北京城市副中心海绵城市建设对地下水影响分析

海绵城市通过透水铺装、下沉绿地和湿地花园等措施,增加了雨水入渗和地下水补给,减少了地表径流,影响了区域地表水-地下水交换作用过程,势必带来潜在的地下水污染风险.以北京市通州城市副中心为例,基于Hydrus-1D和MODFLOW建立包气带-饱和带耦合模型,实现地下水的水量与水质全过程模拟,并预测了城市化前、城市化现状、海...     

雨水花园集中入渗对地下水水位与水质的影响

作为低影响开发（Low Impact Developmet, LID）措施之一,城市雨水花园集中入渗雨水径流可增加对城区地下水的补给。根据一现场监测试验,研究了长期（监测期3年）及短期（降雨3天内）雨水花园入渗点及对照点地下水位与水质的变化,分析了集中入渗的效果和影响范围。结果表明:① 雨水花园对入渗区地下水位产生了显著影响（α=0.01）;② 氨氮（NH₄-N）在3年及雨后3日的观测值均显著小于对照值;总氮（TN）指标在短期增加显著,长期均值增加不显著。③ 硝态氮（NO₃-N）浓度在降雨后有所升高,但不显著,几个观测点浓度有增有减;总磷（TP）浓度的短期值和长期均值有增有减。对于类似研究区地下水位在2~3 m的情况,集中入渗雨水径流可有效补给地下水,对氮素影响明显,对磷影响有限。     

基于地质条件的海绵城市适宜设施类型选择

海绵城市建设过程中,根据城市所处区域的地形地貌、地质条件等特点,选择适宜的海绵城市设施类型是其关键问题之一。本研究以某航空港海绵城市拟建片区为研究对象,在广泛收集和分析研究区有关地质、水文地质资料的基础上对海绵城市建设影响因素进行分析,并建立指标评价体系;从地表适宜性、包气带适宜性以及含水层适宜性3个方面,选择7个影响因子作为海绵城市建设地质适宜性评价指标,利用层次分析法对各影响因子进行权重赋值;在对各影响因子分级评分的基础上,利用ARCGIS按照建立的指标评价体系进行加权叠加评分,根据评分结果选择海绵城市雨水管理的适宜设施。研究表明：地质与水文地质条件对雨水的入渗、地下储存和传导有显著影响,海绵城市建设应充分利用地质与水文地质条件,合理设计低影响开发（LID）工程设施的类型和建设方案;其中,包气带渗透性能和包气带厚度是海绵城市建设地质适宜性的最主要因素,决定着以雨水入渗为主要功能的LID设施建设的适宜性。     

地下污水管道泄漏对环境影响研究进展

地下污水管道的泄漏普遍存在.污水管道一旦泄漏,将会对土壤、地下水环境产生严重的影响.主要阐述了管道泄露的研究现状以及地下水入渗对地下水管的危害;总结了地下水管网泄露的种种原因;分析了污水管道泄露对地下环境的各种影响,主要表现为:改变土壤的理化性质,引起土壤污染,造成土壤富营养化,进而导致地下水污染,减少淡水资源,引起水土流失.     

海绵城市建设地下水补给计算研究进展

海绵城市建设通过改变流域下垫面条件来蓄滞雨洪,在减少城市雨水地表径流量、缓解城市内涝、补给地下水方面发挥了重要作用。在此过程中,增加流域雨水下渗量、利用雨水回补地下水是海绵城市建设的重要手段,也是雨水资源利用和缓解城市水资源短缺的重要举措。针对当前海绵城市建设中地下水回补量化的难题,本文对国内外适用于海绵城市建设中地下水补给量的计算方法进行了概述,分别介绍了各方法的基本原理、优缺点及适用情况,旨在为我国海绵城市建设地下水补给的效果评估提供参考。     

洛南新区建设对地下水环境的影响分析

洛南新区位于洛伊河盆地西部。新区建设前,该地段大部分为农田,大气降水、农灌回渗对地下水补给明显;新区建设后,大部分地段被建筑物、市政道路等覆盖,加上各种水系建设,对地下水环境产生了许多方面的影响。通过野外调查资料的分析,对这些影响进行探讨。结果认为:由于地面植被的改变,减少了土地裸露的面积,进而减少了降雨入渗及渠道、农灌回渗的补给量;水域景观及城市各种排放物的增加加大了地下水质遭受污染的机会;自备井开采量减少,开采更加集中;各种建筑对地下水径流及水源地保护区亦产生影响。提出调整水资源开采布局、控制建设中的污染、加强工业及生活污物的排放和处理、加强地下水的动态监测等。     

雨水花园对暴雨径流的削减效果

雨水花园能够有效地蓄渗雨水径流、降低城市发展对水环境的不利影响.根据在西安市开展的一项连续4年对雨水花园入流与出流水文过程的监测研究,分析了雨水花园对暴雨径流的削减效果,并根据花园内土壤入渗率及颗粒组分随时间的变化,讨论了雨水花园运行效果的可持续性.结果显示:蓄水深度为15 cm,汇流比为20:1的试验用雨水花园,在4年监测的28场降雨中,仅有4场暴雨径流汇入雨水花园后发生溢流,且溢流量很小;试验期内,有2年未发生溢流,雨水径流全部入渗;最多的1年发生溢流3次,但年径流削减率仍高达96.8%;导致雨水花园发生溢流的均为短历时高强度暴雨.研究中还发现,雨水花园土壤入渗率在4年运行期内没有显著变化,一直稳定在2.4 m/d左右,花园内表层土壤砂粒含量由7.36%增加到20.55%,而粉粒和黏粒的含量则相应降低.可见,研究区雨水花园能够显著减少暴雨径流,且入渗性能稳定,具有良好的应用前景.     

大孔隙对径流过程影响的研究进展

大孔隙流是土壤优先流的一种,在植被发育区土壤大孔隙比较常见,对径流形成过程产生重要的影响。介绍了大孔隙流的研究方法,系统总结了近50年植被发育区土壤大孔隙对降雨入渗过程及径流形成过程的影响:从水分入渗的角度,大孔隙可以加快降雨入渗过程;由土壤大孔隙流与山坡产流的关系,大孔隙促进了边坡雨水的运动进而引起了快速产流;世界范围内的研究都表明土壤管流或大孔隙流是径流组分重要贡献者。     

海绵城市需重视绿色设施及灰色设施建设

<正>海绵城市是一种形象的表述,国际通用术语为"低影响开发雨水系统构建",指的是城市像海绵一样,有降雨时能够就地或者就近"吸收、存蓄、渗透、净化"径流雨水、补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水"释放"出来并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加"自然"。传统城市建设模式主要依靠管渠、泵站     

海绵城市:让城市回归自然

<正>2014年10月,住房城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(以下简称《指南》),旨在指导各地推广和应用低影响开发建设模式,充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境。为此,特邀业内专家学者对     

浅谈水文地质勘查工作在海绵城市建设中的重要作用

海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓解作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。其本质是要实现有效的径流控制,不仅要从形成雨水径流的源头着手,而且要考虑城市“海绵体”的岩土性质,其渗透能力(降雨渗透系数)、储存雨水能力(地下含水层储存空间大小)及储存雨洪的危险性(诱发环境地质问题)等。这些问题与水文地质勘查工作密切相关,不可或缺,是海绵城市建设规划、设计前的最基础性工作。     

喀斯特裸坡土壤侵蚀模拟研究

文章通过人工模拟降雨试验,研究不同地下孔（裂）隙度、基岩裸露率和雨强对地表、地下产流、产沙的影响,其结果表明:（1）土壤侵蚀与地下孔（裂）隙度具有较高相关性,地表产流、产沙随地下孔（裂）隙度的增大而减小,而地下则相反;（2）坡面径流刚产生时,雨滴击溅和薄层水流冲刷,土壤细小颗粒堵塞其毛管空隙,渗漏率减小,而地表径流量增大,土壤团聚体被破坏、分散和迁移,降水与土壤渗漏率增大,地表径流量减小,雨滴击溅增强,如此循环,降水与土壤渗漏率呈波动性变化;总体而言,地表、地下悬移质均随降雨历时呈下降趋势,而地表推移质则相反,地表、地下产流量变幅较小,趋于平行;（3）地表产流、产沙量随基岩裸露率增大呈波动性变化,总体呈下降趋势;而地下产流、产沙量随基岩裸露率增大呈波动性变化,总体呈增大趋势;（4）在较小雨强30 mm/h时,地表只产生悬移质流失,没有产生推移质流失;地表、地下产流、产沙都是随雨强增大而增大;雨强由30 mm/h增大到150 mm/h,地表累积产流量为538.5 L,累积产沙量为2 393.81 g,地下累积产流量为207.8 L,累积产沙量为687.73 g,累积产沙量的递增速率比累积产流量的递增速率要大,地表产流、产沙的递增速率大于地下产流、产沙的递增速率;（5）各因子与土壤侵蚀间相关程度为:降雨历时>雨强>地下孔（裂）隙度>基岩裸露率。该实验有助于为喀斯特地区的水土流失研究、评价及制订石漠化治理措施提供理论依据。      

上方来水对坡面降雨入渗及土壤水分再分布的影响

在防止土壤侵蚀和雨后抑制蒸发的条件下,利用室内模拟降雨试验,研究了上方来水对坡面降雨入渗、湿润锋运移以及土壤水分再分布的影响。结果表明:对于初始含水量很低的土壤,与上方无来水相比,上方来水时降雨入渗过程中入渗率有一个上升的阶段,但平均入渗率反而降低;在降雨入渗初期,由于上方来水的沿程入渗,上方来水对坡面湿润锋运移的影响较大,但随后几乎没有影响,湿润锋的运移主要与基质势梯度有关;土壤水分沿坡面呈"波浪形"分布是坡面径流的波动性、上方来水(径流)的沿程入渗以及侧向沿坡向下流等综合作用的结果。     

桂林会仙湿地狮子岩地下河系统水循环对降水的响应

岩溶湿地是西南岩溶生态系统的重要调节器,对该地区的可持续发展有重要意义,而水循环作为维系岩溶湿地健康运转的核心因素,已经成为当前的研究热点。2020年4月15日—5月30日野外监测了桂林会仙湿地狮子岩地下河系统参数,采用水文动态分析与水均衡等方法,开展了地下河系统水循环研究。结果表明：（1）地表径流、土壤水、表层岩溶带...     

海绵城市建设地质条件适宜性研究 —以武汉市都市发展区为例

海绵城市建设中,地质条件对低影响开发措施的布设具有重要影响。本次研究以武汉市都市发展区为研究对象,在充分收集和整理武汉市城市地质调查数据基础上,分析地质条件对海绵城市建设影响机制,根据地质条件的蓄水、渗水、净水三大功能选取地面坡度、地层岩性、第四纪覆盖层厚度、地下水涌水量、表层土壤污染程度、植被覆盖率、距地表水系距离7个指标建立评价体系,利用层次分析法计算各指标权重,并对各单指标进行分级评分,借助Mapgis软件对各指标数据进行叠加分析。结果表明：武汉市都市发展区大部分为海绵城市建设地质条件适宜及较适宜区,且地层岩性和地表水系为主要影响指标,低影响开发措施布设时应该考虑地质条件的渗水和蓄水特性。     

前期土壤含水量对红壤坡面产流产沙特性的影响

利用田间人工模拟降雨试验,研究了前期土壤含水量对两种红壤坡面降雨入渗、产流和产沙特性的影响.结果表明:前期含水量越高,两种土壤都是产流越快,达到稳定径流和入渗的时间越短.低含水量区(干态和稍干),两种土壤的径流系数和入渗率都与降雨时间呈线性关系,并在60 min内达不到稳定.高含水量区(稍湿和湿态),两种土壤的径流系数、入渗率及产沙速率与降雨时间关系都符合Boltzmann(玻耳兹曼)方程;第四纪红粘土发育的红壤稍干态和红砂岩发育的红壤干态下的产沙速率在整个降雨过程中变化不明显,并都维持在较低水平;第四纪红粘土发育的红壤干态和红砂岩发育的红壤稍干态下的产沙速率随着模拟降雨的进行而大致以线性关系增大.土壤前期含水量越高,两种土壤坡地累tk积入渗量都越小,雨水转化为土壤水分的比率亦越小.     

Rainfall-induced landslides by deficit field matric suction in unsaturated soil slopes

Landslides are mainly triggered by decrease in the matric suction with deepening the wetting band by rainfall infiltrations. This paper reports rainfall-induced landslides in partially saturated soil slopes through a field study. A comprehensive analysis on Umyeonsan (Mt.) landslides in 2011 was highlighted. The incident involves the collapse of unsaturated soil slopes under extreme-rainfall event. Fundamental studies on the mechanism and the cause of landslides were carried out. A number of technical findings are of interest, including the failure mechanism of a depth of soil and effect of groundwater flow, the downward movement of wetting band and the increase of groundwater level. Based on this, an integrated analysis methodology for a rainfall-induced landslide is proposed in this paper that incorporates the field matric suction for obtaining hydraulic parameters of unsaturated soil. The field matric suction is shown to govern the rate of change in the water infiltration for the landslide analysis with respect to an antecedent rainfall. Special attention was given to a one-dimensional infiltration model to determine the wetting band depth in the absence of the field matric suction. The results indicate that landslide activities were primarily dependent on rainfall infiltration, soil properties, slope geometries, vegetation, and groundwater table positions. The proposed methodology has clearly demonstrated both shallow and deep-seated landslides and shows good agreement with the results of landslide investigations.     

长三角地区典型海绵设施水文效益试验研究

开展不同海绵设施在中国长三角气候模式下的水文效益研究, 对增强城市应对内涝能力从而提高城市对变化环境的适应性具有重要科学意义。选择国家首批海绵试点城市镇江海绵基地4种典型海绵设施作为研究案例, 采用径流系数、削减率、削峰率及洪峰流量等指标, 评估场次降雨与海绵设施出流相关性, 分析海绵设施在不同降水量级和降雨雨型下的水文性能, 以及运行时间对海绵设施水文效益的影响。结果表明: ①透水铺装类海绵设施的降雨—径流关系呈单一式; 而绿植类则表现为分段式, 即在场次降水量超过一定临界暴雨量之后关系线发生转折, 其中平均径流系数增加了8.4~38.5倍, 平均削峰率和削减率分别减少了50.4%和44.6%。②暴雨条件下不同海绵设施的产流能力和洪峰流量最大, 对径流总量消减能力及洪峰流量削减能力最弱, 且从暴雨到大雨变化规律比大雨到中雨变化规律更显著。③海绵设施的水文性能受到降雨雨型、平均降雨强度和最大单位降雨强度等因子多重复合影响。除雨水花园外, 其他海绵设施的径流系数对上述影响因子变化最为敏感, 洪峰流量次之, 削减率第3, 削峰率的敏感性显著低于前面三者。④车行透水砖运行1 a后, 其产流能力与洪峰流量分别显著增加1.7~2.1倍和1.9~2.5倍; 径流控制能力显著减弱, 其中消减能力降低了16%。