城市饮用水源地周边城区不同类型地表径流污染特征

城市饮用水源地水质保障是影响城市供水安全和供水系统处理效能的重要因素,其周边城区的径流污染是威胁饮用水源安全的因素之一。为研究城市饮用水源地周边城区不同类型地表径流污染特征及对饮用水源地的潜在影响,以常州应急备用水源地德胜河周边城区的城市主路、快速路和建筑小区三处不同类型地表径流进行了现场监测,分析了不同地表径流的典型常规污染物、重金属和有机物污染特征。研究结果表明：城市主路、快速路、建筑小区的地表径流中COD（chemical oxygen demand）、TP（total phosphorus）、Pb、Cr、Zn的事件平均浓度超过《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中Ⅴ类水标准,地表径流直接排放将严重威胁饮用水源地安全;典型有机污染物石油类、苯酚、苯污染水平总体相对较低,对饮用水源地可能造成的潜在威胁相对有限。降雨量和降雨强度等降雨特征,地表类型、坡度等下垫面特征都会影响径流污染物初期冲刷的程度,且重金属与SS（suspended solids）呈现较为一致的初期冲刷规律。城市主路、快速路和建筑小区径流中常规污染物SS、COD、TN（total nitrogen）、TP的年污染负荷与其他城市同类型下垫面的年污染负荷基本一致,但Pb、Cu、Cr、Zn、Mn的污染负荷较高,将对应急备用饮用水源地德胜河的水环境质量造成严重威胁,迫切需要采取径流污染控制工程与管理措施,以保障饮用水源地水环境质量和城市供水系统安全。     

城市地表土壤重金属污染分析

用GPS定位在某城市各功能区采集319个样品,利用Excel等软件分析计算样品各重金属元素的统计参量和污染负荷指数,对实测剖面曲线进行数学建模,并对这些污染元素进行聚类分析。分析结果表明:工业区污染负荷指数平均值最大,其次为交通区,山区污染负荷指数最小;重金属污染负荷指数与地表土壤海拔高度呈负相关关系;Cr、Ni和Cu主要来源于工业污染源;Cd、Pb和Zn主要来源于工业和交通污染源;砷和汞来源于单质污染源。     

近50年渭河关中地区地表径流变化及其归因分析?

采用流域水文过程模拟和水文气象统计学相结合的方法,归因分析了近50a来渭河关中地区地表径流的变化.通过对关中地区1958—2008年水文气象要素进行趋势检验分析,发现近50a来该区域地表径流量呈现显著下降趋势,而降雨量和潜在蒸散发量没有明显的变化,说明径流的变化主要受人类活动的影响,并用Mann-Kendall法检验出1990年为径流过程的突变点.基于此,构建SIMHYD月降雨—径流水文模型,以1958—1989年为模拟预处理期,1990—2008年为模拟检测期,通过模拟分析获得气候变化和人类活动对径流影响的归因分析结果.同时采用改进的气候弹性系数法对上述径流变化归因分析进行验证,也得到了近似的结果.结果表明,气候变化对径流减少的影响程度为18%~22%,而人类活动为78%~82%.     

集水区径流资源空间变化的模拟与分析

利用高泉沟流域１９８８－１９９５年８年３１个观测小区定位观测的６３次流资料,模拟出了基于ＧＩＳ栅格系统的小区降雨－产综合模型;采用ＡＲＣ／ＩＮＦＯ系统,建立了研究区栅格ＤＭＥ、多年平均降水因子等空间数据库;提出了一种新的基于ＧＩＳ栅格系统的计算集水区总产流量的反演算法,模拟同泉沟流域径流资源的时空变异规律。     

城市地表径流人工湿地生态处理工程

以武汉市桃花岛塘和人工湿地组合生态处理系统为研究对象，探讨了该系统处理城市地表径流的初期调试运行，结果表明：塘和人工湿地组合生态系统可以有效的处理城市地表径流，该生态系统对各污染物的去除率分别为CODcr，75．4％-79．1％、TP81．8％～8413％、TN64．9％-69．8％、SS93．8％-94．7％；其中人工湿地对其进水中污染物CODcr，TP、TN、SS的去除率分别为60．7％-64．8％、73．4％-75．6％、43．2％-48．4％、60．3％-66．4％，污染去除负荷达到COD0．01kg／（m^2d）。在无雨期该生态系统可以处理一部分城市生活污水，实现削减污染和保持系统稳定的双重功能。     

泾河流域径流变化趋势及归因分析

基于泾河流域55年降水和径流数据,分析流域径流历史演变规律,定量计算气候变化和人类活动对径流量的影响,揭示泾河流域径流变化原因及未来变化趋势,为泾河流域水资源管理及开发利用提供依据。采用线性趋势、Mann-Kendall趋势检验和R/S等方法分析径流演变规律,预测其未来变化趋势。利用滑动t检验、有序聚类和双累积曲线法分析径流突变情况,判断突变年,确定基准期,采用径流还原法分析气候变化和人类活动对泾河流域径流变化的贡献率。结果表明:泾河流域降水量及径流量总体上呈下降趋势,丰枯悬殊,未来一段时间内泾河流域径流量将呈现减少趋势且有一定的持续性。在1961—2015年间,泾河流域突变年分别为1970年、1996年和2003年,由突变点1970年确定泾河流域径流基准期为1961—1969年。径流还原法分析结果表明:人类活动是导致泾河流域径流量减少的主要因素,且影响程度逐时段增加,1970—1995年、1996—2002年及2003—2015年人类活动对泾河流域径流量的贡献率分别为86.81%、87.70%和96.86%。     

滹沱河上游流域径流变化归因分析

以滹沱河上游流域为研究对象,采用4种基于Budyko假设的弹性系数法和SWAT模型,量化气候变化和人类活动对径流变化的贡献率．结果表明:1961—2016年,滹沱河上游流域年降水、年径流分别呈下降、显著下降趋势,而潜在蒸散发呈显著上升趋势,流域的干旱化趋势明显．基于弹性系数法的计算结果显示,气候变化对径流减少的贡献率为49.62%~61.67%,人类活动的贡献率则为38.33%~50.38%．而SWAT模拟结果却表明:气候变化的贡献率高达84.42%,而人类活动贡献率仅为15.58%．这种差异性主要源于Budyko方程中的下垫面参数反映的不仅是人类活动,还包括气候变化的影响．因此,气候变化是滹沱河上游径流减少的主要因素,但人类活动对径流的影响正日益增强．使得滹沱河上游径流减少的具体人类活动并非是土地利用类型的改变,而是经济、人口的增长所导致的水资源的过度开发利用．      

赣江流域的地表径流

地表径流是陆地上重要的水文现象,是整个水分循环的一个重要环节,是水量平衡的基本要素。它反映了该地区的自然地理特征,特别是气候特征,而成为自然地理环境中最活跃的因素之一。研究地表径流的形成过程,以及空间分布和时间上的变化等规律,对水利工程、航运、农田排灌和河川流域的综合开发利用等,提供了科学依据。因此,对地表径流的研究,是具有巨大的实际意义的。赣江是江西省最重要的一条河流,也是长江的重要支流之一。干流(包括贡水)长为827公里,流域面积80,948平方公里(清丰山区未列入),约占鄱阳水系总面积的一半。流域     

基于元胞自动机的城市地表径流流向优化算法

在考虑城市地表复杂水力梯度特征的前提下,提出了一种基于元胞自动机的城市径流流向优化(UCA)算法,通过坡面流模拟试验选出不同流态的最优水量分配权重,并将UCA算法与D8、4+4N以及FMFD算法进行不同数学曲面上的单位汇流面积对比试验,选择相对误差、均方根误差和平均绝对误差对算法性能进行评价。结果表明:UCA算法中适用于城市陡坡汇聚流态和缓坡漫散流态模拟的最优水量分配权重取值分别为2.0和1.1,在凸坡、凹坡、山脊和直坡面上,UCA算法的单位汇流面积模拟结果与理论值的相对误差和均方根误差均最小;UCA算法既适合模拟城市平坦地形上的缓坡漫散流,又适合模拟城市水力梯度较大地形上的陡坡汇聚流,可为城市地表径流模拟提供更优的求解思路。     

面向非点源污染调控的平原河网地区城市集水区划分方法初探

基于平原河网地区所特有的且已实施的水利分区（控制片）管理体系,分析了平原河网地区城市集水区的特征;从空间尺度、汇流机制和调控强度3个维度,初步探讨了面向非点源污染调控的平原河网地区城市集水区四级划分体系.以临港新城区域为例,划分了1个一级集水区,13个二级集水区,137个三级集水区;二级集水区与现有规划的功能分区基本一致,以促进非点源调控策略的落实.     

考虑城市地表径流的大孔隙沥青路面的目标空隙率

大孔隙沥青路面的透水功能除了提供良好的行车环境,对减少城市地表径流,防止城市型洪水也有很大的作用.大孔隙沥青路面透水功能的大小与混合料的渗透系数或有效空隙率有关,本文通过研究混合料目标空隙率与地表径流的关系,得到了基于城市地表径流的目标空隙率,可用于指导大孔隙沥青路面混合料的配合比设计.     

城市径流对受纳水体的污染特征研究

以润溪湖为受纳水体,通过对8场降雨的径流水样和雨前、雨后的湖水水样SS、COD、TP和氨氮4项污染指标进行测试,采用平均浓度法计算每场雨水径流的EMC值,探究各项污染物浓度的变化规律,对集水区内每场雨水径流产生的污染负荷和受纳水体在降雨前后污染负荷的增加进行了核算,并进行受纳水体污染物浓度增加值与雨水径流EMC相关性分析。研究结果表明:雨水径流EMC以SS和COD污染最为严重,两个采样点4项污染物指标雨水径流产生的污染负荷占到受纳水体污染负荷增加的45.00%~79.78%;相关性分析结果显著,经不同采样点综合得到的回归直线能用于推算该区域内受纳水体污染负荷增加,预测水体污染程度。     

城市雨水径流污染模型参数优化方法研究

为了优化雨水径流污染模型参数,比较了四种不依赖模型具体数学表达形式的基于最小二乘法原理的参数估计算法,包括拟牛顿法、单纯形法、模式搜索算法和遗传算法,还比较研究了四种优化算法在收敛速度,收敛稳定形和准确性及初始值等方面对优化结果的影响.研究结果表明,拟牛顿法收敛速度最快,单纯形法稳定性最好,遗传算法对初始值最不敏感.在此基础上,提出优化雨水径流污染模型参数的计算方法,应结合遗传算法和单纯形等方法进行,该方法能够利用多次降雨事件记录的径流污染数据,同时优化污染物累积模型和污染物暴雨冲刷模型参数,为雨水径流污染模拟的模型选择和参数优化提供了较好的通用方法.     

城市雨水径流污染负荷计算及评价模型

以苏南某城市一小区为例,运用最小二乘原理,通过共扼梯度法。确定了城市雨水径流污染负荷模型的参数,并经验证具有良好的精度．为受纳水体的污染进行评价、控制和规划提供了量化数据．     

典型山地城市雨水径流污染负荷时空分布

为了了解山地城市雨水径流污染特征,选取坡度大、绿地比率高的典型山地区域,研究在各降雨等级条件下、不同下垫面的初期雨水污染物时空分布特性及不同污染物指标间相关性。结果显示：径流污染在降雨初期有最大值,其后各污染指标随时间变化迅速下降,且雨强越大趋势越明显;不同下垫面初期雨水径流水质优劣顺序为砖石>硬化铺装>绿地,不同雨强初期雨水径流水质优劣顺序为中雨>大雨>暴雨;研究区域内地表径流中总氮(TN)主要以溶解态输出,总磷(TP)则以颗粒态输出;绿地的产流中颗粒态氮磷要显著高于其他下垫面,暴雨下雨水径流中颗粒态氮磷也显著高于其他雨强;在不同雨强及下垫面条件下,悬浮颗粒物(SS)与高锰酸盐指数(COD_Mn)、TP、TN、溶解性总磷(TDP)、溶解性总氮(TDN)均高度正相关。说明山地型绿地存在一定水土流失情况,污染负荷较集中于初期雨水中,而且随雨强增大更加明显,SS对各污染物浓度的变化具有显著影响。因此,控制初期雨水中SS含量是降低山地城市雨水径流污染物含量的有效途径。     

2004年中国典型城市大气污染现状及污染差异分析

以北京、青岛、兰州、乌鲁木齐、南京、厦门、广州、重庆、昆明、武汉10个典型城市城区空气质量为研究对象,主要利用2004年的空气质量公报数据研究分析这10个城市的PM10、NO2和SO2的污染状况和污染差异。结果表明南方城市总体的污染程度轻于北方城市,厦门市的空气质量状况最佳,城市大气的污染程度与其地理位置、气象和地形条件、能源结构和经济发展状况等因素都有很大关系。最后针对城市大气污染的特点提出了治理方案。     

黄河上游流域径流变化特征与归因分析研究

基于黄河上游头道拐水文站1982-2015年的月尺度径流量数据,采用累积距平值方法识别径流突变年份,继而分析研究区生态水文气象要素的年内变化规律,然后采用多元线性回归方法,评估了气候变化和人类活动对黄河上游植被变化的贡献率.最后,运用Budyko假设方法计算了人类活动引起的植被变化和气候因子(包括降水、蒸发和气候变化引起的植被变化)对黄河上游径流变化的贡献率.结果表明：(1)头道拐水文站的年径流量存在着明显减小的趋势,并且年内分配更加均匀;(2)归一化植被指数、年平均降雨量和年平均参考蒸散发量均呈现逐渐增长的趋势;(3)人为因素在黄河上游植被覆盖率增长方面发挥了主要作用,贡献率为75.02%;(4)气候因子(包括降水、蒸发和气候变化引起的植被变化)和人类活动引起的植被变化对头道拐水文站径流变化的贡献率分别为36.81%和63.19%.     

上海市区地表灰尘对降雨径流中汞砷污染的影响

以上海市区地表灰尘和降雨径流中汞砷为研究对象,探讨其环境效应.研究地表灰尘中汞砷粒径效应.结果表明:3个不同类型采样点中,汞砷高值都集中在小于125μm范围内,基本显示出粒径效应.对屋面和交通干道降雨径流中的汞砷含量进行分析,除交通干道径流的汞之外,屋面径流和交通干道径流汞砷浓度都随着降雨历时有衰减的趋势,并且地表灰尘...     

厦门城市降雨径流氮磷非点源污染负荷分布探讨

简述了城市降雨径流非点源污染的特征、影响因素和危害．在GIS技术支持下,估算了厦门岛内氮磷污染负荷的分布特征．在12mm雨量下,厦门岛城市径流的单位TN负荷量为44．09kg／km2,TP负荷为2．86kg／km2,氮磷污染主要来源于城市道路,其次为商住区与工业区,三者的TN、TP之和分别占全岛负荷的93．4％和92．0％．最后分析了厦门不同城市用地的降雨径流氮磷污染差别的原因,提出了减少城市径流污染的相关建议．     

西双版纳橡胶人工林地表径流与地下径流的关系

根据在西双版纳山地橡胶人工群薄林地的集水区测流堰20个月的实测资料，分析研究在西双版纳地区地表径流产生的条件、地表径流和地下径流的特征。最终从集水区测流堰所观测到的总径流量中把地表径流与地下径流分离出来，并给出在分离地表径流与地下径流的求算过程中应注意的原则和实际操作方法。