山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征和健康风险评估

[目的] 了解山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征及雨水径流中重金属元素对于人体的健康风险,为山地海绵城市建设提供径流污染控制参考和人员健康保护基础数据。[方法] 2019年7月22日在重庆交通大学针对屋顶、道路、停车场和广场4种典型的下垫面进行了雨水径流的取样监测,并统计分析场次降雨平均浓度（EMC）、电导率（EC）、钠吸附率（SAR）、危险商（HQ）和危险指数（HI）。[结果] 广场径流过程中重金属元素整体变化波动较大,道路雨水径流的重金属健康风险最大而屋顶健康风险最小;大多重金属污染物在产流后的10 min内出现了降幅,其中Fe和Mn的降幅较大,Zn的降幅中等,Cu的降幅最低;As和Cr是雨水径流中健康风险最高的重金属污染物。[结论] 山地校园重金属污染物冲刷速度较快,人流大的下垫面雨水径流中重金属元素变化波动较大,但健康风险较低;车流大的下垫面雨水径流中重金属元素波动较为稳定,但健康风险较高。     

绿色屋顶降雨径流削减效果监测与过程模拟

选择平面、斜面、绿色、滞蓄4种不同形式屋顶,采用"液位计+三角堰"的径流测量方法,开展降雨径流对比监测。结果表明,相比平面与斜面屋顶平均径流系数(分别为0.68和0.84),绿色与滞蓄屋顶平均径流系数分别为0.41和0.43,均明显有所减小,并且数值相差不大,反映出相近的径流总量削减效应。比较分析绿色与滞蓄屋顶降雨径流过程,2类屋顶径流过程接近,产流后水流运动机制相似,均受上部积水水头作用影响,并以孔流(孔隙、孔口)形式出流,可以采用相似的水库概念模型进行简化模拟。根据土壤水饱和下渗理论,考虑到绿色屋顶基质层厚度有限,推导建立了描述绿色屋顶饱和产流后降雨径流过程的基本方程,并应用于模拟绿色屋顶降雨径流过程。结果表明,径流过程计算值与实测值间决定系数值为0.85、Nash-Sutcliffe效率系数值为0.84,初步验证了模型的合理性。研究成果有助于深入认识绿色屋顶对降雨径流的削减效应与出流机制。     

开发建设中扰动地面新增水土流失研究

针对神府东胜煤田开采过程中所引发的严重新增水土流失问题,采用野外放水冲刷的试验研究方法,对神府东胜煤田扰动地面新增水土流失机理和流失量进行了初步研究。结果表明:在相同放水冲刷流量和坡度下,原始地面的平均土壤入渗率较扰动地面的增加30%;两种不同类型下垫面的径流量均随时间的增加而增加,冲刷的前6min,径流量均较小,且原始地面>扰动地面,在6min以后,径流量迅速增大,且原始地面<扰动地面,扰动地面的平均径流量较原始地面增加14%;原始地面的侵蚀产沙在整个放水冲刷过程中没有显著变化,基本维持在一个常数水平;扰动地面在放水冲刷0—15min的侵蚀产沙量较高,此后侵蚀产沙随冲刷历时的延长而下降并最终趋于稳定;扰动地面的平均含沙量较原始地面增加96%,平均产沙量增加89%;新增土壤流失量随放水流量和坡度的增大而增大,10°时,新增土壤流失量最大;同一坡度条件下,放水流量越小,土壤流失量增加的百分比就越大,反之则越小。     

降雨强度对三峡库区坡耕地土壤氮、磷流失主要形态的影响

揭示紫色土坡耕地在不同降雨条件下对土壤养分流失及其环境效益的影响,对于保护三峡库区水环境具有重要意义。通过径流场试验分析2010年5月1日-7月10日6次降雨过程中紫色土坡耕地的氮、磷流失特征。结果表明:大雨时产生的径流量分别为中雨和小雨时的2.34,7.59倍,同时大雨产生的径流中TN、TP含量高于小雨和中雨时,大雨导致的氮、磷流失远远超过中雨与小雨。大雨时产生的累积泥沙量分别是中雨和小雨的8.34,111.38倍。紫色土坡耕地径流中TN、TP的主要形式是有泥沙携带的颗粒态氮、磷,降雨量越大,颗粒态氮、磷的比例越高。中雨产生的径流中颗粒态氮占TN的74.9%～75.9%,大雨产生的径流中颗粒态氮占TN的比例更高,达到85.0%～92.6%。颗粒态磷是径流中磷的主要形态,大雨、中雨、小雨产生的径流中颗粒态磷占TP的比例分别为96.6%～97.7%,93.9%～96.2%,90.5%～94.4%。紫色土坡耕地氮、磷流失主要是以泥沙为载体,这在降雨量较大时表现得尤为明显。控制坡耕地氮、磷流失应着重考虑控制降雨量较大时的氮、磷流失。     

天山山区水文模型参数的区域分布规律

应用含融雪结构的新安江模型,利用天山山区4个典型流域的气象水文资料,对新疆河流的径流过程进行模拟,综合考虑研究区域的自然地理条件,重点分析了模型产流参数K,WM,WUM,WLM,C,B和融雪因子RA在天山山区的区域分布规律,对天山山区其他流域水文模型参数的率定具有参考价值。     

黄土高原森林带人工油松林水土保持作用

采用长期定位观测方法,建立标准人工径流小区,观测了3种处理人工油松林地及对照农地的径流量和产沙量。结果表明:(1)农地14 a平均土壤侵蚀量分别为自然油松林、采伐上层乔木林地、去枯落物地的908、97、58倍;(2)农地14 a平均含沙量分别为自然油松林地、去枯落物地和采伐上层乔木林地的81、35和46倍;(3)自然油松林和采伐上层乔木林地年产流量分别为农地的13.7%和12.2%;(4)综合分析对于不同类型、农地的径流与降雨量、含沙量与降雨强度均存在显著的相关关系。土壤侵蚀量与各降雨因子的相关性与含沙量的相似。     

水土保持植物措施与径流调控工程对位配置数量化分析

在水土保持措施对位配置原理与方法的指导下,以位于黄土丘陵区第5副区的安定区九华沟流域为例证,系统分析了研究区域环境资源的分布规律及常见水土保持植物措施的限制性因子,通过植物措施需求位与所处环境资源位的数量化分析,以植物措施对位配置为指导,以径流调控工程技术为手段,以满足植物需水为目标,进行了水土保持植物措施需求位与治理...     

不同配比的蔬菜与玉米间套作削减农田径流污染的研究

2011年7月到9月采用田间试验,在自然降雨条件下,对滇池流域不同比例蔬菜与玉米间套作蔬菜种植模式下农田地表径流产生量与地表径流、TN、TP、COD、SS的流失量进行分析,寻求控制农田径流污染的蔬菜与玉米适宜比例种植模式.结果表明:蔬菜单作地表径流流失量为73.78 m3·hm-2,TN、TP、COD和SS流失量分别为0.79、0.195、2.86、44.46 kg·hm-2.1∶2玉米//青花-西葫芦间套作地表径流流失量为41.06 m3·hm-2,TN、Tp、COD和SS流失量分别为0.41、0.112、1.08、13.06 kg·hm-2.1∶3和1∶4玉米//青花-西葫芦间套作地表径流和TN、TP、COD、SS流失量均高于1:2模式.与蔬菜单作相比,1:2玉米∥青花-西葫芦间套作能削减44.35％的地表径流量、48.46％的TN、42.38％的TP、62.13％的COD、72.92％的SS.因此,1∶2玉米//青花-西葫芦间套作种植模式削减农田地表径流和径流污染的效果最好.     

基于SWAT模型的长江源区径流模拟

长江源流域位于青藏高原腹地青海省境内,是气候变化的敏感区,其流域径流量的变化对区域经济发展和三江源生态环境保护具有重要的意义。SWAT模型是基于水文过程的,具有很强物理机制的流域分布式水文模型。利用长江源区1975-2004年气象数据、水文数据以及土地覆被/土地利用图、土壤图等数据构建了适合长江源区的SWAT水文模型。结果表明,模型对模拟的月流量相对误差为10.6%,相关系数R2和Nash Suttcliffe系数Ens>0.7。表明模型在长江源流域对产流模拟的适用性较好,为长江源流域建立分布式流域水文模型提供了参考。     

气候变化与人类活动对博斯腾湖入湖径流影响的定量分析

[目的]研究气候变化和人类活动对新疆博斯腾湖流域的影响,将有助于提高气候变化条件下对水文过程的认识,对探讨流域资源的综合开发利用和开展建设节水型社会等都具有重要意义.[方法]基于博斯腾湖流域49年(1960～2008年)的入湖流量、温度、降水和大山口径流资料,利用Mann - Kendall秩次相关法进行趋势检验,同时应用滑动T检验及YAMAMOTO检验信噪比突变点检测方法对入湖径流量近49年的实测径流量进行突变点分析.[结果]研究发现流域降水、温度和大山口径流量增加趋势显著,而入湖径流量呈现不显著的增加趋势;1960～2008年间有两次突变发生,分别在1973年和1987年;将1973年之前作为基准期,并以之为界分为两部分,利用1960 ～ 1972年资料建立气候因子与径流量的多元回归关系,同时利用1973年之后的气象数据代入该关系式就能得到天然情况的径流序列,进而定量分离气候变化和人类活动对径流的影响并评估其强度.分析表明,人类活动对博斯腾湖流域的入湖径流量的影响强度呈增加趋势.[结论]为保证流域农业生态环境和入湖径流的稳定及可持续发展,应合理分配地表水资源,减少人类活动对地表径流的影响,确保人湖径流量.