降雨径流的多重环境效应

为探究地表降雨径流的多重环境效应,选择广州市某校园教学区路面、生活区路面和办公楼屋面3种下垫面对其降雨径流进行监测,分析了微生物量、微生物活性、氮磷以及悬浮颗粒物的变化特征,并探讨了下垫面和雨前干期对微生物的影响、径流中氮磷营养盐的赋存形态以及污染物间的相关性。结果表明:不同下垫面降雨径流的环境效应存在较大差异,应针对其特征制定不同的径流控制对策;下垫面和雨前干期是影响降雨径流中微生物的重要因素,屋面径流微生物量与微生物活性的事件平均浓度EMC是路面径流的3.04倍与2.19倍;溶解态氮和颗粒态磷是降雨径流中营养盐的重要输出形态,降雨初期氮磷污染物浓度较高,随降雨时间延长浓度逐渐下降并趋于稳定值;随降雨径流迁移的主要是小于100μm的颗粒物,相关性分析表明TSS与TP、CODcr呈显著正相关,去除悬浮物是控制降雨径流污染的有效途径。     

常州市不同下垫面污染物冲刷特征

为研究城市硬化下垫面降雨径流对污染物的冲刷特征, 选取常州市5类典型硬化下垫面, 采样监测2015年3-8月期间6场降雨径流及污染物浓度变化过程, 得到以下结果。1) 地面径流污染物EMC均值高于屋面径流; 地面径流SS和COD浓度超过水质标准Ⅴ类1.34倍和2.59倍; 屋面径流COD和TN浓度超过水质标准Ⅴ类1.8倍和 2.6倍。屋面径流中溶解态COD和TN分别占全量的72.78%和57.99%; 地面径流溶解态TN占全量的61.59%。2) 径流初期污染严重, 随着降雨过程逐渐降低, 最终趋于稳定。各下垫面污染物初期浓度从大到小依次为水泥地面、沥青地面、铺装地面、平屋面、斜屋面。冲刷过程中, 随雨强增大, 各下垫面污染物浓度升高, 呈波动式变化。各下垫面污染物均有冲刷初期效应, 下垫面初期冲刷强度从强到弱依次为平屋面、斜屋面、水泥地面和沥青地面。前期降雨强度越大, 污染物初期浓度越大, 初期效应越显著。降雨强度为大雨时, SS 浓度呈指数型衰减。降雨强度为小雨时, SS浓度先稳定, 随着降雨变密集开始逐渐减小。降雨强度为暴雨, 但降雨过程集中在中后期时, SS浓度呈先增大随后减小的趋势变化。3) 指数冲刷模型对屋面和水泥地面污染物径流冲刷模拟效果较好, 斜屋面、平屋面、水泥地面全量污染物冲刷系数分别为0.871, 0.765和0.025 mm⁻¹, 屋面冲刷强度远大于地面。斜屋面溶解态COD与颗粒态COD冲刷系数相近, 冲刷强度大。平屋面、水泥地面的颗粒态COD冲刷系数均大于溶解态COD, 颗粒态COD冲刷强度更大。     

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(CODMn )、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。     

济南城区降雨径流污染特征分析

通过收集济南城区代表性样点的降雨径流水样,分析了济南城区道路和屋面雨水径流中的COD、SS及TN等污染指标的浓度及输出特征变化规律及其主要影响因素.结果表明,济南城区雨水径流污染负荷水平较高,初期径流污染严重,主要是有机污染物污染和悬浮物固体污染,污染物浓度随降雨历时呈现规律性变化,并随下垫面以及周围环境的不同而存在一定差异.掌握城区降雨径流污染特征对合理开展径流污染控制和有效利用城区雨水资源提供依据.     

上海市公路雨水径流中重金属的形态及分布特征

对上海市内环高架一段路面的5场降雨径流进行监测,分析了典型降雨-径流事件中固体颗粒物的粒径分布特征和各个颗粒粒径范围内重金属的含量.结果表明:径流中悬浮固体主要由粒径<250μm的颗粒组成;颗粒态重金属是径流中污染物输出的主要形态; SS和重金属都表现出了较强的初期冲刷效应.通过拦截路面径流初期20%～30%的径流量,能够去除路面径流中大部分的SS和重金属等主要污染物.因此,去除固体悬浮物是治理上海公路径流重金属污染的有效途径.     

洱海北部典型小流域农业氮磷流失特征的初步研究

为揭示洱海北部区域农业面源污染物氮磷流失的特征,以凤羽河小流域为研究对象,于2011年7月对1次降雨-径流的全过程进行了氮磷浓度的测定,分析了降雨过程中污染物负荷、浓度随降雨-径流变化过程的特征。结果表明,污染物负荷变化与流量变化呈现出大致相同的趋势;污染物浓度的峰值提前于流量峰到达。今后开展相关监测时应将降雨时间间隔、上游生产生活方式考虑进来,以更好地阐释降雨-径流过程中凤羽河小流域农业氮磷流失的规律性。     

西昌机场路西昌学院段公路径流污染研究

本文通过对西昌机场路西昌学院段在降雨期间的连续采样,分析西昌机场路公路路面径流的污染特征。结果表明初期径流污染物浓度较高,固体悬浮物(SS)和化学需氧量(COD)最高分别为74mg/L、189mg/L;初期效应明显,路面径流污染物浓度随降雨径流历时呈前高后低的变化趋势。其很大程度上可能是与自然天气、降雨时间、车流量及路面清扫程度等因素密切相关,因此本文结合相关因素探讨了有效的控制方法,并提出建议。     

九龙江流域降雨径流污染特征研究

选取福建省九龙江流域内5个典型小流域作为研究区．在GIS技术支持下．采用现场调查与资料收集,野外监测与室内分析相结合的方法．利用2003年5～6月两场降雨事件全过程实测的水文数据、营养盐氮、磷负荷进行对比分析．得到不同土地利用类型小流域降雨径流污染特征与规律：降雨径流中污染物浓度高于非降雨期,且总氮、总磷的流失负荷主要受降雨强度、径流量大小影响,浓度变化过程与流量变化呈大致相同的趋势．溶解性污染物如氨氮．在降雨径流过程中浓度变化幅度较小．表明其溶解性所受到的水环境条件的限制可能大于流量变化对它的影响．施肥水平对污染负荷也有较大的影响．径流流失的氮素以可溶态氮为主．磷素主要以颗粒态磷为主．但以林地为主的小流域．因植被覆盖好．几乎不发生土壤侵蚀．磷素的径流流失以可溶态磷为主．     

北方严寒地区路面径流污染特征分析

目的研究北方严寒地区路面径流污染的影响因素以及变化特征,为治理径流污染及雨水资源化利用提供基础性资料.方法以沈阳建筑大学校园内的沥青路面为研究对象,进行了实地采样监测,分析沥青路面径流污染物降雨历时的变化规律及污染的影响因素.结果校园区沥青路面的初期径流雨水污染严重,COD_(cr)和NH_3-N质量浓度的最高值分别达到了407.23 mg/L、3.25 mg/L,TSS质量浓度达到886 mg/L.超出地表V类水标准,不宜直接收集利用.结论干沉降期越长,污染物质量浓度也越高;降雨强度小,降雨量少,会导致径流缓慢,污染物质量浓度呈现小幅度上升趋势;持续性降雨冲刷效果较好,污染物质量浓度呈明显下降趋势.南北方径流污染特征的差异主要源于气候,南方气候湿润干沉降小,年降雨量大,冲刷频繁,径流水质较好.     

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。     

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。     

坪上水库径流还现计算分析

拟建的坪上水库位于滹沱河干流上,水库1956-2001年年平均还原径流为7.23亿m3,经分析,还原径流成果基本合理,但还原径流系列一致性不好,主要原因是由于人类活动的影响,使流域的产汇流机制和渗漏机制发生了改变,从工程建设依据要求出发,提出了径流还现修正的必要性。还现修正,即把早期下垫面状况下产生的径流量修正为现状条件下的径流量。修正的原理和方法即在径流还原计算的基础上,点绘水文站流域平均雨量与还原径流深相关图,分别通过前、后期点群中心绘制其降水-径流深相关线,两线之间横坐标距离即为由于受人类活动影响使年径流深减小的幅度。还现修正后水库的天然径流量为6.33亿m3,流域前、后期降水-径流深关系曲线基本趋于一致,反映了近期流域的实际状况,为工程规模和效益的确定提供合理科学的依据。     

深圳河流域城市化对河流水文过程的影响

深圳河流域是典型的高速及高度城市化区域。基于1988?2006年长时间序列降雨资料, 借助RS和GIS技术, 通过SCS模型对该流域降雨径流关系进行模拟, 并结合流域内常住人口污水排放分析, 研究城市化对流域天然径流深、下垫面径流系数和年径流总量的影响。研究结果表明: 20年来深圳河流域土地利用结构由农业用地迅速向城市建设用地转化, 流域人口增加导致排河污水量增幅达到2.56倍; 天然径流深呈现逐年上升趋势, 并且与降雨量表现出较高的相关性, 依据M-K突变分析得到1993年为天然径流深突变年份; 土地利用导致径流系数向高值发展, 但强降雨弱化了径流系数对于径流量的影响; 年径流总量整体呈现增大趋势, 主成分分析表明降雨是影响径流总量的主要因素, 但流域土地利用和人口的城市化效应不可忽略。     

郑州市城市化对贾鲁河流域水文过程的影响

基于1995~2015年长时间序列降雨数据,借助遥感和地理信息系统技术,通过SCS模型对贾鲁河流域(中牟站)降雨径流关系进行模拟;并结合郑州市区人口变化和污水排放变化,研究郑州市城市化对贾鲁河流域天然径流量、下垫面径流系数和年径流总量的影响。研究结果表明:近20年来,郑州市土地利用结构主要表现为城镇用地增加和耕地减少,流域人口增加导致污水排放量增加。天然径流量呈现明显的上升趋势;并且在2009年发生突变,与郑州市快速城市化阶段相符;土地利用变化导致下垫面径流系数向高值发展。年径流总量整体呈现增大趋势;并且流域土地利用变化和污水排放是导致径流总量增大的主要原因。     

幼发拉底河生态径流计算

根据生态径流的概念和计算方法,利用幼发拉底河流域上的3个代表水文站在流域大规模建坝前的流量资料,计算了各个站点的最小生态径流和适宜生态径流,提出了幼发拉底河维持河流生态健康所需的生态径流量.     

不同坡面单元人工降雨产流试验与分析

土壤前期含水率、坡度、雨强和植被是降雨产流过程的重要影响因子.目前,利用人工降雨产流试验对降雨产流机制的研究主要集中在黄土高原干旱地区和南方湿润地区,关注华北平原地区的较少,为探究不同因素对华北地区降雨产流过程的影响,利用河北工程大学临洺关校区人工模拟降雨试验平台,分析了不同降雨情景下地表径流产流响应的差异性.结果 表明:产流起始时间随土壤前期含水率、坡度和雨强的增大而减小,且受土壤前期含水率的影响更显著,产流量随时间变化呈现先增加后平稳的趋势;裸地坡产流起始时间小于自然草地,在起始产流至达到稳定临界点的时段内,裸地和草地坡产流量与产流历时呈现对数关系;累积产流量与降雨历时呈线性函数分布,拟合优度均在0.9以上.相较植被和坡度而言,土壤前期含水率和雨强是影响试验单元产流最重要的两大因素.通过上述不同情景、不同因素的试验差异分析研究,以期为构建适用于华北平原的产汇流模式提供理论依据和数据支撑.     

北江流域径流序列年内分配特征及其趋势分析

以石角站45 a的实测月径流资料为基础,研究了北江流域径流年内分配变化规律。通过计算径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标发现,北江径流量具有显著的洪枯季节变化,20世纪50、60年代的径流年内分配较不均匀,而70年代以来,径流年内分配较为缓和。选用db3小波函数,对各指标进行3层分解,以尺度水平3下的低频系数单支重构序列观察各指标的变化趋势,发现北江流域年内分配不均匀性指标显示为缓慢下降的趋势,尤其是70年代以后,这很可能是流域内人工水利设施对径流调节力度加大的缘故。对降雨序列的年内分配指标进行类似的分析后认为,径流不均匀系数等指标在趋势上变化的原因是流域内人工水利设施对径流的调节力度加大了。     

广西岩溶流域水文模型研究

在大量岩溶流域查勘及水文资料收集的基础上,分析了岩溶流域径流形成的物理过程,提出了相应的水文模型。这种以岩溶特征为解释的、以改进了的水箱串联形式表达的岩溶流域产汇流综合模型,概念明确,计算简单、适于在岩溶流域水文预报和水文分析中使用。     

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。     

祁连山以北地区生态植被的变化规律

祁连山以北地区是我国西北地区重要的组成部分之一,近年来,人类活动的不断加剧致使祁连山以北的部分地区的生态环境急剧恶化,特别是额济纳旗地区由原来的生态屏障沦为沙尘暴的重要发源地。本项研究采用定量遥感技术,应用最新的全球植被指数(GIMMS)作为数据源,对祁连山以北地区1982-2002年间的植被指数变化幅度及变化趋势进行了研究。结果表明,黑河中游的酒泉盆地和张掖盆地,石羊河流域的武威盆地和金昌盆地,多年植被指数呈上升趋势;而黑河下游的额济纳旗,多年植被指数呈负相关,绿洲呈现萎缩趋势,并对绿洲退化的原因进行了初步分析。