天津市设计暴雨方法比较及公式修正

设计暴雨是防洪设施建设的安全标准之一,由于气候改变,水文循环过程随之改变,降雨强度及规律也相应发生改变,因此有必要对设计暴雨进行进一步研究.以天津市为研究对象,采用52年P-Ⅲ型的降雨资料作为样本;采用年最大值法、年多个样法进行选样,采用耿贝尔分布、广义极值分布、指数分布和P-Ⅲ型分布对设计暴雨进行理论频率分析,以回归分析中的决定系数作为评价指标.通过频率适线分析得出暴雨强度-历时-重现期关系曲线,并采用高斯-牛顿迭代法对暴雨强度公式进行求解,以绝对标准差及相对标准差作为暴雨强度公式评价指标.结果表明P-Ⅲ型曲线更为适用,而目前使用的设计暴雨强度小于根据52年降雨资料得出的设计暴雨强度.因此,随着数据的积累对设计暴雨进行修正是非常必要的.

中国海绵城市开发与加拿大综合雨洪管理对比研究:以多伦多为例

介绍了加拿大城市流域雨洪规划管理的发展进程以及加拿大最大城市——多伦多市雨洪管理的政策、原则和标准,与中国的海绵城市建设技术指南进行对比,对指南中存在的一些问题,如指南未给出LID设计的检验和校核方案,也未充分考虑降雨等问题进行讨论,旨在为中国的雨洪管理提供新的研究思路和参考。

气候变化对石羊河流域水资源影响分析

本文研究了石羊河流域气候变化对水资源和干旱的影响,旨在为将来的水资源配置提供了决策依据。研究采用了Mann-Kendall秩序检测方法对石羊河流域气候变化趋势进行了分析。在变化趋势的分析中,同时引入一种适合非线性和非平稳时间序列突变检测的新方法—B-G分割算法来检测其趋势的突变性。研究结果表明:石羊河流域上游降水存在突变;而整个流域的气温均存在突变;上游和中游潜在蒸发量(PET)均存在突变;而整个流域的有效降雨不存在突变。特别是进入20世纪90年代后期以后,年平均温度增加幅度更为明显,潜在蒸发量(PET)也在增加,而降雨增加却不明显。

浅水富营养水库中藻类生物量与营养盐的关系

在解释为什么蓝藻在淡水藻类群体中会异军突起成为优势种的主要假设中,1983年由Smith提出的'氮磷比理论'可能是最流行的,然而一些质疑的观点也逐渐出现.因此,以天津市于桥水库为例,分析了降雨水文过程与营养盐负荷之间的关系,确定了点源和面源污染对水库富营养化的影响及水库的污染源类型.探讨了氮磷比以及无机氮源与藻类生长之间的关系.主要得出如下结论:于桥水库污染源属于面源污染型,夏季第1场降雨来临的时间决定了夏秋季水库中藻类暴发的时间和程度;水库中充足的营养盐是藻类暴发的诱导因子,低氮磷比不是藻类增殖的条件,而是藻类增殖的结果;叶绿素a(Chl-a)质量浓度与ρ(NH3-N)∶ρ(3NO--N+2NO--N)值呈显著正相关关系,藻类生长大量消耗的无机氮源为3NO--N.

水与环境工程的智慧发展与创新

2019年9月11日在南开大学召开的“第二届绿色发展与工程创新国际学术研讨会”以“水与环境工程的智慧发展与创新”为主题,探索如何借助新技术的发展开拓水与环境领域新的技术增长点,实现利用科研创新解决实际工程问题。会议着眼于绿色可持续发展,就不同领域的融合和协同创新展开探讨交流,共同为智慧城市、智慧环保和智慧水务领域的技术创新与产业发展献计献策。

基于LID理念的人工湿地规划建设探讨——以天津空港经济区北部人工湿地为例

低冲击式开发(low impact development,LID)是一项将城市暴雨水管理与城市景观规划设计统一在一起的多目标集合化战略。以天津空港经济区北部人工湿地为例,从LID的尺度分析、LID格局的构建、LID设施设计等方面尝试将LID理念运用到人工湿地的规划设计中,以期一方面为构建健康的湿地生态环境、塑造充满生机的湿地生态景观提供指导,另一方面为城市水环境系统规划提供一种新的多目标综合的规划设计方法。

基于LID理念的城市水资源综合管理规划研究

为寻求解决北方城市水资源短缺与水质污染双重问题的措施,以天津市空港经济区为例,根据其气候特征,制定了水资源综合管理规划设计量化目标,提出了基于LID理念的以人工湿地为主要手段的水资源综合管理规划方法,并选用PCSWMM模型对经济区降雨和水资源分配情况进行了模拟分析。结果表明,人工湿地的建立可达到水平衡、防洪与水质指标的要求,可见基于LID的城市综合水资源管理规划具有可行性。

两株耐冷低温菌的分离鉴定及应用的初步研究

[目的]初步研究两株耐冷低温菌对污水CODCr的降解效果。[方法]从天津市空港经济区污水处理厂活性污泥分离获得了两株对污水具有降解能力的耐冷细菌,并对筛选出的单菌株在6℃条件下对模拟生活污水CODCr降解能力进行了测定。[结果]两株耐冷菌初步鉴定为K 36睾丸酮假单胞菌,K 38居泉沙雷氏菌。单个菌株对模拟生活污水CODCr去除率存在差异,菌株K 36去除率为23%,菌株K 38的降解率为53%。生长速率测定结果表明,两株细菌在低温下具有较高的活性。[结论]K 36和K 38存在在污水治理中应用的潜力。

人工湿地基质挂膜降解COD小试试验

通过建立试验室小试试验装置,对人工湿地基质的挂膜情况进行了试验。研究选用细菌纯度较高的复合微生物菌种作为接种细菌,选择人工湿地常用的2种基质:轻质陶粒与砾石进行挂膜试验。通过检测并观察试验装置入水出水的水质情况,通过小试试验装置对COD的去除效率来考察不同基质在不同条件下的微生物的挂膜情况。结果表明,砾石与轻质陶粒在较高纯度细菌接种的条件下,装置运行7 d均可达到稳定的80%以上的COD去除效率。该试验表明,合理配置的微生物菌种及充足的接种营养液可以缩短人工湿地的挂膜时间。研究以期为实际工程设计提供参考依据。

三峡水库坝前至万州区段干流水质情况分析

研究三峡水库坝前至万州区段干流水质情况。结果表明,研究区内水质情况总体较好,沱口、官渡口断面Ⅲ类及以下水质比例约占全年80%以上,Ⅱ类及以下水质所占比例逐年上升。说明该区内水质正逐年变好,区内城镇生活垃圾散排量逐年减小,城镇生活污水较工业废水对水质影响略大,2006～2009年4年来废水排放总量变化较小,城镇生活污水中的COD和NH3-N排放量逐年略有降低,船舶污水中主要水质污染物百分比正逐年减少,各水质污染源头得到了有效控制。

基于水文循环的低影响开发效果评价

城市化进程加剧,过度开发严重影响了生态系统,同时,水循环系统也发生了改变。采用PCSWMM模型来模拟天津大学新校区在2003—2012年间连续十年的降雨数据,分析讨论传统雨水管理系统与低影响开发雨水管理系统的差别,以及单独加载不同低影响开发设施的效果。研究发现对于小于4 h的降雨,滞蓄水性能最好的是集水箱,其次为生态滞蓄池和渗透铺装。采用低影响开发模式对水平衡和洪水控制效果明显,并且对短时间降雨效果更为显著。生态滞蓄池、渗透铺装、集水箱这3种设施在不同指标中都有突出表现。

人工湿地处理污水处理厂尾水中试研究

天津市某污水处理厂出水中仍含有大量N、P以及难降解的大分子物质等污染物,计划采用潜流人工湿地系统对污水厂出水进行深度处理,使其达到城市景观用水的标准。利用中试试验模拟潜流人工湿地系统对出水中主要污染物的去除效率,发现:接种微生物的湿地系统对尾水中的悬浮物有较高的去除效率,约为84.7%;悬浮物的去除与基质的吸附和物理沉淀作用有很大关系;接种微生物的湿地系统对尾水中的COD有较好的去除效率,达到44.8%,并且功能微生物的添加提高了对COD的去除能力;接种微生物的湿地系统对氨氮与总氮的去除效率均不理想,分别为12.3%和35.5%;溶解氧的增加有助于氨氮和总氮的去除;接种微生物的湿地系统对总磷的去除率为52.3%,主要依靠基质的吸附和物理沉淀作用。

植物生态护岸技术的效果分析——以漳河下游陈村险工为例

根据植物护岸机理,以漳河下游河道陈村险工为具体研究对象,通过数学模型模拟,分析了植物根部的加筋作用和植物地面以上部分对水流拖曳力的分担作用,及其对减缓丁坝冲刷的贡献。研究发现:种植植物后水流对丁坝附近土壤的有效拖曳力虽然随流量的增大而增大,但增幅减缓,说明植物的阻滞作用也随流量的增大而增大;在研究的流量范围内,种植植物后丁坝的冲刷深度比种植植物前减少了40～126cm。

岳城水库流域污染源模拟

基于SWAT模型对岳城水库流域污染源进行模拟研究。利用流域出口的观台水文站2006—2009年的水量、水质等实测数据对经过校准的SWAT模型进行验证。结果表明:岳城水库流域年均入库非点源污染负荷TN为3 025 t,TP为234 t,年均非点源污染贡献率不足50%;点源污染中,TN以工业点源污染为主,其贡献率达31.9%,TP则以城镇生活点源为主,其贡献率为36%;非点源污染中,农业非点源污染源占主要比重,化肥贡献率最大为16.9%,禽畜养殖污染次之,贡献率为10.5%,农村生活污染最小;非点源污染的主要来源是耕地,TN和TP年均负荷分别达到2.77 kg/hm2和0.397 kg/hm2,模拟成果可为岳城水库水源地保护和流域综合管理提供新的技术方法及科学依据。

中国南方农田蒸散量实测及其影响因素分析

利用基于闭路QCLAS-EC激光分析仪的涡度相关法对湖南省岳阳市郊区的一片蔬菜地的实际蒸散发、水汽通量以及潜热通量进行了连续两年的野外观测,并对原始观测数据进行处理,计算蒸散量,以分析研究区域实际蒸散量的年际尺度周期变化趋势和季节变化规律。结果表明,实验区域全年蒸散量在730~803 mm之间;季节变化大,8月达到全年最高水平3.5 mm/d,而1月只有0.4 mm/d。整个研究区域实测蒸散量变化规律是:春夏季较高,秋冬季较低;种植季较高,非种植季较低;每天的正午以及下午较高,夜晚较低。此外,利用高分辨率的实测工具观察不同的农业活动对实际蒸散的影响,发现种植引起蒸散发上升,收割引起蒸散发下降,并且收割使蒸散发下降的幅度要明显高于种植使蒸散发上升的幅度;灌溉对蒸散发有促进作用但是作用较小,施肥对蒸散发的影响目前尚不明确。

漳河平原河段河道渗漏研究

漳河平原河段属宽浅型沙质河道,由于长期断流,地下水补给逐年减少,地下水位持续降低,极大地影响了岳城水库对下游城市的输水效率。在实地考察的基础上,根据实测数据,建立了漳河平原河道渗漏模型,采用流量控制、水位验证的方法确定漳河平原河道在水库不同下泄流量时的渗漏量。研究发现,漳河平原河段单位河长的渗漏面积沿程变化大,反映了其游荡性河道的特点;河道总渗漏量随水库下泄流量的增大而增大,但所占比重逐渐减小,并在流量增大到一定值时趋于稳定。本文构建的渗漏模型中,引入了一个综合因子作为模型参数,来反映实际情况对渗漏系数的影响,将未知因素的确定参数化,具有实用意义。

区域遥感双源蒸散发模型研究进展

系统回顾了基于热红外地表温度和基于阻抗过程的两类遥感双源蒸散发模型研究进展,综述了能量平衡模型、特征空间模型和基于阻抗过程模型的优缺点,提出在未来遥感蒸散发模型的开发过程中,应注重上述两类双源模型物理机制的结合,强化机器学习方法的应用,在基于阻抗过程的蒸散发模型中加强与碳循环的耦合,进一步开发适用于城市区域的遥感蒸散发模型。

降雨点面折减系数计算方法综述

概括了降雨点面折减系数(ARF)的影响因素,包括流域面积、降雨持续时间、重现期、地形、天气类型和季节等,综述了估算ARF的定点定面法和动点动面法的算法过程、基础数据类型和应用范围,分析了各种方法的特点和适用性。指出方法的选择对ARF的计算有显著的影响,ARF的经验法虽然计算烦琐,对数据要求高,但其时间和空间适用性强,仍具有优势。解析法及动点动面法往往依赖于简化的假设,应用范围有限。未来应系统研究各种计算方法的差异,并借助于卫星、雷达等高分辨率降雨数据,开展ARF的空间分析,为工程设计及水文模拟提供更可靠的信息。

全氟和多氟烷基物质对健康、生态的影响和处理技术展望

全氟和多氟烷基物质(PFASs)因可赋予产品防油、防水、防污和防泥污、耐化学品性和耐高温性、降低表面摩擦、获得表面活性等特性,得到了广泛应用。研究表明,某些PFASs,如全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS),可持久地留存在人体中并对人体健康产生负面影响。通过收集整理多篇论文,归纳总结了PFASs的化学影响、作用和传递方式,介绍了PFASs的产生来源与基本性质、对人类健康与生态系统的影响,以及收集与处置措施。

基于PCSWMM的天津市空港经济区西南部暴雨内涝模型模拟

城市化建设的加快使得天津市内涝危害日益增大, 采用PCSWM M 模型, 选取天津市空港经济区西南部建立暴雨内涝模型, 计算发生不同频率降雨时, 研究区域排水流量以及检查井溢流情况.结果表明, 随着降雨频率的减小（ 降雨重现期的增大） , 空港经济区西南部分检查井溢流情况越来越严重.因此, 可通过计算出溢流点位置、溢流点积水时间、积水量等, 为相关管理部门解决排水防涝问题提供一定的参考依据.