植物护坡工程质量的等级评价研究

在国内外边坡生态恢复工程及评价理论研究的基础上,以结构稳定和功能持续为导向,结合系统工程理论与植物护坡工程质量特征,建立了以力学、植被及基质3大类评价指标为主体的植物护坡工程质量评价指标体系.通过层次分析法确定各指标权重及排序,并以灰色系统理论为依据,构建递阶多层次灰色综合评价模型,用于四川省彭州市升平镇人工边坡3类不同工程措施植物护坡工程(种子格栅、植物网、喷播植草)的实例评价.评价结果显示,3类植物护坡工程措施质量等级均为良以上,且喷播植草植物护坡工程措施优于种子格栅、植生网,符合实际情况,说明构建的评价体系及质量等级划分方法科学可行,能比较客观准确地反映植物护坡工程系统的质量状况与等级,具有较强的实用价值.     

基于熵权与相对熵排序法的护坡植被系统优选

[目的]构建一个科学合理的护坡植被系统稳定性评价模型对备选护坡植被系统的稳定性进行评价,为边坡生态重建方案的选取提供参考依据。[方法]运用分层递阶的分析方法,综合边坡和植被两方面主要因素,选取岩石质量指标、岩体完整性系数、群落覆盖度、景观优美度等重要指标,构建了护坡植被系统稳定性评价指标体系。然后,运用信息熵法对各评价指标进行赋权并运用相对熵排序法计算备选方案相对贴近度,从而构建了基于熵权与相对熵排序法的护坡植被系统优选模型。最后,运用该模型对某山区高速公路边坡生态恢复建设中的4种备选用的护坡植被系统进行评价。[结果]4种备选用植被系统的优越度分别为1.90%,5.37%,2.98%和99.99%,第4种护坡植被系统[3种植物混种,其中白三叶∶狗牙根=1∶3,且草本植物∶灌木植物(多花木兰)=1∶5]最优,该优选结果与基于模糊物元法的优选结果以及工程实践结果相一致。[结论]该模型有效可行,可以用于指导工程实践。     

乌拉特前旗耕地变化的驱动力研究及预测

阐述了城市河道生态护坡综合评价的基本内容,指出当前评价中指标体系建立的不足。认为评价指标体系的建立应科学合理地反映出所要评价的生态护坡系统的各项指标要求。建立了合肥市城市河道生态护坡评价指标体系,该体系的内容包括城市河道生态护坡类型及材料、稳定性、功能和社会经济效益4项指标要求,并采用层次分析法进行了工程实例分析,评价结果良好地反映了四里河和南淝河生态护坡的特性。该指标体系的建立,为合肥市生态护坡的评价奠定了基础,对城市生态护坡建设具有一定指导意义。     

基于未确知-集对耦合的生态护坡工程质量评价体系及应用

[目的]建立一个科学合理的生态护坡工程质量评价体系对生态护坡工程的质量等级进行评价,为边坡生态恢复方案的选用提供理论依据。[方法]结合系统工程学理论,将生态护坡工程视为"边坡—基质—植物群落"的复合系统加以评价研究。考虑到生态护坡工程质量评价过程中信息的不确定性、未确知性,建立一种新的未确知测度与集对分析耦合的评价模型。运用未确知测度理论,计算出各生态护坡方案的多指标综合测度评价向量,将生态护坡系统中的不确定性信息转化为相对确知的信息;基于集对分析理论,引入可以体现生态护坡系统确定性与不确定性的同异反联系度,进一步提高了评价精度。最后,将该模型运用于某地区铁路边坡生态恢复工程中的3种备选方案进行评价。[结果] 3种备选方案的质量等级皆为Ⅱ级,其联系数分别为0.384,0.386和0.539,第3种方案(TBSⅡ护坡工程区)最优。[结论]优选结果与灰色评价模型的计算结果几乎一致且更符合工程实践结果,是一种有效地针对生态护坡效果研究的新方法。     

京珠高速公路粤境南段边坡的生态防护

以京珠高速公路粤境南段终点路段边坡为例,分析了高速公路边坡的环境特点,系统介绍了该标段边坡的生态护坡形式及其施工技术,探讨生态护坡技术存在的问题。高速公路边坡一般生境条件比较恶劣,边坡高陡、土层浅薄、土壤肥力低下,常用锚杆挂网、浆砌片石等工程措施结合液压喷播、喷混植生和三维植被网等技术,对边坡实施生态防护。为了进一步推广应用生态护坡技术,必须加强技术的规范化,并重视乡土植物品种的应用。     

中国岩质边坡植被护坡技术研究进展

高速公路建设等活动产生了大量的裸露岩质边坡。随着环保观念的逐渐普及和增强,人们对生态环境保护的要求越来越高,岩质边坡植被护坡技术已成为了工程建设技术的一个重要组成部分,并已取得了很多研究成果。首先分析了岩质边坡植被恢复的特点,然后从植被护坡技术应用、植物的选择和配置、生态基材的配比和特性、植被护坡机制和植被恢复效果评价5个方面对中国岩质边坡植被护坡技术的研究进行总结和概述,在此基础上,从特殊生境条件下的高陡岩质边坡植被护坡技术研发、岩质坡面-基材-根系的相互作用机理及整体力学稳定性、植被恢复效果评价长效机制和基于气候、地理环境等因子的岩质边坡植被护坡技术标准的编制4个方面,提出了该领域有待深入研究的问题及未来的发展趋势。     

城市河渠生态护坡技术效益对比——以北京市新开渠为例

在城市河渠整治工程的边坡防护中,已初步使用生态防护方式,但各种边坡防护措施的防护效果差异明显.应科学地采用生态边坡防护措施或生态与工程相结合的防护措施,使河道坡面稳定以实现生态治理的目的.通过建立边坡绿化试验小区,选择液体喷播、铺设生态植被毯、三维植被网等生态护坡技术,对各自的经济、生态效果进行分析,并对各类生态护坡技术进行评价.结果表明,铺设生态植被毯是一项经济可行、防护效果理想的技术措施.     

内蒙古中部高速公路边坡植被恢复研究

为探讨干旱半干旱地区的植被护坡效果,为道路边坡植被恢复与重建提供理论与技术依据,依托高速公路建设工程,遵循恢复生态学原理,研究了高速公路边坡植被恢复的生态效果.结果表明1)护坡植被覆盖度必须控制在一定范围内;2)人工建植的护坡植被群落,在经过一定时间的演替后逐渐趋向当地自然群落;3)植物种的选择一定要结合所在区域的自然环境;4)坡面植被具有明显的防治坡面水土流失的效果.     

改进熵权法在岩石边坡生态护坡效果综合评价中的应用

通过分析影响生态护坡效果的各因素的特点,以基质、植被、防护功能和景观文化功能为评价指标主体,构建了基于改进熵权法的多级模糊综合评价模型,并对雅砻江两河口水电站区域岩石边坡的护坡效果进行了综合评价,结果表明:改进熵权法修正了传统熵权法传递信息存在偏差的问题,可较为客观地确定多目标的权重;建立的多级模糊综合评价模型均衡考虑了各评价指标的不同贡献,具有较高的可靠性和科学性,其综合评价结果与实际情况相符合,可广泛应用于其他岩石边坡生态护坡效果的评价中。     

湿喷植被混凝土生态护坡技术在水渠边坡工程中的应用

[目的]验证湿喷植被混凝土生态护坡技术的先进性与实用性,为工程边坡生态防护提供参考。[方法]将湿喷植被混凝土生态护坡技术应用于湖北省鄂州市花马湖水系连通渠护坡工程,现场观测了护坡和水土保持效果、植物盖度、植株密度、植物平均高度以及物种多样性指标。[结果]湿喷植被混凝土生态护坡技术能促使边坡稳定。所用基材能较好地附着于坡面,未出现冲沟和滑塌,水土保持较好,成功解决了基材可喷射性和坡面附着性之间的根本矛盾;1个月后坡面整体植被覆盖率达到90%以上;缓坡区的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数与陡坡区均较为接近,但与自然边坡存在差异;湿喷综合成本比干喷节约5%～15%。[结论]湿喷植被混凝土生态护坡技术作为干喷植被混凝土生态护坡技术的升级版,具备显著的先进性,能用于工程边坡的生态防护。     

城市雨水利用效益综合评价

以石头口门水库水源地为研究区域,将生态风险评价引入水库水源地评价中,从自然条件和人为干扰状况出发,根据生态风险评价框架和层次分析思想建立石头口门水库水源地生态风险评价指标体系。在研究区历史资料考证和野外考察的基础上,筛选出点源污染、面源污染及干旱作为风险源。结果表明,石头口门水库水源地的生态风险分布具有明显的空间差异性。研究还发现,对石头口门水库水源地生态风险值贡献较大的因子为N元素和P元素,二者的权重分别为0.224 7和0.195 4。研究结果可为环境管理和生态风险决策提供数量化的理论依据和数据支持。     

拉萨河流域非点源污染输出风险评估

有效识别流域非点源污染高风险区,对污染控制与管理以及水环境质量改善具有重要意义。该研究以拉萨河流域为研究对象,构建包括降雨、地形和施肥影响因子的输出风险模型,识别流域各级非点源污染输出风险的地域单元。结果表明:1996年和2010年,非点源污染输出风险概率分别为50.0%和46.3%;非点源污染风险处于较高以上程度的区域面积分别为12 985.8和11 628.0 km2,占全区总面积的38.9%和34.9%;与1996年相比,2010年非点源污染风险程度由低级别向高级别转换的总面积约为6 674.3 km2。拉萨河流域非点源污染发生的风险概率为中等,风险程度在局部范围内有所下降,主要表现在高风险区域面积减少、低风险区域面积增加,但是中等和较高风险区域面积有增加趋势。土地利用变化、农业生产和水土流失是非点源污染发生的主要原因,应巩固生态环境综合治理成果,提前应对可能出现的非点源污染问题,制定生态农业发展规划,营造控制非点源污染迁移的植被缓冲带。     

流域底泥重金属分布特征及其生态风险评价

为了研究流域底泥重金属分布特征及成因,以潇河流域为研究区,利用原子吸收分光光度法测定底泥中6种重金属(Cu,Zn,Cd,Cr,Pb,Ni)的含量,分析了重金属污染特征及其成因,并采用潜在生态风险指数法评价了潇河流域底泥中重金属的潜在生态危害系数和危害指数。结果表明,正常淤积下,流域底泥重金属含量呈中上游流域高,下游流域低的趋势;非正常淤积下,如河道起伏不定,河流有新的污染物注入等,便会表现出下游高于上游的分布特征。就其成因来讲,流域底泥重金属含量受河流水质的影响较大,运用主成分分析(PCA)得出水质参数与重金属分布的关系。对潇河流域表层底泥中重金属的复合污染状况评价结果为:CdPbNiCuCrZn。     

黄河下游典型滩区土壤重金属污染特征及来源解析

针对黄河滩区土壤重金属污染、来源复杂的问题，该研究以原阳滩区复合污染土壤为例，结合土壤重金属含量空间分布和正定矩阵因子分解（positive matrix factorization, PMF）模型，探讨滩区土壤重金属富集特征及来源。源解析结果表明，原阳滩区土壤重金属污染受工业源、交通源、自然来源、燃煤污染源和农业源影响，农业源占主导，相对贡献率达23.5%，其次为工业源、自然来源、交通源、和燃煤污染源。该研究能够准确解析多金属复合土壤复杂成因，可为黄河滩区多金属复合污染土壤的污染源识别提供参考。     

拉林河流域土壤重金属污染特征及来源解析

该文选取拉林河流域表层土壤为研究对象,通过对土壤重金属的含量和空间分布分析、污染评价、以及潜在生态风险评价,了解土壤重金属的分布特征和污染现状,并利用正定矩阵因子分解法（PMF）探索土壤重金属污染的来源。结果表明,表层土壤中Cr、As、Pb、Cu、Zn、Ni、Mn、V的平均含量均低于背景值,Co和Se略微高于背景值,部分土壤样点Cd和Ni超过国家土壤环境质量标准的二级标准。研究区土壤污染的主要金属元素为Cd和Hg,地累积指数表明受到污染的样品比例分别达到45.1%和37.0%,其潜在生态危害指数平均值分别为49.83和70.29。根据PMF计算结果,拉林河流域表层土壤重金属累积主要受自然源、农药肥料源、工业排放源的影响。其中,自然本底对研究区土壤中重金属的影响最大,贡献率为38.0%,其次是农药和肥料施用,贡献率为32.6%,燃煤和工业排放源的贡献率稍低,为29.4%。     

晋中盆地土壤重金属分布特征及生态风险

[目的]对晋中盆地土壤重金属分布特征影响及生态风险进行研究和评价,旨在了解该地区土壤污染现状以及为土壤重金属综合治理与防治提供科学依据。[方法]对晋中盆地表层土壤进行采样,测定208个土壤样品中Pb,Cr,Cd,As和Hg这5种重金属的含量,采用单因子污染指数、综合污染指数和潜在生态危害指数对盆地污染进行评价,并利用GIS空间分析技术对污染现状进行分析。[结果]重金属Pb,Cd,Cr,As和Hg的平均含量分别为20.87,0.316,68.226,10.457和0.129mg/kg,分别为山西省土壤背景值的1.42,3.16,1.23,1.15,5.61倍;单因子污染指数结果显示,Hg和Cd为盆地污染的主要贡献因子,Pb,Cr和As对盆地污染的贡献较少;综合污染指数和潜在生态危害指数结果显示,盆地污染程度较为严重,达到中等污染和重度污染的样点占比共达到95%以上;污染空间分析显示,盆地整体污染程度较深,在盆地北部太原地区和南部孝义、介休市存在明显的污染突出地区。[结论]受人类活动影响,晋中盆地土壤重金属污染已较为严重,应引起足够重视。     

南四湖流域非点源污染TN/TP时空格局及防治分区演变

[目的]探究非点源污染物TN,TP时空演变特征,找出影响流域非点源污染的主要污染物、污染源和影响TN,TP变动的最活跃单元,分析TN,TP污染防治分区演变,为南四湖流域非点源污染治理提供理论依据。[方法]以1990—2013年土地利用为基础数据,结合3S技术,运用输出系数模型和等标污染负荷法模拟非点源污染时空分布。[结果]1990—2013年期间南四湖流域非点源TN和TP污染排放量整体变化趋势是先上升后下降并趋于平稳,其中TN是主要污染物;TN的主要污染源是土地利用,TP的主要污染源是农业生活和畜禽养殖;1990—2013年期间,南四湖流域非点源TN和TP变动最活跃的单元是降水因子。[结论]南四湖流域非点源污染具有地区差异等特点。整体而言,湖西地区比湖东地区污染严重,但在近24a间,地区差异有缩小的趋势;1990—2013年期间,湖西地区非点源污染较为严重,属于重点治理区;北沙河流域、洸府河流域和梁济运河流域污染程度有加重趋势,是优先控制和重点治理区。     

海河流域水质评价与预测

以海河流域为例,选择灰色关联分析法对其水质进行了评价。由于传统的灰色关联分析存在一定缺陷,故选择两种改进的灰色关联分析法进行水质评价,并比较了这两种方法的优缺点。采用对应分析法,将采样点与变量有机地结合起来进行了分析。最后使用灰色预测模型对海河流域水质情况进行了预测。结果表明:(1)将基于改进AHP法权重的灰色关联分析法与对应分析法联用可以全面认识流域水质状况,给出科学合理的评价结果;(2)海河流域污染来源主要为农业面源污染与生活污水污染。     

渭干河-库车河绿洲土壤重金属分布特征与生态风险评价

随着工业发展和城市化进程的加剧,农用化学物质种类和数量不断增加,导致土壤受到不同程度的重金属污染,农田土壤重金属污染尤为严重。该文以新疆最典型的荒漠绿洲渭库绿洲为研究区,采集土壤样本57个,测定出土壤样本中砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)和铜(Cu)6种元素的含量,分别采用地统计空间分析法、地积累指数法(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)等方法,对研究区土壤重金属污染和潜在生态风险程度做出科学评价,并采用多因子分析方法对重金属的来源进行了讨论。1)研究区Hg、As、Cu、Cr、Pb和Zn 6种土壤重金属平均质量分数分别为2.41、0、37.64、25.25、39.78、15.01 mg/kg,平均含量均未超过国家二级标准,其中Pb的平均含量超过了新疆土壤重金属背景值,存在一定程度的重金属积累;2)由地积累指数法(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)分析得出,研究区土壤重金属的I_(geo)均值As(-4.59)Hg(-3.62)Cu(-1.92)Cr(-1.44)Zn(0.59)Pb(0.73),RI均值为22.26,整体上属于无污染水平,说明研究区域土壤重金属环境质量总体优良;3)通过综合相关性分析、主成分分析和聚类分析,研究区重金属的来源可以分为两类,Cu、Zn、Cr和Pb来源于成土母质等自然背景和人类农业生产活动;As和Hg来源于研究区域地形地貌、水文环境等自然背景。4)分析研究区域综合生态风险指数RI可知,研究区整体处于无污染水平,但各分区RI指数存在差异,其中西北部(NW)和东北部(NE)分区RI值相对较高,最高值出现在东北部(NE)分区上。该研究提出的分析方法能快速、客观反映绿洲土壤重金属污染特征以及来源,可为绿洲土壤环境质量评价和管理提供依科学依据。     

东阳江流域生态系统健康评价

[目的]通过对东阳江流域生态系统健康进行评价,旨在为该区生态补偿体制的制订提供参考。[方法]参考环保部《流域生态系统健康评价技术指南》,建立水域生境结构、水生生物、水域生态压力、陆域生态格局、陆域生态功能和陆域生态压力共6大类17项评价指标,对东阳江流域29个评价单元进行生态系统健康评估。[结果](1)东阳江流域生态健康等级处于一般及以上水平,其中优秀、良好和一般的评价单元分别占6%,60%和34%。(2)水域生态系统健康的主要限制因子是水质质量指数;陆域生态系统主要限制因子为森林覆盖率、建设用地比例、重要生境保持率及水源涵养功能指数等。(3)山地丘陵地区流域生态系统健康等级高,平原与盆地地区健康等级低;上游健康等级高,中下游人口密集地区健康评价等级偏低。[结论]东阳江流域生态系统健康等级差异的根本原因是人类活动类型及强度的地区差异,而干流水质质量较差,建设用地比例高,点、面污染源排放量大是其主要的生态环境问题。