太原市工业区不同下垫面降雨径流污染特征

[目的]揭示太原市工业区不同下垫面降雨径流的污染特征,为探明工业水体污染的来源以及工业水污染治理提供科学依据。[方法]基于研究区2类不同下垫面的降雨径流水质监测数据,计算场次降雨径流污染物的平均浓度(EMCs)。监测项目包括化学需氧量(CODcr),NH_3—N,NO_3~-—N,TN,TP,Cu和Zn。[结果]2种下垫面条件下降雨径流的CODcr,NH_3—N,NO_3~-—N,TN和TP的浓度均超出Ⅴ类国家地表水标准,重金属污染不明显;污染物负荷(EMC)与降雨历时呈现负相关关系,符合指数回归方程。[结论]研究区降雨冲刷效应显著,随着降雨历时的增加,污染物浓度趋于降低。同时,与国内其他城市工业区相比,太原市工业区的污染程度较轻。     

利用土壤层净化雨水补给地下水的试验研究

利用城市雨水资源补给地下水，不仅可以控制城市非点源污染，还能补充日益匮乏的地下水资源。但对雨水中污染物的控制，是利用雨水人工补给地下水技术中最棘手的问题。针对这一问题，提出利用人工土壤层处理雨水径流的方案，研究了雨水在土壤层中的净化规律，得出土砂比参数为5：1；渗透厚度为1m的人工土壤层能去除雨水径流中大部分污染物（COD），对雨水径流中的微量污染物N，P和重金属等也具有显著的去除效果。     

灌木式屋顶绿化设计及对屋面初期雨水的净化

[目的]探讨灌木式屋顶绿化屋面承载力及对屋面初期雨水径流污染物的净化效果,为屋顶绿化设计及雨水资源化利用提供一定的理论指导。[方法]根据屋面所能承受承载力大小及屋面雨水径流的特点设计灌木式屋顶绿化结构,采用蛭石、珍珠岩作为吸水剂,与红壤土、腐殖土按一定比例复配为屋顶灌木绿化的种植基质。通过将收集到的屋面雨水模拟降雨,淋洒屋顶灌木,对其干、湿重荷载和对雨水去除效果进行研究。[结果]1m3复配的人工土壤的饱和吸水量为0.65m^3,种植基质湿容重为1 190kg/m^3,灌木式屋顶绿化的干、湿重荷载分别为261,529kg/m^2。对屋面初期雨水中的SS,COD,TN,TP的削减量分别在60.1%~71.3%,50.0%~61.8%,49.2%~53.2%和55.6%~67.7%之间。[结论]灌木式屋顶绿化能满足一般建筑物屋顶的荷载要求,同时对初期雨水径流具有较好的净化效果。     

弱透水性下垫面降雨径流污染物输移特性

为了研究弱透水性下垫面降雨径流污染物的输移特性,选择兰州市作为典型城市,基于其降雨分布特点和面源污染特点提出了弱透水性下垫面径流污染物输移模型。通过对大学校园内屋面、路面及其他弱透水性下垫面组合形式下的天然降雨径流取样检测,分析了浊度,COD_cr,TN和TP等主要污染物浓度随时间的变化规律及污染物相关性研究,同时运用模型计算径流污染物初期负荷率。结果表明:校园弱透水性下垫面,降雨径流历时10～20 min各污染物浓度达到峰值。径流历时30 min内,降雨径流浊度,COD_cr,TN和TP的污染物负荷率可达到65%～85%。在中小降雨条件下,降雨径流过程中各污染物显著相关,径流污染物输移模型的适用性较好。     

天水市蔬菜大棚土壤重金属污染特征及生态风险评价

[目的] 对甘肃省天水市蔬菜大棚土壤重金属污染程度和生态风险进行评价,为该地区设施农产品安全生产提供科学依据。[方法] 以天水市大棚蔬菜主产区21个乡镇的362个土壤样品为研究对象,用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定As,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb,Hg含量,采用内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数对蔬菜大棚土壤重金属环境质量和潜在生态风险进行评价;利用相关分析和主成分分析对土壤重金属的可能来源进行探讨。[结果] ①7种元素平均含量均未超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）的土壤风险筛选值;但与甘肃省土壤背景值相比,Cu,Zn,Cd,Pb和Hg积累普遍,分别是背景值的1.9,1.4,3.1,1.3,5.2倍;②内梅罗综合污染指数平均值为0.508,9.9%的点位出现了轻度和中度污染;多金属潜在生态风险指数的平均值为289,Hg对潜在生态风险指数的贡献率为61.3%;③7种元素被识别出3个主成分。[结论] 蔬菜大棚土壤重金属90%以上点位处于安全水平,潜在生态风险为轻微—中度等级,Hg是最大的潜在风险因子。重金属轻度、中度污染和潜在生态风险强、极强的点位较为集中的分布在耕作年限高、人口密集的城镇和交通沿线。     

土壤对城市雨水径流中污染物的削减作用

[目的]分析城市雨水径流在土壤中的净化情况及径流污染物对土壤环境造成的影响。[方法]在充分了解陕西省西安市某地土壤特性和当地雨水径流水质的基础上,模拟城市土壤表层系统和雨水径流装置,研究雨水径流中的污染物在下渗过程中土壤表层对它们的削减作用及土壤基本理化性质的变化。[结果]在土壤层厚度为20cm,雨水渗透量为6 000ml,径流时间3h的条件下,裸土和绿地表层土壤对模拟雨水中各污染物的去除率均达到40%以上;土壤的密度及pH值基本未发生变化,氮的含量由原土的54.95mg/kg分别增加到65.10(绿地)和68.60mg/kg(裸土),有效磷的含量由原土的59.23mg/kg变化到82.39mg/kg(裸土)和39.93mg/kg(绿地),有机质的含量由原土的18.32mg/kg变化到19.28mg/kg(裸土)和14.04mg/kg(绿地)。[结论]绿地对雨水径流处理效果较好。在渗流过程中,土壤对氨氮的截留效果较为明显,短时间内土壤基本物理性质变化不大。     

基于暴雨洪水管理模型的铁路车站片区雨洪模拟及低影响开发效果评价

[目的]减轻西北地区高速铁路车站片区建设过程引起的水资源矛盾问题,实现铁路车站片区雨水的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护,实现高速铁路绿色施工。[方法]以甘肃省兰州市西客站为研究对象,采用暴雨洪水管理模型(SWMM)研究了传统开发下的雨水径流效应,并对采用生物滞留池、透水铺装、绿色屋顶及生物滞留池+透水铺装+绿色屋顶组合措施方案3种低影响开发(LID)方案进行了模拟。[结果]不同LID措施均能有效削减径流总量、洪峰流量、溢水量及延后峰现时间,其中组合LID方案的控制效果最佳,对洪峰流量和径流总量削减率高达75.9%和41.6%;透水铺装和生物滞留池对洪峰流量和径流总量的削减效果较显著;绿色屋顶单独铺设时,雨洪控制效果较差。[结论]合理采用LID措施可以有效地实现雨水的可持续管理,减小铁路车站片区的洪涝灾害。     

城市不同功能区土壤重金属分布初探

在城市生态系统中,城市土壤重金属积累状况对城市绿地建设、城市区域环境质量及人类健康都有十分重要的影响[1]。国外研究证明城市土壤中重金属元素已有不同程度积累[2～6]。我国也有这方面的研究报道,但这些研究大都集中在研究重金属含量和单个污染物污染程度方面[7～10],一些     

农田重金属污染长期演变LIVE模型构建

  目的  我国农田重金属污染较为突出,严重威胁农产品安全。防范农田土壤重金属的长期累积增加、实现农田土壤可持续的安全利用,是保障粮食安全生产的重要前提。然而现有政策管理框架与实践重点关注已污染农田土壤的风险管控与修复,侧重重金属污染农田的高效、短期安全利用,对重金属浓度在较长时间尺度内的动态变化重视不足。针对农田重金属长期的演变规律,亟需建立有效的预测方法,为相关政策的制定提供决策支撑。  方法  基于重金属元素的入流与出流特征分析与质量衡算,构建了农田土壤重金属演变规律预测的LIVE（Long-term Influx Versus Efflux）模型。通过选取典型参数,模拟浅层与深层农田土壤中镉（Cd）、砷（As）典型污染物的长期演变规律。  结果  农田重金属的变化规律可分为单向、波动、突变等多种形式。进一步结合长期观测数据,对不同演变规律的形成原因进行了探讨。  结论  在各入流项与出流项相对恒定的理想情形下重金属的积累存在单向性特征;水通量的波动性间接导致了污染物积累的波动性特征;通过人为控源,可以明显遏制乃至扭转重金属元素的积累,使污染物含量呈现突变性特征。该模型能够为重金属污染农田土壤长期、有效的安全利用提供相应依据。     

径流与施肥对流域入河重金属污染负荷的控制

[目的]农田重金属随降雨径流进入河湖,导致水体污染,对水体生态环境安全和人畜饮水健康构成重大威胁.目前对施肥与土壤重金属污染的关系研究较多,但很少把农田面源施肥与河湖水体中重金属污染相关联.了解农田施肥对入河重金属污染负荷的影响,对河湖水体重金属污染防控具有重要意义.因此,本研究通过测定农业小流域典型重金属入河污染负荷...     

不同绿化屋面对雨水调蓄能力的影响

[目的]为了分析不同基质层厚度的绿化屋面对雨水的调蓄作用。[方法]通过搭建绿化屋面装置,采用人工降雨模拟器开展试验,在不同基质层厚度和降雨条件下,对绿化屋面的降雨—径流过程、持蓄雨水和减滞洪峰能力进行了研究。[结果]基质层厚度在一定的范围内时,绿化屋面出水的洪峰过程具有很高的相似性;绿化屋面基质层厚度与降雨持蓄率呈指数函数的关系;洪峰削减率与降雨强度无明显关系,主要由基质层厚度决定。[结论]绿化屋面能在一定程度上降低雨水的径流峰值,减少总的径流量,延缓产流时间,且随着基质层厚度的增加,绿化屋面对雨水的调蓄能力越好。     

基于GIS的农业土壤重金属风险评价研究——以南京市八卦洲为例

农产品产地环境安全受到广泛关注,合理评价农产品产地土壤重金属的风险状况,具有现实和长远意义。以南京市八卦洲农业土壤为例,选取对人体危害较大的As、Cd、Cr、Hg、Pb五种重金属元素,对表层土壤进行采样分析,分别采用传统标准方法、农业部发布的《全国农产品产地土壤重金属安全评估技术规定》(产地评估标准方法)和改进地累积综合指数法对该地区农业土壤重金属风险状况进行评价,运用GIS地统计学方法分析重金属风险等级的分布特征。结果表明:5种重金属元素的平均含量分别为11.0、0.38、92.1、0.08和34.5 mg kg-1,除元素Hg以外,均超过南京市土壤环境背景值。产地评估标准方法表明八卦洲超过80%的耕地无重金属风险,风险区零散分布在八卦洲西南部、南部以及东部地区,Cd和Pb是造成低风险的主要元素;传统标准方法仅显示了Cd元素的超标特征;地累积指数法表明Cd、Cr、Pb三种元素受人为活动影响较大,改进地累积综合指数法表明研究区总体生态状况良好。传统标准方法与产地评估标准方法能共同识别无风险的区域,而产地评估标准方法能更好地评价和划分农业土壤重金属风险区域,建议与改进地累积综合指数法结合使用,共同评估该地区农业土壤重金属风险水平、空间分布以及生态风险特征。     

北京地区不同设计暴雨强度下凹式绿地的减流效果

[目的]研究不同汇水面积的周边外来雨水径流,计算绿地产流过程的动态径流系数以及对径流的削减率。[方法]采用人工模拟的下凹式绿地,模拟绿地的不同暴雨强度。[结果](1)30%下凹式绿地面积比基本可以拦蓄3年,5年一遇暴雨,稳定后径流系数在0.30以下;(2)下凹式绿地面积比为20%时,雨水口高8cm和5cm时对3年,5年一遇暴雨产生的径流削减率均在40%以上,稳定后的径流系数均在0.90以上,且两种雨水口高度下的削减率差异不明显,相比之下5cm雨水口高度设计较8cm更为合理;(3)绿地的产流速率变化过程曲线呈"几"字形,汇水面积越大、暴雨强度越大,产流速率稳定时的峰值就越大,产流历时也越长。[结论]下凹式绿地对暴雨条件下产生的径流有很好的削减作用,其所占面积比越大,削减效果越好。     

合肥市建筑小区雨水利用设计方法

[目的]探讨建筑小区雨水利用设计方法,为建筑小区雨水利用设计提供理论参考。[方法]以安徽省合肥市滨湖假日F-3居住小区为例,根据小区雨水设计目标,计算小区所需雨水利用强度;结合小区具体条件、各种雨水利用设施雨水利用强度与基本规模、成本与效益,确定小区雨水利用设施组成。[结果]提出了小区雨水利用设计方法,解决了雨水利用设计中规模与组成这2个关键问题。滨湖假日F-3居住小区雨水利用设施:景观水体1 742.1m3,储水池1 500m3,下凹式绿地12 200.5m2,透水铺装10 672m2,能满足雨水径流总量控制率为85%,重现期2a对外排流量径流系数的要求。[结论]建筑小区雨水利用设计应以外排径流系数为主要目标,结合小区具体条件,兼顾雨水利用的经济、环境与社会效益,并满足相关规定,合理确定雨水利用设施规模及构成。     

不同空间布局对城市降雨径流的影响

[目的]探讨不同城市空间布局(包括分析绿地、建筑)分别到出水口不同水流长度、面积比等因素与降雨径流的关系,以优化城市典型下垫面的空间布局,实现城市雨水径流的控制。[方法]以漯河市中心城区为研究对象,基于2016年3月航拍影像,提取中心城区的土地覆被信息,利用SWMM模型分析研究区在不同降雨重现期的径流特征以及影响降雨径流的因素,并定量研究城市绿地、建筑不同空间分布格局对径流削减的影响。[结果]绿地、建筑面积比与径流系数呈极显著负相关,二者到出水口的水流长度对产流效应有较显著影响,绿地较建筑离出水口近的子汇水区径流系数较小,其中重现期为5a时,径流削减率最高可达到44.49%。[结论]结合水流长度、面积比等因素,合理安排绿地、建筑的规模及布局,可实现雨水空间再分配,从而达到削减径流的目的。     

基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型构建

[目的]构建基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型,为临界雨量的计算提供理论基础。[方法]结合北京市的气候条件,选用垂向混合产流模型进行产流模拟,用单位线法和线性水库法进行坡面汇流模拟,用马斯京根法进行河道汇流模拟。安全流量则用淹没出流量代表。北京山区山洪预警模型中的参数可通过外业实验测定和历史数据率定获得。[结果]通过对降雨和流量历史资料的验证,确定性系数、洪峰流量、峰现时间、时效等级均符合洪水预报的要求和规定,是否发生山洪的预测结果也与实际情况一致,证明了该模型的准确性。[结论]该模型可以应用于北京山区的山洪预警,降低由山洪导致的人员伤亡与财产损失的可能性。同时,该模型还可为北京山区山洪灾害临界雨量的推求奠定基础。     

粤北某矿下游农用地花生种植的重金属风险

对粤北矿尾矿库附近及下游酸性废水影响下的农用地种植的花生及其根部土壤和灌溉河水样品中4种重金属Cr、Cu、Pb、Zn进行分析研究,通过单因子污染评价法、生物富集系数法和THQ健康风险评价法,探讨4种重金属对灌溉河水、农用地土壤、种植花生的污染情况及健康风险程度。结果显示,研究区河水及根土中重金属污染程度以Cr最低,其次是Pb,最高为Cu、Zn,但种植花生的健康风险Cr却最高,Cu、Zn其次,Pb则最低。花生仁对Pb的富集不明显,但也具有一定的潜在健康风险。总体来说,该地区种植花生的重金属风险Cr、Cu、Zn偏高、Pb不明显,该结果可为该区域农用地的安全利用提供理论依据。     

Trace metals in roof runoff

In this paper we present the concentration of heavy metals (Cd, Cu, Pb, Zn) in runoff from five different roofs (tar felt, pantiles, asbestos cement, Zn sheet, gravel) during two rainfall events. The heavy metal load of roof runoff is assessed and the different processes influencing the fate of heavy metals on roof surfaces and in roof runoff are discussed. The extent of contamination with heavy metals of runoff from different roofing material has the following sequence: zinc sheet>tar felt>pantiles>asbestos cement>gravel. The hazard of infiltration of roof runoff with respect to heavy metals is discussed by comparison with concentrations in rain.