城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州“7.20”特大暴雨(郑东新区)为例

近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关。致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。

亚热带城市湖泊与河流CO_(2)气体通量特征及其影响因素

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO_(2))排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气界面碳通量经常被忽略。为探讨我国亚热带城市水体温室气体排放特征,本研究以湖南省长沙市典型城市水体,包括洋湖、西湖、松雅湖、月湖4个湖泊和湘江长沙段为研究对象,分别于2022年4和10月采用光化学反馈-腔增强吸收光谱法(OF-CEAS)和扩散模型法对水-气界面CO_(2)通量进行对比测定。结果表明,长沙城市湖泊与河流春季为CO_(2)排放源,秋季为吸收汇,河流水-气界面CO_(2)通量呈显著季节差异。河湖之间CO_(2)通量在春季表现为显著差异,秋季差异不显著。CO_(2)通量与水体溶解氧、水体总氮浓度等呈显著正相关。2种方法的CO_(2)通量对比测定在湖泊上显著相关,但对河流而言相关性不显著。研究揭示的城市湖泊与河流CO_(2)气体的排放特征有利于深入探究城市水体碳的迁移转化,可对全面了解全球气候变化过程和河湖湿地温室气体减排和调控提供科学支撑。

移动式絮凝-气浮集成系统研制及其在城市污染河湖治理中的应用

针对北京城市河湖的污染状况,论述了传统絮凝-气浮工艺在污染治理中的应用研究及以该工艺为基础的集成系统的开发。结果表明,该系统对TP、COD去除率分别达81%和75%。该系统的研制成功为城市河湖的污染治理开辟了新途径。

基于生态发展理念下城市河湖水环境治理方案研究——以北京市通惠河为例

随着城市经济发展,城市水环境承载压力逐年增加。为进一步保障城市河道实现可持续发展,文章对海河流域内位于北京市区的通惠河治理进行系统性分析研究和实践总结,并以通惠河为例,针对水环境生态治理问题,从生态修复视角提出可行性实施方案及建议,旨在进一步推动我国城市河道水环境治理水平。

带水清淤处理技术在北京城市河湖环境治理工程中的应用

近年来,北京市城区河道随着点面源污染物、泥沙不断汇入,造成河道淤积,对水生态环境产生了一定影响。为改善区域水环境,保障河道防洪安全,本文利用带水清淤处理技术对北京城市河湖开展了河道清淤工作,并对设备运行、水质情况等进行了跟踪管理。结果表明,清淤后有效降低了河道内源污染,取得了良好的社会效益、环境效益、经济效益,研究成果可为北京城市河湖环境治理提供参考。

城市型饮用水水源地“一湖一策”实践与探讨——以董大水库为例

为解决城市型饮用水水源地防洪能力不足、水源保护区水土流失、水资源短缺、面源污染复杂、生物多样性下降、区域执法监管能力不足等问题,以国家大型中心城市饮用水水源地董大水库为例,从防洪安保、水源保护区、水资源、水环境、水生态、执法监管6个方面提出建议和对策措施,以便更好地实施“一湖一策”,改善城市型水源地生态环境,保障城镇居民饮用水安全。

基于“水美城市”理念的城市滨江景观设计探究——以延平湖三江六岸景观工程为例

文中以延平湖三江六岸景观工程为例,详细阐述了设计的框架和生态恢复,并在此基础上,重点探讨了道路交通规划、建筑利用、景观节点建设、构筑物设计、文化保护与开发以及滨水景观生态恢复性设计等多个方面问题,旨在实现城市与自然的和谐共生,打造美丽宜居的滨江景观。

基于GF-2影像的苏州市区水质遥感监测

城市水体水质遥感监测是治理城市水环境污染的重要基础,也是城市生态系统建设的重要组成部分。基于GF-2影像,建立城市水体水质参数反演模型,对2015—2017年苏州市区水体的叶绿素a浓度、悬浮物浓度、透明度3种水质参数进行遥感监测,分析苏州市城市水体水质参数的时空变化特征并且对苏州市水环境进行评价。结果表明:苏州市区水体叶绿素a浓度整体偏高,但平均水平逐年降低。各个市辖区城市河道平均叶绿素a浓度相差不大。大型河流湖泊中,虎丘湿地叶绿素a的平均含量在2015—2017年间均处于最高水平。3年间市区城市河道的平均悬浮物浓度降低明显,悬浮物浓度较高的河道均主要集中在虎丘区。大型湖泊的悬浮物浓度不高,逐年降低明显。盛泽湖的平均悬浮物浓度最低,透明度最高。京杭运河的悬浮物浓度一直保持在最高水平,且变化不大,吴淞江汇入京杭运河部分水体悬浮物浓度偏高。2016年元河塘悬浮物浓度突然增高并在2017年有所降低,但仍高于2015年。透明度的分布变化趋势与悬浮物浓度相反,符合常规规律。苏州市区水质逐年改善,但水质情况仍不容乐观。京杭运河、元河塘、虎丘湿地由于人为活动导致水质较差,今后需进行重点监测与治理。其余河流湖泊水质均逐年改善,盛泽湖的水质处于最优水平。根据相关资料查阅,遥感监测苏州市区水体水质情况符合实际情况,GF-2影像能有效地反演城市水体的水质参数信息并显示其分布变化规律。

长沙—岳阳空间协同发展规划策略研究

长岳协同发展是湖南实施强省会战略、发挥省会长沙核心辐射功能的必然要求。基于长江经济带发展战略、“一带一路”倡议、湖南强省会战略、长株潭都市圈战略以及长沙与岳阳两市发展战略等,考量长沙城市发展战略空间向洞庭湖区延伸的重要战略意义;分析长沙与岳阳空间协同化发展的优势与不足;从战略定位、空间布局、交通体系、产业发展、环境保护和机制创新等6个方面出发,提出长岳空间协同发展的规划策略。

关于实施城镇排水“厂-网-河湖”一体化运营管理机制的思考

分析城镇排水设施管理与运营存在的问题,对推进实施城镇排水"厂-网-河湖"一体化运营管理机制的必要性及应开展的主要工作进行探讨。

北京城市河湖水草科学管控体系构建分析

近几年北京城市河湖管理处管辖水域内水草疯长,对首都核心区及中心城区的防洪、供水、水景观及通航带来了影响。为科学管控水草,利用2a时间掌握了管辖水域内各河道水草的种类与生长周期,并根据各条河流水深特性,制定了生态优先、因地制宜、一河一策、常态管理的管控原则,日常采取相应措施进行治理,初步构建了城市河湖水草管控体系,以提升河湖水域内水草覆盖度,维护城市河湖水域生态平衡,有效利用水草对水体的净化作用,同时防止水草泛滥引发的系列问题产生,在城市河湖水草管控方面发挥积极示范作用。

城市河湖罩吸清淤船清淤施工工法

传统的清淤技术在城市河湖清淤项目中受到一定条件限制,同时容易造成水体二次污染,对生态环境破坏较为严重。鉴于城市河湖作业空间狭窄、环保及文明施工要求高、淤泥分布不均等特点,文章在分析国内外各种清淤技术基础上,经过反复实践,研究出了“城市河湖罩吸清淤船清淤施工技术”,解决了城市河湖清淤一系列施工问题。

南京市江北新区农村河道治理的路径分析

以江北新区珍珠河为例,探讨农村河道在城市化进程中,从基础性功能的转变,到逐步完善河湖蓝线范围内管理区建设,统筹推进水灾害、水环境、水生态、水景观、水管理“五位一体”融入城市发展的过程。

城市河湖生态系统健康评价——以北京市“六海”为例

健康的城市河湖才能发挥生态环境功能,体现景观和人文价值。城市河湖健康评价是城市河湖科学管理和生态恢复的前提和基础。对城市河湖生态系统健康概念和内涵进行了探讨,建立了评价指标体系和评价模型。以北京“六海”为例,对各子湖的健康状况进行比较评价。结果表明,中海和南海处于不健康向临界转化的状态,其余4个湖均处于不健康状态;水环境质量、水生态系统结构和功能以及水滨空间结构是影响“六海”健康水平的制约因素;除南海外,各湖的健康程度都处于很差的级别。中海和南海的整体生态环境好于其余4湖,对健康和临界状态的隶属度之和接近0.6,可恢复程度处于中等水平;其余4湖对健康和临界状态的隶属度之和均小于0.3,恢复困难。对“六海”的生态恢复和科学管理提出建议:①控制点源、面源污染,改善入湖和湖水水质;②改善“六海”的水文条件;③恢复水生态系统结构和水滨空间。

北京地区再生水补给型河湖水质改善工程案例分析与问题诊断

由于北京地区水资源严重紧缺,再生水作为补给城市河湖景观水体的重要水源,用量逐年加大,随之带来的水环境问题也引起关注,往往需要采用适宜的技术和工程改善水质.通过对北京城市部分再生水补给型河湖现有水质改善工程的调研,分析与评估北京市再生水补给城市河湖景观水体生态修复技术工程建设与运行效果,并与国内外河流、湖泊生态修复经典案例进行了对比分析.结果表明,修复工程受运行时间、季节及后续维护的影响,其运行效果不稳定且逐渐下降.受汛期降水充沛及水量人为调控影响,城市河湖6—9月水质较好;水质恶化时ρ（CODCr）为40-50 mg/L,ρ（NH3-N）为2-5 mg/L,ρ（TN）为10-15 mg/L,ρ（TP）为0.4-1.0 mg/L.水力流动循环、循环过滤、化学除藻和生物调控等单项及相应组合技术是当前北京市再生水补给型河湖水质改善的主要手段.对于水质要求较高的再生水补给型河湖,可以考虑辅膜生物反应器或生物滤池等旁路生化组合工艺.与国外的整流域近自然水生态系统修复相比,我国河湖水生态修复更注重区域水质的改善,以控制水体富营养化为主;对流域生态系统修复的整体性与长效性关注不够,缺乏与园林景观的融合.为更好地发挥河湖水体生态修复工程效果,未来应在政策法规、协调管理及投融资机制等方面加大投入力度.

城市河湖水质改善与保障技术研究

西北地区干旱少雨造成的水资源紧张及水环境恶化,已成为中国西部大开发中水环境治理的难题.本研究结合陕西省渭河宝鸡市区段生态治理工程,分析了生态治理工程对宝鸡市区河湖水质的影响,并在市区人工湖浅水区进行了芦苇带对湖水和渭河公园中湿地对河水水质改善效果的试验研究.试验结果表明,芦苇带和湿地对城市河流水质改善效果良好.根据实地调查和试验结果,提出宝鸡市在治理工程后的进一步改进措施,分析了在市区河湖进行生态修复的可行性.为城市河湖的水环境系统修复提供科学依据.

基于综合功能辨识的城市河湖生态流量计算模型及应用

为了合理确定河湖生态流量的阈值,针对城市河湖功能的特点和实际,综合体现河湖多种生态服务功能目标的协调、河流断面与湖泊/湿地的耦合关联以及生态流量消耗与非消耗分项、存量与通量、水量与水质关系,构建了基于综合功能辨识的城市河湖生态流量计算与保障程度分析模型(MUSEF模型)。利用该模型可对城市河湖生态流量大小、流量过程、流量构成、流量空间分布以及变异性进行量化计算与优化辨识,对不同来水频率条件下生态流量的满足程度进行评价,明确生态流量的调控指标要求与时机,从而为城市河湖生态保护与健康管理提供定量工具。以株洲市区河湖水系为案例开展应用,量化得出了河湖生态流量的逐月过程线、生态流量构成以及变异性特征,分析提出了不同来水频率条件下河湖生态流量的满足程度、调控指标与调控时机,为株洲市河湖生态流量的有效管理和安全保障提供依据。

北京城市河湖营养状态与蓝藻水华研究

2003—2004年的调研结果显示,北京城市河湖(长河水系)总氮平均含量为1.667mg/L,总磷平均含量为0.144mg/L,浮游藻类平均细胞密度为41150×104/L,其中蓝藻占90.0%。浮游藻类的群落结构为蓝藻(Cyanophyta)-绿藻(Chlorophyta)型,河湖水体中营养盐与初级生产力的关系为浮游藻类响应型,连续两年发生以微囊藻(Microcystis)占优势的蓝藻水华。河湖水体5项指标(SD、TP、TN、CODMn、Chla)的TSIM值在57～87间,水体已达到富营养或重富营养程度。其主要原因是:1)营养盐和有机物的污染;2)北京市淡水资源紧缺,补给城市河湖水量少;3)在河湖水系治理中,底部硬化,两侧(或周围)衬砌,破坏了水体的自然生态系统,使其自净能力大大降低。

北京城区河湖水质分析

调研结果显示,2003年北京城区河湖(11个监测水体)总磷、总氮含量分别为0.142mg/L、1.481mg/L,已达到比较严重的富营养状态.北京城市河湖属于藻型水体,初级生产力主要决定于浮游藻类的群落结构与密度.河湖水体中浮游藻类密度为37867.82×104cells/L,其群落由蓝藻(Cyanophyta)、绿藻(Chlorophyta)、硅藻(Bcillariophyta)、甲藻(Pyrrophy-ta)、隐藻(Cryptophyta)、黄藻(Xanthophyta)、金藻(Chrysophyta)和裸藻(Eugleniphyta)构成.群落中蓝藻占绝对优势(89.54%).在近几年的夏秋季连续发生程度不同的微囊藻(microcystis)水华,对水体功能和城市景观造成了不良影响.主要原因是:(1)氮磷和有机物的污染,(2)给城市河湖补给的水量少,(3)河湖生态系统被损害,水体自净能力差.本文对如何改善北京城市河湖水质提出了建议.

城市污染水体生物修复研究

应用人工复氧技术并投加生物制剂及底质改良剂等,对严重富营养化的湖泊水和黑臭河涌水进行了生物修复试验。模拟试验结果表明,在适度的人工复氧前提下,投加生物制剂及底质改良剂等,能够使两种水体的化学需氧量(CODCr)、总氮(TN)和总磷(TP)等污染物的含量均降低80%以上。用同样的方法进行现场试验,发现CODCr、TN和TP等污染物含量的降幅也能达到70%左右,相应水体的水质指标基本上达到“地表水环境质量标准”(GB3838-2002)地表Ⅴ类水标准,并发现投加的生物制剂及底质改良剂等微生物群体能够壮大污染环境中的土著微生物,对底泥中污染物的降解有一定的促进作用。