赣江河水主离子化学特征和径流效应以及控制机制

赣江发源于我国中南部的江西省,是长江的一大支流,为了客观分析该河流的水化学特征,开展水质评价,对赣江1958~2016年水化学数据进行了收集和分析。结果表明:①Ca^2+,Na^++K^+,HCO3^-和SO4^2-是河流中的主要离子,pH值范围为6.0~8.8,TDS范围为15.7~141.0 mg/L,所有离子月变化量与河流流量呈正相关。1980年以前河流流量与SO4^2-,NO3^-和Cl^-的浓度月变化正相关程度高于1980年以后,这表明河水化学特征1980年之前主要是非点源成因,但1980年以后为多种来源的混合。②海盐源Cl^-占河水Cl^-的比例小于19%,硫酸参与硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化,反映了1980年以后人为活动有所加强。Cl^-/(Na^++Cl^-)和SO4^2-/(Na^++Cl^-)的增加与江西省国内生产总量、人口、煤炭消耗、肥料用量的关系受废水排放影响。③根据世界卫生组织饮用水标准,赣江的水质符合饮用水标准,但应该警惕Cl^-和NO3^-浓度在1980年后在持续增加。

成都市活水公园低影响开发径流效应两种方法对比分析

以成都市活水公园低影响改造为研究示例,运用推理公式和SWMM 2种方法,对比分析设计降雨下的径流总量控制率、径流峰值流量削减率和径流峰值延迟时间等因素。结果表明:低影响改造后的活水公园对径流效应的控制效果较好,对水文过程有明显的缓解作用;2种方法在小尺度范围海绵公园的适用性均较好,分析计算结果能够达到实践需求,具有可重复性;推理公式适用于缺乏实测资料情况,计算简便,可操作性强,但具有一定局限,无法处理复杂降雨数据;模型模拟适用于监测数据充足情况,可以更加细致完整地模拟出整个水文过程,其计算结果更为准确,模拟更加灵活。

基于低影响开发措施的径流效应

以邯郸市的育德花园为研究对象,在验证SWMM模型在该区域适用性的基础上,模拟区域城市化前后以及透水性路面、绿色屋顶、蓄水箱、透水性路面+蓄水箱、透水性路面+绿色屋顶等5种低影响开发措施在单场降雨和连续降雨事件中的径流过程。结果表明城市化过程使得起涨速率增加,洪峰时间提前,洪峰流量增高,径流系数随之增大。5种低影响开发措施在单场降雨和长期径流影响中都起到了降低洪峰流量,减少径流持续时间,延迟洪峰时间,缓解城市排水管道压力,其中组合措施优于单一措施。

不同类型透水铺砖对海绵城市降雨-径流效应的观测试验研究

为分析不同类型透水铺砖在海绵城市建设中的降雨-径流效应影响,结合小区观测试验和模型计算的方式,定量分析6种不同类型透水铺砖对城市降雨径流的影响。分析结果表明:不同降水量条件下(5、10、20、25a一遇),各透水铺砖总体透水性能为生态砂基透水砖>彩石环氧通体透水砖>聚合物纤维混凝土透水砖>彩石复合混凝土透水砖>普通透水砖>混凝土透水砖。除混凝土透水铺砖外,各透水铺砖对区域现状产流区径流量的削减率在28%～57%之间。

皖西丘陵区人类活动后的径流效应研究

本文依据皖西丘陵区三个径流站实测资料,试图对人类活动后的径流效应问题进行探讨,文内首先分析了单点水分运行成因及其产流控制条件,进而讨论了流域综合效应,由此概括出丘陵灌区几种典型的径流过程并对皖西丘陵区人类活动后的产流方式提出初步看法。

城市道路雨水初期径流效应及适宜弃流量研究

道路雨水径流是城市面源污染的主要来源之一,随着海绵城市的建设,初期径流弃流等源头减排技术成为控制城市面源污染的重要措施。为了提出适宜的城市道路雨水初期弃流量,削减城市面源污染,对北京温榆河公园来广营北路部分路段的雨水进行了监测采样,得到了2022年6—8月共计13场降雨的雨量、流量和水质等过程数据。采用基于污染物累积负荷M(累积径流量V)曲线初期冲刷效应的评价方法分析了来广营北路的初期径流效应,并探讨了适宜北京城市道路的初期径流弃流量及弃流效果。结果表明:城市道路各降雨类型初期径流效应存在较大差异,该道路初期径流弃流量宜采用6 mm径流深,该弃流量能控制大部分中小降雨的径流污染,其余场次降雨弃流后径流中总磷、总氮、氨氮、悬浮物和化学需氧量的平均负荷削减比例分别为31.85%、32.78%、32.30%、34.31%和30.95%。

城市机动车道路面初期效应及初期径流弃除量探讨

路面径流污染是城市面源污染的主要组成部分,初期径流弃除被认为是一种有效的源头控制方法。对于初期径流、初期效应尚没有明确的定义,且路面冲刷规律较难把握,使得对路面初期径流是否弃除以及弃除量的确定都缺乏理论依据。通过对北京某典型机动车道路面径流水质的监测,分别用基于浓度和基于负荷两种初期径流定义方法对初期效应进行了判断,初步得出路面径流的浓度初期效应不明显,污染负荷具有一定的初期效应,20%径流体积约可携带30%的污染负荷。根据对北京市30年降雨的统计分析,从尽可能收集较多的雨水进行利用及尽可能削减较多的污染负荷的考虑,建议采用4 mm降雨作为道路初期径流雨水的分离标准,可至少去除年均污染负荷的28.7%。研究结论和方法可为类似地区路面初期径流弃除量的确定及后续研究提供初步指导。

低影响开发措施对雨水径流的控制效应

为了解LID措施在实际应用中对雨水径流的控制效应,选取广州市天河智慧城透水铺装和绿地开展现场监测,在透水铺装和绿地上分别选取20场次和11场次降雨径流资料分析径流削减情况,在透水铺装和绿地上均选取2场次降雨水质资料分析污染物去除情况。结果表明:透水铺装和绿地的径流量削减率均随着雨前干旱期增加而上升,随着降雨历时、降水量和最大雨强的增加而下降;在降水量较小时,绿地的径流量削减率比透水铺装的大,在降水量较大时反之。雨前干旱期越久,地表累积的污染物越多,冲刷到雨水径流中的污染物越多,雨前干旱期越长的场次降雨的透水铺装和绿地雨水径流污染物质量浓度亦越高。

亚热带季风区城市典型绿化屋顶的径流削减效应

屋顶绿化能够削减暴雨径流,降低城市内涝发生频率,促进可持续雨洪管理。针对亚热带季风气候区典型绿化屋顶的全年径流削减效应,以南京为研究区,以简易型、花园型两类绿化屋顶为研究对象,基于1年现场观测数据及水量平衡方程,分析屋顶雨水的滞蓄、蒸发与径流量随季节变化规律及其关键影响因子,采用SCS CN模型计算绿化屋面的径流曲线数(CN),并估算城市尺度大面积屋顶绿化的暴雨径流削减效果。结果显示,简易型、花园型绿化屋顶全年径流削减率分别为42%和60.7%;径流削减效应的四季排序为春季>冬季>秋季>夏季,平均径流削减率依次为78.6%、47.5%、33.2%、32.9%(简易型)及98%、84.3%、49.5%、48.1%(花园型);土壤基质层对雨水截留起主导作用,分别占径流削减总量的52%和62%;雨量和雨强是影响径流削减效应的关键因子,与径流削减率均呈显著负相关关系(P<0.01),初始土壤湿度与简易型绿化屋顶的径流削减率呈显著负相关(0.01<P<0.05),但与花园型的径流削减率无显著相关性;基于全年77次降雨事件的降雨量 径流量数据测算得到简易型和花园型绿化屋顶的CN值分别为92和88;若南京主城区所有建筑屋顶面积的60%实施两类绿化,则其全年径流量可分别削减2.8×10^7 m^3和4.2×10^7 m^3。以上研究结果可为城市雨洪管理和海绵城市建设提供科学依据。

基于Hydrus-1D模型的LID措施雨水径流控制效应研究

为探究LID措施在不同工况下的雨水径流控制效应,选取生物滞留池、下凹式绿地及透水铺装为研究对象,构建Hydrus-1D模型来模拟分析其雨水径流控制效应。结果表明:生物滞留池的径流量削减率与汇水面积比和蓄水层厚度为正线性相关关系,与种植土厚度(20~40 cm)为负线性相关关系;下凹式绿地的径流量削减率与汇水面积比、雨水口高度和种植土厚度为正线性相关关系;透水铺装的径流量削减率与降雨历时和透水砖渗透系数为正相关关系,与雨峰系数为负相关关系。建议生物滞留池的蓄水层厚度取值为30 cm、种植土厚度取值为30 cm;建议下凹式绿地的汇水面积比不小于15%、雨水口高度取值为10 cm、种植土厚度取值为30 cm;当透水砖渗透系数大于0.291 cm/min时,透水铺装产生的雨水径流较少。

基于污染负荷控制的屋面初期径流弃除量探讨

初期径流污染是城市面源污染的主要组成部分,但目前对初期径流的定义、弃除量等都没有统一的说法,而且影响初期效应的因素多而复杂,并与地区特性紧密相关。通过对北京雨水利用示范区降雨及屋面径流水质监测数据的分析,初步探讨了不同初期径流弃除量对污染负荷的削减效果。在不同降雨特性下,屋面产流后弃除2 mm雨量可削减20%～45%的污染负荷,故建议北京市屋面初期径流弃除量标准按2 mm雨量考虑。

气候和土地利用变化对径流变化影响研究——以伊洛河流域伊河上游地区为例

在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987-2008年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20世纪80年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80-90年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90年代到2000年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000年以后年平均降水量增加密切相关。

植被过滤带对城区道路径流的延滞效果及TSS、Zn削减效率影响

本项目研究目的是测量上海市城区道路植被带对径流延迟效果和对污染的净化效率,为城区道路路边绿化提供依据。对裸地、野生杂草狗尾草、人工草坪高羊茅、高羊茅/狗尾草植被过滤带测定表明,随着植物覆盖率增加,在夏季径流的优势流速（Up）从0.750m/min降低到0.411m/min,对径流出流时间（Tc）延滞约0.90～11.63 min,对径流终止时间（Ts）延滞约3.61～13.60min;对TSS的平均净化率从16.02%上升到90.53%,对Zn的平均净化率从9.70%上升到93.98%;冬季植物枯落时期,延滞效应、TSS和Zn净化率均有所下降。提高径流进水的污染物浓度条件（TSS=542mg/L,Zn=0.541mg/L）,有植被覆盖的过滤带的TSS净化率略有提高,而Zn的净化率都没有明显改善,裸地的TSS和Zn净化率均没有提高。进水的污染物浓度为TSS=827mg/L,Zn=0.803mg/L时,植被覆盖对TSS的净化率没有进一步提高,而Zn的净化率则增加,裸地仍没明显变化。

土地利用、覆盖变化对横排头以上流域径流的影响研究

在实际调查基础上,以1980年、1990年和2000年土地利用资料和流域内1980-2009年水文资料为基本支撑,利用遥感和地理信息系统技术,分析淠河流域横排头以上地区土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域内,草地面积持续稳定增加,耕地、水域、城镇用地和未使用地面积持续减少,林地面积先由大量增加到基本维持稳定。20世纪80年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量增加。在年内分配上,汛期内总径流和地面径流减少,枯水期内总径流增加,地面径流略有减少;基流在所有月份均增加,而在汛期内增加更为明显。

岷江上游森林对紫坪铺工程与都江堰灌区的影响

本文利用自建的森林流域水文模型分析计算了龙门山地区的森林水文效应规律，并得出该区森林径流效应为正效应和森林洪峰效应为负效应的结论．在此基础上，评价了岷江上游地区森林水文效应对紫坪铺水库和都江堰灌区的影响，认为森林有助于提高工程与灌区的兴利效益与抗洪能力，河工措施与生物措施结合治理岷江势在必行．

滑坡地下水作用研究与防治工程实践

本文从滑坡研究的现状出发，结合滑坡防治工程的实践，强调了滑坡地下水作用研究的重要性，并就滑坡地下水研究所面临的主要问题对当前主要研究方向提出了建议。