原的桑干河生态基流及其盈缺分析研究

考虑到流域内水循环及降雨径流关系,通过对径流还原后,采用生态基流计算方法,确定桑干河生态基流量,进行桑干河生态基流分析。针对桑干河罗庄-固定桥、固定桥-册田水库逐年计算时,采取逐项还原法,逐项还原断面以上未实测到的水量,加上断面实测径流,还原为断面天然径流量。采用Tennant法计算桑干河生态基流量,并与最小月平均流量法的计算结果进行对比。Tennant法生态基流量多年平均计算值介于25%和50%频率年的计算结果,符合实际情况。通过对桑干河灌区引水与河道实测径流变化对比,发现其引水对河道生态基流起到了制约作用,需要采取措施来解决生态基流的缺水问题。     

萍乡市西门片区海绵城市建设水文响应与成本效益分析

海绵城市是当前国家大力推行的城市水问题综合治理理念,目前已从三年试点期转入大规模建设阶段。针对当前海绵城市建设的效果评价问题,为了对海绵城市建设成效进行综合评估,以萍乡市西门片区为例开展了研究。基于SWMM构建了西门片区城市水文模型,将原始情景和海绵情景进行对比,分析海绵城市建设的水文响应和成本效益。结果表明:对于设计面积下的组合海绵措施情景,在2～100a一遇的设计暴雨情景下,西门片区径流峰值减控率为18.34%～14.93%,径流总量减控率为17.91%～14.90%,海绵措施的径流减控率随着设计暴雨重现期的增加而减小。不同海绵措施的"经济-有效性"均随着设计暴雨重现期的增加而减小,其中,下沉式绿地的成本效益值在各不同设计暴雨情景下均最高。研究成果对于丰水地区海绵城市绿色基础设施建设具有参考价值。     

红砂岩侵蚀区典型水土流失治理模式减流减沙效应

阐明小区尺度下不同水土流失治理模式的减流减沙效应,可为大尺度上的水土流失治理提供科学依据。以红砂岩侵蚀劣地为研究对象,采用野外径流小区长期定位试验的方法,分析自然降雨下典型水土流失治理模式的减流减沙效应及其对降雨要素、降雨雨型的响应规律。结果表明:试验观测期间,裸露地表径流系数为0. 66,土壤侵蚀量为0. 07 t/hm2,生态或经济开发治理后减流减沙效应均能达90%以上。地表裸露坡面产流产沙受降雨量、雨强影响显著,生态恢复模式降低了降雨要素对坡面产流产沙过程的影响,经济开发模式受降雨量影响显著。大雨强、短历时的降雨雨型是坡面产流产沙的主要雨型,对裸露坡面产流产沙的贡献将近50%,生态或经济开发治理后该雨型对产流产沙的贡献明显提高,增幅以经济开发模式大于生态恢复模式。因此,生态恢复和经济开发均是治理红砂岩水土流失的有效途径,应将生态恢复和经济开发治理相结合,使水土流失治理模式不仅具有水土保持功能,同时提升生态服务价值,促进当地的经济发展。     

四川丘陵区常规耕作制下紫色土径流发生特征及其表面流数值模拟

设计了一种简单的壤中流观测系统来研究不同降雨产流事件的过程,结果表明：(1) 在小雨时,只有表面径流发生;而且,当雨前土壤较干燥,降雨初期雨强陡然增大的情况下,表面产流峰有特别明显滞后现象,这是由于临时相对不透水表层形成之故。(2) 在暴雨和大暴雨时,表面径流和壤中流都有发生;壤中流比表面径流滞后更明显;壤中流在雨后的产流历时与降雨无关;在大暴雨时,耕作层的壤中流水位过程曲线与表面径流相似,说明耕作层的大孔隙和管流明显。(3) 在小雨和暴雨时,表面流由超渗产流机制形成;在大暴雨时,表面流主要由饱和超渗产流机制形成,只有少部分回归流。(4) 表面径流的数值模拟能揭示表面产流的一般趋势,而且有一定的有效性,通过调整模拟参数,能使模拟效果更佳。     

基于河道径流可变区间的河流水资源可开发利用率分析

为了确定水电开发活动对河流水资源的可开发利用率,建立分期展布的河道径流可变区间核算方法,其中河道径流包括河道最小生态需水和河道最大洪流,并以西藏拉萨河为例进行核算。结果表明:拉萨河河道最小生态需水和最大洪流年内动态变化分别为29.5~328.3 m3/s和95.1~1 673.4 m3/s。与河道最小生态需水约束相比,河道径流可变区间约束使得拉萨河年调节型水电开发的水资源可开发利用率从60.2%下降到18.7%。指出对于径流丰枯特征十分明显的季节性河流,大型水利工程在平衡径流季节分布的过程中,应该受河道径流可变区间约束,尤其是枯水期最大洪流约束下河道径流量的可增加空间。     

下凹式绿地对地表径流的调节作用研究

下凹式绿地是城市低影响开发建设的手段之一,为评价下凹式绿地对城市地表径流的调节作用,通过对不同暴雨重现期下的下凹式绿地雨水渗蓄率、临界下凹深度、临界面积比例进行计算,设计研究区下凹式绿地建设方案,并对各方案的径流拦蓄效果和减峰效果进行对比分析。结果表明:当暴雨重现期为3、5和10 a时,在研究区实施两种不同下凹深度(0. 15、0. 2 m)和不同下凹式绿地率(20%～45%)的下凹式绿地建设方案,其拦蓄效果和减峰效果均能达到99. 92%以上。下凹式绿地对城市地表径流调控具有显著的调节效果。     

基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例

流域次暴雨侵蚀产沙模型研究是国内外土壤侵蚀研究的重点领域之一。提出了基于径流深和洪峰流量模数两个流域次暴雨洪水特征参数的径流侵蚀功率的概念;利用岔巴沟曹坪水文站1959至1990年间历年实测的次暴雨洪水径流泥沙资料,系统研究了该流域次暴雨径流侵蚀功率与流域输沙模数之间的相关关系,建立和验证了基于径流侵蚀功率的岔巴沟流域次暴雨输沙模型。结果表明,岔巴沟流域次暴雨径流侵蚀功率与流域输沙模数之间具有极显著的幂函数相关关系;模型验证期的次暴雨输沙模数模拟值与实测值之间具有较好的一致性。     

黄河河口生态需水初步研究

黄河入海水量及其流量过程对保障其河口三角洲生态健康具有十分重要的作用。本文分析了黄河三角洲生态系统的结构、组成和功能演替特点，认为该区生态关键期为5～9月；分别分析了黄河渔洼以下三角洲生态系统中的陆域湿地、河流湿地和近海湿地等重要生态单元生境修复与黄河河川径流条件的关系，提出了它们对黄河入海水量及其流量过程的要求；统筹考虑黄河天然径流条件、自然功能用水和社会功能用水的平衡、黄河水资源配置条件等因素，提出了现阶段黄河可向其三角洲生态系统提供的生态用水控制指标，其中，5～6月繁殖关键期的适宜水量约22亿m3、利津断面流量宜大于250m3/s，7～9月应保障量级不低于2500 m3/s的漫滩洪水、平水期流量不低于200～300 m3/s，11～4月流量应不低于75m3/s、并争取达120 m3/s左右。