城市集雨及绿地节灌智能控制一体化系统研究

为有效减少城市公共区雨水径流量,减轻城市内涝排水的压力,减少雨污合流,实现绿地建设与地下蓄水池的有机统一,节约地面建设空间和水资源,保证城镇绿化景观的完整性和空间利用的整齐划一,达到节约利用水资源和园林人力管护成本的目的,以城市雨水收集和利用为研究对象,在城市绿化区建造地下蓄水池,结合5G技术、传感器技术、嵌入式技术、自动控制技术,集成开发一套雨水自动收集和绿化自动浇灌控制系统,可实现城市雨水自动收集和储量的检测、浇灌绿地土壤湿度检测,同时记录蓄水池水位信息、土壤湿度信息、绿地喷灌状态以及储存历史数据,以便回溯和分析。     

垄沟集雨系统Laio土壤水分动态随机模型参数敏感性分析及优化

水文模型参数的敏感性分析、优化和验证对提高模型计算精度和效率具有重要意义。为探讨Laio土壤水分动态随机模型(Laio模型)各参数在垄沟集雨系统的敏感性,同时,确定参数优化和模型验证的最佳方案,本文结合多因素敏感性分析法以及改进单纯形法(ISM)、粒子群优化算法(PSO)和混合粒子群优化算法(HPSO),利用中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地2012—2013年垄沟集雨燕麦生长季降雨、径流和土壤水分等实测数据,对垄沟集雨系统Laio模型的13个参数进行敏感性分析、优化和验证。结果表明,平均降水量α和凋萎系数s_w对土壤水分概率密度函数p(s)最敏感,p(s)对参数α的敏感性在低土壤含水率下更明显,对参数s_w的敏感性在高土壤含水率下更明显;3种算法(ISM、PSO和HPSO)的优化参数值均能对垄沟集雨系统土壤水分概率密度函数进行较好模拟,峰值(CPV)、峰值位置(PP)和95%置信区间(CI95%)实测值与模拟值的相对误差均小于10%,CM指数均大于0.5;同时,HPSO算法优化参数的模拟效果和收敛速度均显著优于PSO算法和ISM算法,能较显著克服ISM算法和PSO算法存在的缺陷。HPSO算法可作为垄沟集雨系统土壤水分动态随机模型参数优化的待选方案。     

城市和农村的生态系统与环境问题比较

随着经济的发展,我国农村城镇化、工业化和城市都市化的进程越来越快,由此而带来的一系列环境问题和水土流失问题日益引起我国政府和人民的关注.城市和工矿区水土保持问题是亟待研究的重要课题之一.针对我国水土保持界过去集中研究农村水土保持而较少研究城市水土保持问题的状况,比较了城市和农村生态系统与原始自然生态系统的差异,探讨了城市在特定条件下的环境问题,为分析与研究城市水土流失和水土保持提供了参考.     

基于养分平衡的北京市人口-土地-环境问题探讨

人口集聚于城市,大量食物输入的同时,代谢物也不断产生,消纳不充分或不及时就会累积并产生环境污染的隐患。该文以北京市平原区为例,利用遥感技术分析2004—2014年间研究区土地利用结构变化;基于养分平衡原理,估算、比较人口与耕地变化对城市养分排放和吸纳能力的影响;使用景观形状指数度量城市建设用地与外界环境的接触面变化情况。结果表明:1)研究期内因人口增加、食物输入导致人类排泄物及其氮(N)、磷(P)、钾(K)养分增加约0.34×10~5 t,经污水处理后所得污泥中氮磷钾养分增加约282.17 t;2)耕地数量的减少使城市对养分吸纳能力下降约1.17×10~5 t;3)建设用地形状指数由1.48下降至1.37,接触界面的减小使城市代谢物疏散效率下降。研究认为:人口增长-食物消费提高-人类粪尿增加与耕地减少-建设用地界面减小-养分消纳能力降低的"此消彼长"态势无形中造成城市养分富集,增加了对区域水环境污染的风险,而城市结构无法重构,应积极谋求养分的内部消纳。基于北京市农田化肥依赖性强、林地增加的现状,该文建议北京市积极推广粪便处理残渣还田、再生水城市绿化灌溉利用,通过耕地与林地植被消纳新增的养分。     

基于养分平衡和环境保护的北京市城市结构探讨

城市化进程中,随着人口不断向城市积聚,城市成为各种农产品的输入地,农民也不断增加对城市周围耕地的投入以获取更多的农产品。城市及其郊区成为各种物流、能流的聚集地。如果聚集的能量、养分得不到有效利用,不仅造成资源的浪费,还会给环境带来一定的压力。文章基于养分循环原理,以北京市为例,对分别计算了北京市人畜排泄物和作物产出可以提供的养分,与北京市耕地在吨粮田情况下所能够吸纳的养分,结果显示养分是富余的。与单中心大城市相比,多中心中小城市的城市建成区与周围农田之间的物流能流交换界面更大,有利于充分利用人畜排泄物作为作物养分,发展有机农业;同时,也有利于减少城市环境压力和改善城市生态环境。因此,要坚持分散集团式的城市空间布局,避免"城市大饼"无限扩大,促进养分循环和土地可持续利用,建设生态环境良好的宜居城市。     

基于可视化数据挖掘的流域环境污染预警模型研究

在深入分析数据挖掘的基础上,提出了一种基于可视化数据挖掘的流域环境污染预警模型,并详细论述了预警模型的逻辑流程、系统结构和功能。     

绿色设计——新农村建设中公共环境设施设计的新课题

论述了在新农村建设过程中的公共环境设施设计的重要性,提倡绿色健康的生活方式,逐步形成有特色的生态文化;实现人与人的和谐共存、人与环境的和谐共存,造就自然、和谐、宜居的新农村生活环境;提倡绿色设计,建设基础设施功能完善的公共环境设施设计的绿色人居生态环境。     

关于绿色GDP问题的分析探讨

过去用传统GDP衡量经济的增长,忽视环境的保护,忽视群众的切身利益,违背了科学发展观的要求,而以“社会环境和社会福利”为目标的绿色GDP,强调经济增长的同时,坚持发展的可持续性,关注环境保护和百姓的幸福或福利。因此,将绿色GDP作为衡量国民经济的核算指标符合“以人为本”,全面、协调、可持续的科学发展观。     

农业系统的结构、环境与可持续发展

农业的可持续发展问题需要系统地分析。本文阐述了农业系统的结构和环境,并从系统结构与系统环境角度分析了现实系统存在的问题,提出了确保农业可持续发展的政策建议。     

土地定量化模型在土地利用系统的应用

运用验证后的土地定量化模型(PS123)对曲周地区土地利用系统部分因素如冬小麦适播期、灌溉措施及光温生产潜力研究分析表明,该区冬小麦适播期为9月底～10月底,并宜选用早熟品种,总灌水量为180～240mm,平水年宜灌水3次左右,应重视冬小麦拔节后罐水,中后期灌水宜采用75～90mm较大定额。运用PS123模型计算该区冬小麦光温生产潜力为1.101万kg/hm~2左右。     

创造自然生态的城市水环境——以北京植物园水系工程为例

以植物园水系工程为例,介绍了项目的概况及规划思路,提出了如何防止水土流失和保持良好水质的工程措施,并且评价了工程完成后的生态和社会效益。