绿色屋顶技术控制城市面源污染应用研究进展

应用绿色屋顶技术控制城市面源污染在欧美国家已得到广泛认同和应用,但在国内尚处于起步阶段.根据国内外最近几年的研究情况,从绿色屋顶消减暴雨径流、绿色屋顶径流水质、绿色屋顶构建方法等方面详细介绍了绿色屋顶技术在控制城市面源污染中的应用研究情况.研究结果表明,建立绿色屋顶暴雨径流消减量与影响因子的映射关系仍需要大量的、长期的研究;植物生长介质的理化性质是影响绿色屋顶径流水质的关键.在国内构建绿色屋顶,应遵循构建目的多元化的原则,逐步建立起适合国内国情的新的绿色屋顶构建导则,其中,植物生长基质搭配方式和植物选取是需要重点明确的问题.     

滇池流域大棚种植区面源污染模拟

相对于传统的露天种植,塑料大棚改变了降雨径流和土壤侵蚀过程,进而影响面源污染物的产生。为定量研究滇池流域大棚种植区的面源污染负荷情况,选择滇池东岸某示范区为研究对象,利用清华大学开发的IMPULSE模型对其暴雨径流过程进行模拟研究,估算大棚种植区的污染负荷,总结出大棚种植区暴雨径流和面源污染的基本特征。研究表明,塑料大棚有增加地表径流量和减少地表侵蚀和面源污染两方面的作用。     

低影响开发技术在城镇排水系统中的应用研究

针对我国在城市建设与发展过程中普遍存在的雨季内涝严重、雨水资源浪费及面源污染突出等问题,研究了基于LID技术的城镇可持续排水系统建设技术体系。以雨水"径流调控-生态处理-景观利用-平衡调度"为研究主线,分析了低影响开发技术的优势及应用情况,提出运用低影响开发技术可以同时达到防治城镇内涝,利用雨水资源,控制面源污染,保持与改善区域内水环境的目的。     

松花江休养生息对黑龙江省面源污染的治理影响

松花江休养生息政策为松花江流域水环境质量改善提供了有力的政策支持,松花江面源污染得到了有效地治理,使松花江水质有了明显的改善.探讨了松花江面源污染情况,松花江休养生息对面源污染治理的影响.面源污染成因复杂,主要为农业生产和城市面源影响,以农业面源污染为主.主要是由农药、化肥的过量施用、乡镇及农村废水随意排放及畜禽养殖粪便排放造成.通过畜禽粪便综合处理工程、兴建生态型养殖场、合理使用化肥和农药、加快乡镇污水处理工程建设等措施,可有效的控制松花江流域的面源污染,减少入水污染负荷,改善松花江水质.     

辽河源头区坡地面源污染控制技术研究

根据面源污染的过程机理、来源途径和成因分析,针对辽河源头区水资源短缺、农业生产方式粗放、坡耕地较多的特点,通过设置坡地面源试验小区的方法,重点研究坡耕地面源污染物源头控制和途径控制对污染物的截留效果.研究认为退耕还林、退耕还草是从污染途径上控制面源污染的最佳技术,同时从农药和化肥减量化等源头控制角度加以辅助,最大限度降低坡地面源对地表水环境的影响.     

三峡库区面源污染负荷的核算与污染源评价

随着人们环保意识的逐步增强以及科学技术的进步,城市生活污水、工业废水得到了有效控制与治理,但面源污染却逐渐突出,愈来愈成为危害江河湖泊等水体的严峻因素。对面源污染负荷的定量核算及污染源评价是进行面源污染控制的基础工作。本研究采用了简便并具有一定精确度的输出系数法对三峡库区的耕地面源、农村生活面源、畜禽养殖面源的污染负荷进行了核算,并将核算结果应用于等标污染负荷法进行了库区面源污染源评价,对控制面源污染问题具有一定的实际意义。     

三峡库区重庆段农业面源污染负荷的区域分异与预测

采用污染排放系数法,估算了三峡库区重庆段1998—2011年间21个区县的农业化肥、畜禽养殖和农村生活3类污染源的COD、NH3-N、TN、TP平均排放量.利用GIS对污染排放量的空间分异进行了解析,运用投影寻踪耦合模型对三峡库区重庆段农业面源污染高排放和低排放两种情况下的农业面源污染排放量进行预测.结果显示,三峡库区重庆段1998—2011年的COD、NH3-N、TN和TP平均年排放量分别449551.65t、91646.4t、134076.92t和61651.66t;农业化肥对农业面源污染的贡献率最高,达到了50.38%,是库区面源污染控制的主要对象;农业面源污染排放量和排放强度具有区域性,库尾都市核心城市排放量少、排放强度低;腹地和外围山地污染排放量和排放强度大,主要是农业化肥和畜禽养殖污染;BPPP模型预测结果表明,高排放情况的模拟对减缓农业面源污染的作用不大;低排放情况的模拟会使各类污染排放量下降20%,农业面源污染将会得到较好的控制.因此,要加大农业面源污染的治理力度,根据区域农业经济发展的特点和地理环境,制定因地制宜,分类分区控制技术,实行严格管理的措施,从源头防治农业面源污染.     

不同插值方法在面源污染入河量计算中的适用性研究

空间数据插值方法在面源污染负荷分析中的应用越来越广,但不同插值方法对面源污染入河情况反映不同,这会对面源污染入河量的计算产生很大影响.以渠江所在行政单元为例,分别采用普通克里金法和反距离权重法两种最常用的插值方法对研究区面源污染入河系数进行空间插值,再结合输出系数法对3种面源污染源计算出的负荷总量,得到各区县面源污染的...     

磷肥的施用造成的面源污染

随着城市点源污染得到逐步的控制，农业面源污染已经越来越成为水体富营养化的主要污染源。本文简要地概述了农业面源污染中磷肥的施用在水体富营养化中所起的作用以及防治农业面源污染的困难，建立稳定、和谐与良性循环的农业生态系统是治理农业面源污染的长久之计。     

农业非点源污染的研究进展、存在的问题及发展

农业面源污染是水体污染中主要的问题之一。综述了当前国内外农业面源污染的研究进展,其中包括理论研究、模型模拟研究、治理技术研究、最佳管理实践以及立法管理研究,归纳了我国农业面源污染治理存在的主要问题,包括国情限制、化肥和农药的难以替代性、缺乏对点源污染和非点源污染进行分类控制等。     

基于SWMM的大型地下建筑绿色屋顶低影响开发应用研究

【目的】探寻海绵城市建设中大型地下建筑绿色屋顶蓄截雨水和减缓暴雨径流的调控依据与低影响开发应用思路。【方法】基于定性分析与定量计算相结合的方法,梳理了大型地下建筑绿色屋顶径流调控系统的核心影响因子并给出开发应用研究的思路,借助暴雨洪水管理模型(SWMM)软件建模,通过点式案例量化分析了不确定因子的调控效应。【结果】绿色屋顶率对径流调控具有决定作用,应对短期、中短期和中长期暴雨强度设计的临界指标分别为40%、50%和60%。土体厚度对短期暴雨灾害设计的径流削减效应更显著,该数值的增加会在一定程度上削减径流,但1年一遇与多年一遇暴雨强度设计对应的拐点数值存在差异,分别为300 mm和400 mm。土壤孔隙率对径流削减影响甚微,但在开发应用中应注意规避径流削减效应最低的土壤孔隙率(0.30)。【结论】种植植被、覆土属性和降雨强度是影响地下建筑绿色屋顶径流调控效果的主要因素,在实际开发应用中应妥善配置可控因子的安全设计及不确定因子的率定参数,以此作为提升大型地下建筑绿色屋顶径流调控性能的有效性和低影响开发应用实践的参考依据。     

不同介质组成的粗放型绿色屋面降雨出流水质

构建5个绿色屋面中试设施,考察不同介质组成的设施在实际降雨条件下出水水质状况并与降雨、沥青屋面径流、空白对照设施出水水质进行对比.结果表明,常用屋顶绿化复合介质设施的出流中,TP,NH4+-N和COD的平均质量浓度分别达到0.95,1.66,115mg·L-1,高于沥青屋面径流和空白对照设施的出水水质,使用无机复合介质和废弃物利用介质的设施出水水质优于对照屋面;从出水污染物质量负荷角度分析,使用上述3种类型介质的绿色屋面设施都不是TN,TP,TSS和COD的污染源,并能够减少雨水带来的NH4+-N负荷;绿色屋面设施植被层生长状况和出水中营养物质浓度呈现相关性,长势较好的设施出流中营养物质浓度较高;介质中添加给水厂污泥能够有效控制介质层P的淋失且不影响植物生长.     

上海市屋面雨水水质监测与处理利用方法研究

通过对上海市屋面雨水水质监测,及对其污染主要影响因素与污染程度的分析表明,屋面材料、降雨历时、降雨强度及降雨量等是屋面径流雨水水质的重要影响因素.根据雨水水质特性,提出了适宜屋面受污雨水的物化与生态化处理利用方法与工艺.为城市雨水资源的利用提供了依据.     

既有工业建筑屋面雨水低影响开发典型技术及效果

既有工业建筑屋面与普通屋面相比,单体屋面面积普遍较大,造成雨水径流总量大,洪峰流量高,且由于屋面材料及生产类型的不同产生了不同的雨水水质污染。基于此,研究分析了适用于工业建筑屋面雨水的低影响开发典型技术,包括绿色屋顶、雨水花园和屋面雨水收集等。总结了典型技术对径流总量、洪峰延迟及雨水水质净化等方面的控制效果,并进行了适用性评价,为既有工业建筑进行低影响开发提供了技术支撑。     

蓄水层设置与植物选择对绿色屋顶蒸散发的影响

为定量研究蓄水层设置和植物选择对绿色屋顶蒸散发的影响,设置两种结构(有或无蓄水层)和两种植物(佛甲草和铺地锦竹草)共4种组合的绿色屋顶实验槽,在深圳市的气候条件下,连续测定气象参数、绿色屋顶蒸散发量(ET)和土壤含水量。结果表明,蓄水层的水分蒸发对其上层土壤水分有显著的补给效应,且土壤含水量与日蒸散发量存在正相关关系,因此蓄水层的设置可以增加绿色屋顶的蒸散发量。佛甲草因其景天酸代谢方式(CAM)的特殊性,当太阳辐射较大时,气孔自动关闭,从而降低蒸散发量,减少水分流失。与铺地景竹草相比,种植佛甲草的实验槽一天内的小时蒸散发量波动较大,中午前后出现低谷,与土壤含水量的相关程度相对较低。     

屋顶绿地碳固定潜力的研究

屋顶绿化因为能减轻城市内涝、热岛效应和空气污染等一系列城市化带来的负面影响,在很多国家和地区已经得到推广和应用。通过野外调查对10个用草坪草建植的简单式屋顶绿地的碳固定潜力进行评价,并探讨影响其碳固定能力的各种因子。同化箱试验的结果表明,屋顶绿地在白天可以通过吸收和固定CO2,降低其周围空气中的CO2含量。在多云清冷的上午,由朝鲜结缕草或狗牙根为主建植而成的屋顶植被在1 h内吸收的CO2可达0.46 g·m-2,在5 min内同化箱里CO2体积分数的降低幅度可达42%(162×10-6);地上部分碳储量试验的结果表明,以草坪草为主建成的屋顶绿地植被的地上部平均固定的有机碳为92.55 g/m2。故屋顶绿地是城市内小型碳库,具有一定的固碳作用。同时,基质厚度与草坪草地上部分的有机碳含量呈显著的正相关,也说明基质厚度可能是影响屋顶绿地碳固定潜力的重要因素。     

Pollutants in stormwater runoff in Shanghai （China）： Implications for management of urban runoff pollution

Runoff samples were collected from four functional areas (traffic, residential, commercial and industrial) and four roof types (old concrete,new concrete, old clay and new clay) in central Shanghai, China, during rain events. The event mean concentrations (EMCs) of three forms of nitrogen (NH4+―N,NO3-―N,NO2-―N) and the temporal variations of total phosphorus (TP) were then measured to evaluate the effects of runoff from different areas on water quality management. The results revealed that the TP levels varied significantly in the samples collected from different functional areas and roof types during rain events. In addition, although the NO3-―N and NO2-―N concentrations in runoff remained well below the fifth class values of the national surface water quality standards, the NH4+―N levels were 1.36, 1.17, 1.10 and 0.85 times higher than the standard value in samples collected from commercial, traffic, industrial,and residential areas, respectively. Similarly, the concentrations of NH4+―N in samples collected from old concrete, new concrete,old clay and new clay roofs exceeded the fifth class standard by 6.66, 5.72, 4.32 and 3.32 times, respectively. And the NO3-―N levels were 1.86 and 1.53 times higher than the standard values in runoff samples collected from new and old concrete roofs, respectively.     

下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效果及影响因素分析

为探究下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效果及影响因素,采用室外种植箱的方式进行模拟试验,研究不同植物配置、不同下垫面雨水径流、不同土壤层厚度以及不同污染物浓度对下沉式绿地削减污染物的影响。结果表明,不同植物配置的下沉式绿地对削减NH+4-N的影响差值为9.6%,即依次:高羊茅(57.3%)三种混合植物(55.0%)鸢尾(50.4%)鼠尾草(47.7%);对削减TP的影响差值为5.3%,即依次:高羊茅(56.4%)三种混合植物(54.4%)鼠尾草(53.8%)鸢尾(51.1%);对削减COD的影响差值为8.9%,即依次:三种混合植物(39.4%)高羊茅(37.8%)鸢尾(33.1%)鼠尾草(30.5%)。不同植物配置的下沉式绿地对重金属(Cu、Zn、Pb)的削减效果很好,达95%以上。下沉式绿地对三种下垫面雨水径流污染物的削减效果依次:硬质屋顶沥青路面绿地;不同土壤层厚度和污染物浓度对下沉式绿地削减常规污染物的影响呈正相关,对下沉式绿地削减重金属的影响不大。因此,本研究可为下沉式绿地在控制雨水径流污染问题提供一种优化途径的新思路。     

夏热冬冷地区绿化屋顶节能与生态效益研究

【目的】研究夏热冬冷地区绿化屋顶的节能效益,分析包括固碳释氧、空气净化、水源涵养和节能减排4个方面的生态效益。【方法】以无锡地区有无绿化的屋顶为研究对象,对比绿化屋顶的保温隔热及节电效果,并进行屋顶绿化生态效益的量化分析。【结果】在冬季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别高2.5 ℃和5.5 ℃,通过屋顶的热流相对减少36.4%,绿化房间空调日平均节电量为0.90(kW·h); 在夏季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别低3.1 ℃、5.6 ℃,通过屋顶的热流相对减少48.6%,日平均空调节电量为4.23(kW·h)。计算可得,绿化屋顶每年可节约空调用电量15.39(kW·h)/m²; 佛甲草屋顶绿化可创造的固碳释氧效益为1.887元/(m²·a),净化空气效益为2.45×10^-2元/(m²·a),涵养水源效益为0.957元/(m²·a),节能效益可达到12.875元/(m²·a),减排效益达9.613元/(m²·a),综合生态效益是25.357元/(m²·a),动态投资回收期为7 a。【结论】屋顶绿化在冬季可提高屋顶内外表面温度,在夏季降低屋顶内外表面温度,减少通过屋面的热流,达到保温隔热和降低空调能耗的节能效果。屋顶绿化的生态效益显著,投资回收期短,应予以政策鼓励和支持。