暴雨和缓冲带特征对城市滨水缓冲带雨洪消减与水质净化效果的影响机制

通过设置多组实验,模拟不同暴雨径流及缓冲带条件,对城市滨水缓冲带在不同暴雨雨型、历时、重现期、缓冲带坡度、植被覆盖度、初期冲刷等条件下的径流削减和水质净化作用进行研究。得出在不同实验条件下,滨水缓冲带的雨量动态径流系数结果在0.29-0.55之间。分析实验结果发现缓冲带对峰型靠前、历时较短、重现期短的暴雨径流削减效果更好,同时更平缓与植被覆盖度更高的缓冲带对径流的削减效果更佳。模拟实验显示,径流中不同污染物去除率范围分别为:SS为66.41%-90.29%、TN为44.48%-64.90%、NH3-N为32.72%-63.68%、TP为89.83%-95.04%、COD为34.32%-66.23%。缓冲带的径流水质净化效果在应对不同暴雨雨型时未显示明显规律,而缓冲带对中高浓度径流污染物削减率更高能够应对较强的初期冲刷效应。同时更平缓与植被覆盖度更高缓冲带,即表流流速更缓慢时,显示出更好的径流净化效果。

迁安三里河滨水缓冲带雨水径流及污染物消减效果与设计优化

滨水缓冲带在入河雨水径流消减及水质净化方面起着关键作用。以迁安三里河滨水缓冲带为研究对象,利用SCS-CN模型、地表径流人工模拟以及水体样品实地采集等方法,揭示了缓冲带的雨水径流消减及水质净化效果,并分析了地表特征对其的影响。研究结果:(1)对雨水径流的消减率可超过80%。前期土壤含水量越低、坡长越长、坡度越小,消减量越大。灌木比草坪、花卉、铺装的消减量大。(2)植被带对TP、TN、NH3-N、COD和SS的消减率可分别达到85.35%、13.41%、68.32%、87.76%和98.5%。径流时长为60 min比30 min的水质净化效果好。草坪、花卉、高草、灌木对污染物的消减率高,砾石的消减率低。坡度从10°降低到5°,消减率可提升50%以上。坡长的增加对净化作用增加不显著。

碳中和目标下的西北地区滨水生态缓冲带绿化设计策略

“碳中和”目标的提出,开启了低碳新时代,也为生态水利建设带来了新的机遇和挑战。滨水生态缓冲带作为沿河流、湖泊等水域边缘形成的复杂生态系统,具有生态群落多样、生态功能复合的特征,在实现碳中和目标的过程中具有重要作用。在我国西北地区,由于滨水生态缓冲带的水热条件相对周边更好,其碳汇作用更加突出。在满足河道基本的防洪安全、生态韧性、水源涵养等目标的前提下,探讨更有利于西北地区的滨水生态缓冲带设计策略。从减少碳足迹和增加碳汇两个角度,对滨水生态缓冲带的生物要素和非生物要素进行统筹,从不同角度提出碳中和目标指导下的设计策略,来实现碳中和目标下的滨水生态缓冲带设计方案。

湖北丹江口库区滨水植被缓冲带氮磷截留效应

【目的】探讨丹江口库区不同植被类型滨水植被缓冲带对径流污染物N、P的截留效应,以期为植被缓冲带建设和水质净化提供科学依据。【方法】以马尾松纯林、栓皮栎纯林、马尾松栓皮栎混交林、刚竹林和荒地5种植被缓冲带为研究对象。每种植被缓冲带设置3块20 m×20 m样地,并在每个样地内布设1个2 m×20 m的简易径流场。采用双环入渗试验测定土壤渗透性能,环刀法测土壤密度及最大持水量,地表径流模拟试验研究5类植被缓冲带对全氮(TN)、全磷(TP)、铵态氮和硝态氮的截留效应。【结果】土壤初渗速率和稳渗速率以马尾松栓皮栎混交林最高,栓皮栎纯林最低;马尾松栓皮栎混交林土壤密度最小,土壤最大持水量最高;栓皮栎纯林土壤密度最大,最大持水量最小;各类型滨水植被缓冲带的截留效应均随缓冲带宽度增加而增加;滨水植被缓冲带宽度为20 m时TN截留率以马尾松栓皮栎混交林最好(高达71.8%),栓皮栎纯林最低(仅为36.1%);滨水植被缓冲带对铵态氮的截留率在马尾松纯林、马尾松栓皮栎混交林、刚竹林和荒草地间差异不显著(P>0.05),宽度20 m时的截留率为48.97%~55.11%,但栓皮栎纯林显著低于另外4种林分(P<0.05)(截留率仅29.78%);对于硝态氮截留率,同样表现为马尾松栓皮栎混交林最高,栓皮栎纯林最差,分别为58.17%和34.00%;对于TP截留率,刚竹林和马尾松栓皮栎混交林较好,宽度20 m时的截留率分别为79.77%和74.21%,栓皮栎纯林截留效果最差(60.83%);通过回归和Sperson相关分析发现,不同林分截留率主要受土壤物理性质影响。【结论】增加滨水植被缓冲带宽度可提高其截留去污能力;在丹江口库区营造滨水植被缓冲带时应适度提高马尾松栓皮栎混交林的比例。

滨水植被缓冲带水质净化研究

滨水植被缓冲带兼具生态、社会和经济价值。对其研究以生态学和水文学为基础,涉及多种学科和技术。我国滨水植被缓冲带的理论与实践研究均较为薄弱。文中从滨水植被缓冲带的结构特征及作用、滨水植被缓冲带水质净化机理和滨水植被缓冲带水质净化的影响因素3个方面进行论述,同时探讨总结了滨水植被缓冲带在水质净化方面需要进一步研究的突出问题。随着人们对水污染关注的增加,滨水植被缓冲带的生态净水方式将备受重视。

丹江口库区马尾松人工林地表径流氮磷截留效应

滨水植被缓冲带能有效去除地表径流中的面源污染物。本文采用模拟地表径流的方式,探讨了丹江口库区坡度分别为11°、15°、17°和21°的4种马尾松人工林滨水植被缓冲带不同宽度条件下对径流污染物的截留效果及其影响因素。采用双环入渗试验测定土壤渗透性能,环刀法测土壤密度及最大持水量,同时测定了不同坡度下林下枯落物的厚度和生物量。结果表明:坡度、宽度、枯落物厚度和枯落物生物量是影响截留率的主要因素。4种坡度下,截留率均随宽度的增加而增加,随着坡度的增加而减小。当滨水植被缓冲带的坡度为11°时,4种面源污染物的截留率要达到80%,其宽度应为34 m左右;坡度为15°时,宽度为40 m左右;当坡度为17°时,宽度为45 m左右;当坡度为21°时,宽度为48 m左右。这些研究结果对库区马尾松人工林滨水植被缓冲带的营造和管理具有一定的参考价值。