1996—2017年雨洪管理研究发展态势分析——基于文献计量方法

为了解雨洪管理领域最新的研究发展态势,本文采用文献计量方法,以Web of Science（WOS）中的核心合集数据库为准,分析了1996-2017年国内外雨洪管理领域的研究情况,识别国内外主要的研究领域、主要研究机构及人员,并对领域内的关键词及国家间合作情况进行了简要分析,在此基础上总结近年来国际雨洪管理领域的研究态势,主要结论为：整体上近年来雨洪管理领域研究规模和学术影响力呈良好发展态势;大多数文献类型为学术论文;语言大多集中在英语;论文主要集中在气象学、环境科学、地理学、计算机科学等领域;从国家研究实力来看,美国在该领域占有绝对的优势;高被引论文主要发表在高质量的综合类期刊上,发文期刊仍以水文学、环境类期刊为主;对于关键词的分析表明目前该领域的研究仍重点集中在城市化、SWMM、径流、温度、水文学等.在当今城市化问题仍然突出的情况下,雨洪管理领域仍有较大的发展空间,尤其对于模型方法和气候变化研究有待突破与创新.     

厦门市城市绿地雨洪减排效应评价

城市绿地在对雨水的渗透、滞留和调蓄方面具有非常显著的作用,能够有效削减城市的雨洪流量,缓解内涝压力.以海绵城市试点——厦门市为典型区,在日降雨数据、土地利用数据、土壤类型数据、城市绿地空间分布数据和城市建成区空间范围数据等多源数据的支撑下,系统评价了厦门市建成区城市绿地的雨洪减排效应.其中,雨洪减排效应的实物量通过SCS（Soil Conservation Service）模型进行评估,价值量则利用替代市场法进行估算.结果表明:2010年厦门市单位城市绿地削减的雨洪径流深为262.28 mm,削减的雨洪径流总量为4 385.40×104 m3,减排服务价值为2.75×108元;2015年单位城市绿地削减的雨洪径流深为335.77 mm,削减的雨洪径流总量为7 634.37×104 m3,减排服务价值为5.49×108元.城市绿地面积、降水量及其时程分配是影响城市绿地雨洪减排效应的关键因子,在其共同驱动下,2015年厦门市城市绿地的雨洪减排效应较2010年显著增加.研究显示,SCS模型在数据输入和参数率定等方面具有显著优势,能够在地理空间上连续模拟厦门市整个建成区的产流量,进而实现行政区单元和城市绿地类型单元雨洪减排效应的双重评价,3种城市绿地类型（乔木、灌木和草本）单位面积的雨洪减排效应并无明显差异,受绿地面积支配,厦门市80%的城市绿地雨洪减排效应由乔木绿地产生.      

城市雨洪管理中绿色屋顶研究与应用进展

绿色屋顶作为城市雨洪管理技术之一,对城市雨洪资源化和非点源污染控制有重要作用。文章系统论述了绿色屋顶的发展历史、定义、分类及结构等;分析了绿色屋顶在工程基础技术、雨洪管理、模型模拟等方面的研究进展,归纳了绿色屋顶的优势及不足之处;在此基础上,预期了绿色屋顶的发展趋势,指出基质选配、植被配置、新材料的应用、调峰控污规律、结构优化以及性能和全生命周期评价是目前绿色屋顶研究、应用的关键问题。     

国外雨洪管理对我国海绵城市建设的启示——以日本为例

近年来,我国城市雨洪灾害频发,造成的危害十分严重,引发了国内多方关注。当前,我国雨洪管理与海绵城市建设仍处在探索阶段,需要对外学习先进经验。本文通过梳理日本雨洪管理的保障体系、演进与发展历程、措施体系等方面,结合我国城市实际情况,提出了我国未来海绵城市建设的发展方向,认为未来应构建生态和经济协调发展的理念体系,灾害与资源环境协同治理的结构体系,以结构工程为主、非结构工程为辅的措施体系以及政府主导、社会参与的合作体系。     

极端降雨下绿基和灰基联用的雨洪控制效果

以福州大学为例,选取3种绿色基础措施（绿色屋顶、植被浅沟、渗透铺装）与2种灰色基础设施（增大管径、蓄水池）组合,设计了9种雨水系统改造措施方案,并根据3场不同历时极端天气降雨的实测数据,运用暴雨洪水管理模型（SWMM）模拟分析不同雨水系统改造措施方案对径流深、节点和管道的雨洪控制效果.情景模拟结果表明：3场强降雨下,绿色基础措施组合（SS7）在所有用地布局情景中对径流深的控制效果均为最优,其中中长历时强降雨下的削减比最高,达到了78%;在节点控制方面,由于3种绿色基础措施与增大管径组合措施（SS8）具备下渗、滞留和快排等特性,在3场降雨中,对节点的洪流流量和洪流时间的控制效果均为最优,接近100%;在管道控制方面,3种含绿色基础措施的组合方案（SS7,8,9）对管道满流时间与峰值流量发生时间的控制较好.通过对比这3种组合措施方案发现,在短历时强降雨中,3种绿色基础措施与蓄水池组合措施方案下（SS9）管道满流时间最短,峰值流量发生时间最迟;中长历时强降雨中3者差别不大;长历时强降雨中3种绿色基础措施组合下（SS7）管道满流时间最短,峰值流量发生时间最迟.     

基于流域协同的国土空间雨洪安全格局构建方法

近年来愈发频繁的洪涝灾害暴露出城市建设与雨洪安全之间的矛盾已不容忽视,以防洪基础设施为核心的防灾规划和以各类景观生态基础设施为核心的海绵城市规划,需要内涵和方法的转变。以“多规协同”为理论基础,提出在国土空间规划背景下,雨洪安全格局构建的核心内涵应该是“协同关系”的构建,即不同规划要素之间不仅在空间布局上协调无冲突,更重要的是能够导向同一的目标与结果。基于该内涵,提出了国土空间雨洪安全格局构建方法的理论框架,应以雨洪安全要素的识别为前提,通过强制性约束措施和引导性联动措施构建雨洪安全要素与国土空间结构、资源用途和支撑系统的协同关系,最终实现不同空间尺度上雨洪安全目标的落实与格局的形成。为更好地诠释该理论框架,以江西省万载县城关镇镇域国土空间规划为案例,探索并检验该理论框架在实践中的可操作性及应用价值,以期为落实国土空间雨洪安全格局的目标提供新的思路和理论依据。     

低影响开发对城市内涝节点雨洪控制效果研究——不同降雨特性下的情景模拟

以中国福建省福州市晋安区解放溪流域高密度居民住宅区为例,针对不同降雨重现期、降雨历时和雨峰系数的降雨情景,利用PCSWMM模型模拟该地区的雨洪情况,并运用模型的低影响开发（LID）模块,研究7种不同LID用地布局情景对研究区内涝节点的雨洪控制效果.情景模拟结果表明：在不同降雨情景下,各LID用地布局情景会使节点的洪峰流量减小、积水时间减少、积水深度变小;植被浅沟措施和植被浅沟&绿色屋顶组合措施会使节点SS峰值浓度高于现状用地,其余布设情景下,SS峰值浓度均减小.LID措施对节点流量和水质的控制效果在低降雨重现期和长降雨历时的降雨情景下较为有效.在单个LID布设情景中,渗透铺装措施控制最佳,而组合LID布设情景中,渗透铺装&植被浅沟&绿色屋顶是最佳的组合控制措施.研究结果可为南方城市居民区实施海绵城市建设提供技术支持,并为地方制定相关规范和标准提供参考和借鉴.     

中国主粮作物生物炭产量效应的Meta分析

为定量评估生物炭对主粮作物产量的影响,收集了公开发表的116篇相关文献,共866对数据,采用Meta分析法定量分析了生物炭对我国主粮作物产量的影响及其影响因子,同时构建结构方程模型(SEM)进一步解释了因子间的交互关系.结果表明,与不施用生物炭相比,生物炭施用后可改善主粮田土壤理化性质,提高主粮作物产量,平均增产率为8.77%.其中,当生物炭pH为7～8时,平均增产率最大,可达26.49%;其C/N<60时,平均增产率为13.73%,显著高于C/N≥60的平均增产率.将生物炭施入酸性或中性土壤中,更能发挥其增产效应.当施炭量为10～20 t·hm^-2时,小麦和玉米的平均增产率最大;施炭量为15～25 t·hm^-2时,水稻平均增产率最大.但是,不同施炭水平的水稻增产率相近,可考虑损失部分产量,适当减施以兼顾经济效益.此外,生物炭增产效应会随施用年限增加而不断减弱,一般3 a后增产不显著.SEM表明生物炭施用量不仅直接影响主粮作物产量,还通过改善土壤肥力间接影响主粮作物产量,而生物炭C/N和pH仅通过改善土壤肥力影响主粮作物产量.因此,今后...     

基于低影响开发的雨洪管理研究现状和趋势研究

降雨径流是影响城市河流水质以及发生内涝的主要原因之一,传统的雨水管理模式已经不能适应现代城市的发展,低影响开发是基于模拟自然水文状况的原理,采用源头控制来消减、利用和延缓径流以及控制径流污染的一种分散的、多样性的、景观化的微型控制单元。国内低影响开发的工程实践还比较少,在借鉴国外有关低影响开发的设计方法、效果监测以及模型模拟方面的理论同时,国内还需要开展长期效果监测来建立自己的设计参数数据库以及研究适合国内的设计决策支持工具。     

浅析辽河流域水环境管理现状及改善措施

辽河流域是我国北方重要的河流型流域,水环境污染问题突出。文章从水环境管理体制、水污染控制方式、水生态安全管理、预警监控4个方面剖析了辽河流域水环境管理现状,并提出针对性的改善措施,对促进辽河流域水环境管理能力提高具有积极的实际意义。     

Efficiency of stormwater control measures for combined sewer retrofitting under varying rain conditions: Quantifying the Three Points Approach (3PA)

We present a method to assess and communicate the efficiency of stormwater control measures for retrofitting existing urban areas. The tool extends the Three Points Approach to quantitatively distinguish three rainfall domains: (A) rainwater resource utilisation, (B) urban stormwater drainage pipe design, and (C) pluvial flood mitigation. Methods for calculating efficiencies are defined recognizing that rainfall is both a valuable resource and a potential problem. Efficiencies are quantified in relation to rainfall volume, supplied potable water volume and volume of wastewater treated. A case study from Denmark is used to illustrate how the efficiency varies between the rainfall domains. The method provides a means for communicating some important quantitative aspects of stormwater control measures among engineers, planners and decision makers working with management of water resources, stormwater drainage and flood risks.     

Fractionation of heavy metals in runoff and discharge of a stormwater management system and its implications for treatment

A stormwater management system utilizing the mechanisms of sedimentation and filtration/infiltration was developed and constructed for the immobilization of suspended solids and heavy metal constituents （Fe, Zn, Pb, Cr, Cu, Cd, Ni） in runoff. Monitoring took place between May 2010 and November 2012 on a total of 24 storm events. This research on the fractionation of heavy metals in runoff and discharge of a stormwater system provided insight on the actual efficiency of the system and determined the implications for treatment of the particulate-bound and dissolved heavy metals in runoff. Results revealed that the partitioning of heavy metal load in runoff in either dissolved or particulate-bound were influenced by flow rate and total suspended solids load, and evident in high-intensity storm （rainfall-runoff event）. On the other hand, the partitioning of heavy metal load discharge from the stormwater system was more apparent during the early period of discharge having higher variability in dissolved than particulate-bound heavy metal. Findings revealed that fractionation of heavy metals played an important role in the performance of the stormwater system; thus, must be considered in designing stormwater systems. For the stormwater system to be effective, it is recommended to design the system treating not only the early period of a storm （first flush criteria） rather until the peak part of the hydrograph （high flow rate where partitioning was greatest） from a load basis.     

太湖地区的水资源与水环境——问题、原因与管理

太湖目前主要存在的问题是:①1998年太湖达标排放以来北太湖地区与梅梁湾的水环境没有如预期的那样得到显著改善;②太湖地区的洪涝问题并没有消除,相反随着经济的发展,其易损性增加;③东太湖的沼泽化与富营养化日趋严重,极大地降低了湖泊泄洪能力与供水能力。东太湖的沼泽化与富营养化与养殖业的无计划发展有很大关系,主要是管理所造成的。洪涝问题则是由于流域下垫面的急剧变化导致洪峰提前和洪峰流量增大。     

Evaluation of accuracy of linear regression models in predicting urban stormwater discharge characteristics

Stormwater runoff has been identified as a source of pollution for the environment, especially for receiving waters. In order to quantify and manage the impacts of stormwater runoff on the environment, predictive models and mathematical models have been developed. Predictive tools such as regression models have been widely used to predict stormwater discharge characteristics. Storm event characteristics, such as antecedent dry days （ADD）, have been related to response variables, such as pollutant loads and concentrations. However it has been a controversial issue among many studies to consider ADD as an important variable in predicting stormwater discharge characteristics. In this study, we examined the accuracy of general linear regression models in predicting discharge characteristics of roadway runoff. A total of 17 storm events were monitored in two highway segments, located in Gwangju, Korea. Data from the monitoring were used to calibrate United States Environmental Protection Agency＇s Storm Water Management Model （SWMM）. The calibrated SWMM was simulated for 55 storm events, and the results of total suspended solid （TSS） discharge loads and event mean concentrations （EMC） were extracted. From these data, linear regression models were developed. R2 and p-values of the regression of ADD for both TSS loads and EMCs were investigated. Results showed that pollutant loads were better predicted than pollutant EMC in the multiple regression models. Regression may not provide the true effect of site-specific characteristics, due to uncertainty in the data.     

交通密度对道路雨水径流溶解性有机物污染特性的影响

为了解交通密度对道路雨水径流中溶解性有机物(DOM)特性的影响,采用超滤、荧光激发-发射矩阵光谱、紫外-可见吸收光谱及红外光谱等技术对不同交通密度的道路雨水径流进行表征.结果表明,道路雨水径流中胶体态有机碳(1 k Da)含量高于真溶解态有机碳(1 k Da)含量;道路雨水径流溶解性有机物中类色氨酸蛋白物质含量最多,其次是类富里酸物质和类络氨酸蛋白物质,类腐殖酸物质和微生物代谢物含量较少;主要含有—OH、—COOH、苯环等官能团.道路交通密度并未改变道路雨水径流DOM的种类及官能团组成,但交通密度越大其径流有机污染越严重、胶体态有机碳含量越高、大分子类色氨酸蛋白物质含量越多、芳香性越强.     

西沙永兴岛环境质量状况及管理对策

2002年8月对西沙永兴岛的近岸水质、空气环境、声环境和珊瑚礁生态等进行了调查与监测。结果表明,永兴岛目前环境质量良好,珊瑚物种丰富,覆盖率较高;但是同时也发现了该岛存在三大环境问题:珊瑚存在较明显的退化趋势,岛上垃圾无序堆放,以及生活污水随意排放;最后针对这三大问题提出了相应的管理对策。     

Investigation on the effectiveness of pretreatment in stormwater management technologies

The effectiveness of presettling basins as component of stormwater best management practice （BMP） technologies was investigated. Storm event monitoring and sediment collection were conducted from May 2009 to November 2012 on the presettling basins of the three BMP technologies designed to capture and treat stormwater runoff from highly impervious roads and parking lots. Data on captured runoff and sediment, total suspended solids （TSS） loadings, rainfall and runoff rate, sediment accumulation rate, as well as particle distribution and pollutant concentrations of sediment were gathered and analyzed along with the physical design characteristics of the presettling basins such as surface area and storage volume. Regression models were generated to determine significant relationships between design parameters. Results revealed that the storage volume ratio （ratio of storage volume of presettling basin to BMP） was an important parameter in designing the presettling basin of the BMP. For practicality, optimizing the design of the presetfling basin means that the storage volume ratio should be determined based on the desired captured amount of runoff and sediment from runoff to limit the frequency of maintenance caused by the accumulation of sediment. It was recommended that pretreatment of runoff should be employed when the site in which the BMP is to be sited has high TSS loading and runoff rate, and is subjected to high intensity rainfall.     

水环境监测质量控制相关措施的探讨

随着人们生活水平的提高,水环境监测数据越来越受到人们的重视,这就要求我们严把水环境监测质量关,保证监测数据的准确性。文章主要介绍了水环境监测质量控制的相关措施。     

环境管理手段对企业排污行为调控力度的定量化研究

在构造出反映企业排污行为和若干环境管理手段的统计特征量的基础上,提出以统计特征量之间的回归分析来定量化研究环境管理手段对企业排污行为调控力度的方法．对1993 ～1997年度镇江市26家COD 重点排放企业的研究表明：排污收费、环保补贴、执法检查、行政干预4 种环境管理手段都对企业的 COD 排放行为起到了明显的调控作用,调控力度由大到小依次为环保补贴、排污收费、执法检查和行政干预．     

我国应逐步实施基于水质的排污许可管理

我国排污许可管理始于20世纪80年代中后期,经历了从探索、停滞到不断发展的历程.为研究我国排污许可的未来发展方向,对我国排污许可发展的历程和存在的问题,以及美国、欧盟等发达国家和地区的经验进行了分析.从我国排污许可的发展历程来看,我国第一阶段排污许可管理立法层次不高,反复试点、推进力度不够,且经济迅速发展导致污染物负荷量不断增长,客观上增加了排污许可实施的难度.“十三五”以来,我国已初步构建了以行业为基础的排污许可管理体系,但也面临着一系列的问题,主要是按行业发放排污许可难以与地表水水质直接挂钩、部分企业排污许可量过大难以约束企业排污、排污许可证核发任务重难以考虑水质达标要求、缺乏基于水质核发排污许可限值的管理实施细则等.针对上述问题,分析了以美国和欧盟为代表的发达国家和地区的排污许可管理经验,表明基于水质达标是实施排污许可管理的基本法律内涵和发展方向.在国内外排污许可发展经验教训总结的基础上,结合我国目前排污许可的实施进展,建议我国逐步实施基于水质的排污许可管理,主要措施有完善基于水质的行政区、流域和控制单元排污许可总量审核系统,编制和修订排污许可证管理相关技术规范,以水质达标为目标完善流域排放标准,完善基于水质的排污许可监管和处罚机制,尽快开展基于水质的排污许可示范,扩大公众参与等.“十四五”时期,建议我国的排污许可制应从重视系统体系构建,逐步过渡到基于水质的排污许可管理,并制订有针对性的管理法规和政策措施.