城市流域极端降雨条件下的产汇流规律——以北京市凉水河流域为例 被引量：5

1

作者 房亚军 李其军 +2 位作者 潘兴瑶 杨默远 李永坤 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期111-116,共6页

以凉水河流域为研究区,对比2012年7月21日(短历时双峰型)和2016年7月20日(长历时双峰型降雨)两场典型暴雨洪水过程,分析其降雨-径流关系。结果表明:凉水河流域上游较高的不透水面积比例,加快了区域产汇流速度,使得径流对暴雨的响应更为... 以凉水河流域为研究区,对比2012年7月21日(短历时双峰型)和2016年7月20日(长历时双峰型降雨)两场典型暴雨洪水过程,分析其降雨-径流关系。结果表明:凉水河流域上游较高的不透水面积比例,加快了区域产汇流速度,使得径流对暴雨的响应更为敏感,洪水过程随暴雨过程陡涨陡落;流域下游不透水面积比较低,汇流面积增加和河道行洪过程中的坦化综合作用削弱了降雨-径流序列的一致性。两场暴雨洪水过程上游和下游径流系数对比发现,在流域上游由于不透水面积比较高,重现期为10~20年一遇场次暴雨径流系数为0.35~0.5;而在流域下游由于降雨入渗补给条件较好,流域下游径流系数仅为上游径流系数的1/3,全流域径流系数减小为上游径流系数的1/2。 展开更多

关键词 降雨-径流过程 洪涝灾害 极端降雨事件 凉水河流域

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官厅水库多目标调度规律与方案研究 被引量：12

2

作者 白涛 徐燕 +2 位作者 孙宪阁 魏健 潘兴瑶 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期101-108,124,共9页

为探究水文变异和外调水源补给对水电站发电和生态的影响,以官厅水库下游减水河段为例,在计算水文变异下生态流量的基础上,定义了减水河段的生态保证程度,建立了水库发电和生态保证程度多目标优化调度模型,采用非支配遗传算法(NSGA-II)... 为探究水文变异和外调水源补给对水电站发电和生态的影响,以官厅水库下游减水河段为例,在计算水文变异下生态流量的基础上,定义了减水河段的生态保证程度,建立了水库发电和生态保证程度多目标优化调度模型,采用非支配遗传算法(NSGA-II)求解多种情景方案。研究结果表明:官厅水库入库径流分别于1971年和1983年发生变异,水文变异后发电和平均生态保证程度显著降低;水电站发电和生态之间多目标关系显著,发电量减少37.4%可增加67.8%的生态效益;外调水源补给后发电量和平均生态保证程度均显著提高,特别是枯水年,分别提高56.9%和40.3%。 展开更多

关键词 水文变异 多目标优化调度 生态保证程度 减水河段 官厅水库

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基于生态补水的缺水河流生态修复研究 被引量：38

3

作者 魏健 潘兴瑶 +4 位作者 孔刚 白涛 黄强 李波 马盼盼 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第1期64-69,76,共7页

为研究河流生态修复所需的补水量和补水关键期,以永定河官厅山峡段为例,采用环境需水量和生态需水量两种方法,计算不同阶段河流生态修复所需的生态水量。结果表明:水文变异后,永定河生态严重退化,实施生态补水迫在眉睫;现状1.7×10^... 为研究河流生态修复所需的补水量和补水关键期,以永定河官厅山峡段为例,采用环境需水量和生态需水量两种方法,计算不同阶段河流生态修复所需的生态水量。结果表明:水文变异后,永定河生态严重退化,实施生态补水迫在眉睫;现状1.7×10^8m^3补水水量具有一定的积极作用,但不能满足河流正常需水;未来3个典型年(75%、90%和95%)最低的生态补水量为4.88×10^8、6.11×10^8和6.37×10^8m^3,同时推荐3-6月份为生态补水关键期。通过对生态补水量和补水时机的研究,为永定河生态修复提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 水文变异 生态流量 生态需水量 生态修复 生态补水

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南水北调水回补对北京密怀顺河道回补区地下水水质影响 被引量：10

4

作者 王鑫 李炳华 +2 位作者 潘兴瑶 夏绮文 郭敏丽 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1935-1944,共10页

南水北调水源密云-怀柔-顺义(密怀顺)潮白河地下水回补工程,是密怀顺地下水源地可持续利用和河道生态恢复的重要保障.基于密怀顺回补河道区长期地下水水质监测数据,综合运用水质评价、统计学方法,分析了不同回补时期的地下水水化学变化... 南水北调水源密云-怀柔-顺义(密怀顺)潮白河地下水回补工程,是密怀顺地下水源地可持续利用和河道生态恢复的重要保障.基于密怀顺回补河道区长期地下水水质监测数据,综合运用水质评价、统计学方法,分析了不同回补时期的地下水水化学变化特征;同时,采用水文地球化学模拟软件(PHREEQC)分析核心回补路线--小中河调水路线回补影响下的潮白河段地下水水文地球化学变化,结合聚类分析方法探究了地下水水化学变化成因.结果表明:①回补区地表水、地下水整体水质良好,南水北调水源及本地地下水水化学类型主要为HCO_(3)-Ca-Mg型.补水以来,地下水水质整体得到改善,补水区域地下水中的Na^(+)、Cl^(−)明显降低.②根据水化学模拟,2017年底,小中河调水回补河道附近的地下水中南水与本地地下水混合比例变为1∶10,但经过2018—2019年的回补,河道附近地下水中南水占主导地位,回补后所采集的地下水样中水化学成分基本与南水趋于一致.③根据水岩作用模拟,影响回补区地下水水质的主要因素为南水-当地地下水混合作用、矿物溶解及阳离子交换作用.研究显示,南水回补改善了地下水水质,并通过混合与水岩相互作用影响地下水水化学演化. 展开更多

关键词 南水北调 密怀顺地区 地下水人工回补 水化学 水岩作用

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流域坡面汇流研究现状述评 被引量：18

5

作者 申红彬 徐宗学 张书函 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期467-475,共9页

对当前坡面汇流计算方法的研究进展进行了较为系统的总结与分析,并对坡面汇流的非线性效应以及城市低影响开发中的雨水入渗与蓄集对坡面汇流的控制作用进行了简要分析。从模型简单实用的角度出发,认为以流域时间-面积关系与线性水库相... 对当前坡面汇流计算方法的研究进展进行了较为系统的总结与分析,并对坡面汇流的非线性效应以及城市低影响开发中的雨水入渗与蓄集对坡面汇流的控制作用进行了简要分析。从模型简单实用的角度出发,认为以流域时间-面积关系与线性水库相串联的Mod Clark法等为代表的概念性分布式坡面汇流模型具有良好的发展前景;考虑到基于等流时单元的变动等流时线法在反映雨强非线性影响中存在的问题,认为根据水文响应单元在不同雨强条件下汇流时间的变化,调整其汇流参数以反映坡面汇流的非线性效应,对于流域坡面汇流的分布式模拟更具有实际意义;针对目前低影响开发设施长时间序列大空间尺度的室外降雨径流监测资料普遍较为缺乏的现状,给出了后期应积极选择合适的技术以加强低影响开发性能监测工作的建议。 展开更多

关键词 坡面汇流 分布式模拟 非线性效应 降雨径流监测

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基于文献数据再分析的中国城市面源污染规律研究 被引量：31

6

作者 杨默远 潘兴瑶 +3 位作者 刘洪禄 于磊 陈昊 王俊文 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第8期1634-1644,共11页

目前有关城市面源污染的研究多为分散的独立研究,缺乏对现有研究及监测数据成果的系统分析。在全面进行文献调研的基础上,整合从文献中提取的面源污染监测数据成果,综合识别全国范围典型城市下垫面的面源污染规律,并初步定量了城市面源... 目前有关城市面源污染的研究多为分散的独立研究,缺乏对现有研究及监测数据成果的系统分析。在全面进行文献调研的基础上,整合从文献中提取的面源污染监测数据成果,综合识别全国范围典型城市下垫面的面源污染规律,并初步定量了城市面源污染对雨污合流制排水分区雨水径流污染的贡献率。数据资料覆盖中国中东部地区的37个市,监测对象包括屋面、道路和绿地等城市下垫面类型,考虑SS、COD、TN、NH3-N和TP共5种污染物指标。从总体特征分析的角度,除屋面TP和绿地NH3-N指标外,其他面源污染质量浓度均值均远超出国家V类水标准。对于不同下垫面的径流污染规律,SS、COD和TP指标在道路雨水径流污染中最为突出(均值分别为505.04、67.92、0.89 mg·L^−1),TN和NH3-N指标在屋面雨水径流污染中最为突出(均值分别为8.85mg·L^−1和6.43mg·L^−1),绿地雨水径流污染物质量浓度相对最低,但SS指标有较大的波动范围。在不同指标之间的相关关系方面,SS在道路下垫面中与其他指标存在较高的相关性(决定性系数约为0.50),而在屋面和绿地中与其他指标相关性较差。较分流制排水系统而言,雨污合流制排水系统的径流污染更加严重,其中生活污水对SS的贡献率较低,仅为17.19%,但对其他污染物的贡献较为明显,按照贡献率由高到低,依次为TP(84.45%)、NH3-N(79.06%)、COD(51.06%)和TN(40.81%)。研究成果系统反映了中国城市面源污染的主要特征,能够为城市面源污染控制研究提供基础数据与总体规律参考。 展开更多

关键词 城市面源污染 城市下垫面 数据再分析 合流制排水分区 悬浮颗粒物

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潮白河再生水生态补给河道区浅层地下水氮转化 被引量：22

7

作者 夏绮文 李炳华 +2 位作者 何江涛 黄俊雄 郭敏丽 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期618-628,共11页

再生水与天然地下水水质存在差异,利用再生水生态补给河道区可能会带来环境风险.引温济潮工程已运行10余年,为研究再生水长期河道入渗下不同位置地下水氮组分的演化特征与机制,收集近11年的地表水与地下水监测资料.采用聚类分析将地表... 再生水与天然地下水水质存在差异,利用再生水生态补给河道区可能会带来环境风险.引温济潮工程已运行10余年,为研究再生水长期河道入渗下不同位置地下水氮组分的演化特征与机制,收集近11年的地表水与地下水监测资料.采用聚类分析将地表水划分为不同区域后选择典型地下水监测点分析氮组分的演化差异,并利用Cl-计算混合比得出地下水中目标成分的计算浓度,初步推测地表水入渗后发生的氮转化,并选取DO、TOC、底泥、水文地质条件等环境指标分析证明.结果表明:①地表水明显分为3组,包括减河、土坝以北潮白河段、土坝以南潮白河段,各组间指标存在显著差异,影响水质差异的主要因素为再生水的氮、磷含量及水体流态.②再生水入渗过程中,包气带或黏土层较厚有利于氮的去除,减河和土坝以北潮白河段地表水中的NO_(3)^(-)-N流经包气带时通过反硝化与同化作用衰减,NH_(4)^(+)-N通过吸附与硝化作用得以去除,入渗后未引起地下水中的氮浓度明显增加.③而土坝以南潮白河段,河道补水后翌年地下水位抬升并趋于稳定,长期地表水入渗使底泥的氮和有机质含量升高,使得该断面于2013年后达到适宜的碳氮比而发生有机氮矿化作用,由于包气带较薄,生成的NH_(4)^(+)-N较少吸附于土壤介质中,易随水流入渗而引起地下水中ρ(NH4+-N)升高.研究显示,再生水入渗过程中,包气带或黏土层较厚可有效去除氮组分,但部分地区包气带较薄且发生有机氮矿化作用会增加地下水的氮污染风险. 展开更多

关键词 再生水 地下水 NO_(3)^(-)-N NH_(4)^(+)-N 反硝化 同化 有机氮矿化

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北方典型城市地区水质评价及污染源分析 被引量：17

8

作者 徐袈檬 潘兴瑶 +3 位作者 苏遥 鞠琴 张宇航 张猛 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第3期78-84,共7页

近年来伴随着城市化的快速发展,城市地区水质污染情况愈加严重。为有效诊断北方典型城市地区的水质问题并提出适用于北方城市地区的水质污染治理对策,采用单指标评价法、综合污染指数法及模糊数学法研究分析了北京市丰台区河流地表水及... 近年来伴随着城市化的快速发展,城市地区水质污染情况愈加严重。为有效诊断北方典型城市地区的水质问题并提出适用于北方城市地区的水质污染治理对策,采用单指标评价法、综合污染指数法及模糊数学法研究分析了北京市丰台区河流地表水及地下水水质类别、超标情况及空间分布特征,结果表明:整体地表水水质属于重度污染,主要污染河流集中在中东部已建区,水质类别均为劣V类,超标水质指标主要为NH3—N、COD、CODMn、BOD5及TP等有机污染因子;地下水超标水质指标主要有总硬度、细菌总数、硝酸盐氮、总大肠杆菌群、溶解性固体及硫酸盐,研究区东部建成区主要为总硬度、硝酸盐氮及溶解性总固体,西部山区和农村地区主要为细菌总数及总大肠杆菌群。由现状评价结果可得,地表水与地下水水质污染指标化学成分具有一定相关性,研究区污染源主要为工业、生活废水点源污染及降雨径流面源污染,对此提出了将海绵设施对污染物的削减、净化作用应用到地表水及地下水水质污染治理方面的新思路。 展开更多

关键词 水质评价 污染源分析 地表水 地下水 单指标评价法 综合污染指数法 模糊数学法 北方城市

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已建区排水管网评估及多尺度分区改造策略 被引量：6

9

作者 徐袈檬 潘兴瑶 +4 位作者 李永坤 鞠琴 王丽晶 李尤 张宇航 《南水北调与水利科技》 CAS 北大核心 2019年第2期123-131,139,共10页

为评估已建区现状排水管网情况并以问题为导向提出针对性的多尺度分区管网排水能力提升优化策略,以北京市东城区为例,构建基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用两场实测降雨分别进行参数率定及模型验证,结果表明模型具有较高... 为评估已建区现状排水管网情况并以问题为导向提出针对性的多尺度分区管网排水能力提升优化策略,以北京市东城区为例,构建基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用两场实测降雨分别进行参数率定及模型验证,结果表明模型具有较高的精度与可靠性。在此基础上,利用该模型对1a、3a、5a、10a四种不同设计重现期、历时1h降雨情景下的排水管网排水能力进行模拟,分三个尺度对研究区域模拟结果的分析如下:(1)城市尺度的管网排水能力不足1a一遇、1～3a一遇、3～5a一遇、5～10a一遇、10a一遇的管线长度比例分别为52%、10%、4%、6%、29%;(2)地块尺度功能分区排水能力排序为:公园绿地≥居民小区>商务行政办公区>商业区;(3)道路尺度的主次干道管线排水能力不足1a一遇、1～3a一遇、3～5a一遇、5～10a一遇、10a一遇的管线长度比例分别为38%、9%、4%、7%、42%。针对不同尺度下排水管网排水能力的现状评估结果,诊断并分析排水能力不足的问题及成因,以期通过系统性的管网现状评估及优化方案,为国内其他老城区的管网排水能力提升提供一套适用性的优化改造策略。 展开更多

关键词 管网排水能力 InfoWorksICM模型 参数率定及模型验证 城市降雨-产汇流模拟 多尺度分区改造策略 已建区

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溶解性有机质(DOM)对不同浓度卡马西平在蒙脱土上吸附行为的影响 被引量：1

10

作者 夏绮文 杨勇 +2 位作者 梁雨 何江涛 邹华 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1670-1680,共11页

为探究溶解性有机质(DOM)对药物和个人护理品(PPCPs)类污染物吸附过程的影响,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,以蒙脱土为介质,用商用腐殖酸(HA)制备DOM,开展吸附实验,并采用紫外-可见光吸收光谱和红外光谱表征等手段,研究了DOM对不同浓度... 为探究溶解性有机质(DOM)对药物和个人护理品(PPCPs)类污染物吸附过程的影响,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,以蒙脱土为介质,用商用腐殖酸(HA)制备DOM,开展吸附实验,并采用紫外-可见光吸收光谱和红外光谱表征等手段,研究了DOM对不同浓度CBZ在蒙脱土上吸附影响的差异及机制.等温吸附实验结果显示:DOM对不同浓度CBZ吸附影响方式不同.CBZ浓度较低时(0.2—1.5 mg·L-1),DOM对CBZ的吸附表现为抑制作用,吸附等温线为L型;浓度较高时(5—40 mg·L-1)表现为由抑制转为促进作用,吸附等温线为C型.结合表征结果分析认为,CBZ浓度是影响DOM存在下CBZ吸附行为的主要因素.DOM与低浓度CBZ的结合能力弱,此时大分子量DOM与CBZ竞争有限的吸附位点,小分子量DOM与CBZ结合起到增溶作用,而DOM中以大分子量物质为主,因而DOM对CBZ的吸附抑制作用增强,形成L型吸附等温线;DOM与高浓度CBZ的结合能力较强,结合物质的分子量随CBZ浓度升高而逐渐增大,进而引起共吸附和累积吸附现象产生,在蒙脱土上形成的新的活性吸附位点,从而导致CBZ的吸附促进作用随污染物浓度的升高而增强,形成C型吸附等温线. 展开更多

关键词 溶解性有机质(DOM) 卡马西平(CBZ) 蒙脱土 吸附

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绿色屋顶降雨径流削减效果监测与过程模拟 被引量：11

11

作者 申红彬 徐宗学 +1 位作者 张书函 殷瑞雪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期175-181,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 降雨 径流 模拟 绿色屋顶 监测

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植草沟径流颗粒污染物削减效应监测与相关性分析 被引量：3

12

作者 申红彬 徐宗学 +1 位作者 张勤 张书函 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期641-647,共7页

在植草沟径流颗粒污染物削减过程中,颗粒物质量浓度是判别污染物沉淀削减效应相对重要性的一个重要条件.通过对颗粒物低质量浓度入流条件下植草沟径流、颗粒、污染物削减效果开展实验监测,分析了不同种类污染物质量浓度、总量削减率与... 在植草沟径流颗粒污染物削减过程中,颗粒物质量浓度是判别污染物沉淀削减效应相对重要性的一个重要条件.通过对颗粒物低质量浓度入流条件下植草沟径流、颗粒、污染物削减效果开展实验监测,分析了不同种类污染物质量浓度、总量削减率与径流、颗粒物质量浓度、总量削减率之间的相关关系.结果表明,植草沟径流、颗粒、污染物总量削减效果明显,但颗粒与污染物质量浓度变化规律复杂,并对提高总量削减效果预报精度具有重要影响.颗粒物质量浓度变化主要与进口颗粒物质量浓度、出口流量、径流总量削减率等因素有关,经过多元回归建立了植草沟出口颗粒物质量浓度计算表达式.污染物质量浓度变化规律更为复杂,通过理论简化分析,建立了污染物总量削减率与径流总量、颗粒物总量削减率之间的二元线性关系,经回归分析表明,在颗粒物低质量浓度条件下,污染物总量削减率均主要与径流总量削减率有关.这主要与颗粒物质量浓度较低、对污染物吸附作用较小、污染物主要呈溶解态有关. 展开更多

关键词 植草沟 污染物 沉淀削减效应 颗粒物低质量浓度 溶解态

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城市路网汇流线性效应与Clark分布式单位线适用性检验

13

作者 申红彬 徐宗学 +1 位作者 王海周 张书函 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期62-69,共8页

模型适用性是水文模型应用需要考虑的一个重要问题。针对Clark分布式单位线模型,结合北京未来科技城北区城市路网降雨径流监测数据,通过模型模拟与效果评价(包括确定性系数R2、Nash-Sutcliffe效率系数NSE和总径流量相对误差RE),综合检... 模型适用性是水文模型应用需要考虑的一个重要问题。针对Clark分布式单位线模型,结合北京未来科技城北区城市路网降雨径流监测数据,通过模型模拟与效果评价(包括确定性系数R2、Nash-Sutcliffe效率系数NSE和总径流量相对误差RE),综合检验路网汇流的线性效应与Clark分布式单位线法的适用性。结果表明:径流流量模拟值与实测值变化趋势基本符合,确定性系数R2值在0.40~0.89之间,平均值为0.73;Nash-Sutcliffe效率系数NSE值在-0.77~0.87之间,平均值为0.26;总径流量相对误差RE值在-0.77~0.36之间,平均值为-0.18;总体模拟效果可以接受。其中,不同场次降雨径流模型评价指标变化与降雨强度密切相关,确定性系数R2值与Nash-Sutcliffe效率系数NSE值均随雨强的增大而逐步趋近于1,总径流量相对误差RE值则随雨强的增大而振荡趋近于0,说明模型效果随雨强增大而趋于优化、适用性程度不断提高,并间接反映出路网汇流的线性效应不断增强。 展开更多

关键词 水文模型 城市路网 汇流 Clark单位线 线性效应

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