城市降雨徑流污染與河岸帶生態(tài)阻控機制研究

以城市降雨徑流為代表的面源污染是目前制約我國東部沿海城市水環(huán)境質(zhì)量進一步改善和提升的突出環(huán)境問題，而在城市河岸帶生態(tài)修復(fù)和重建過程中，如何在極其有限的空間范圍內(nèi)*限度地提高河岸帶對初期雨水徑流污染物的削減能力則是關(guān)鍵技術(shù)之一。陳振樓、畢春娟、王東啟、許世遠(yuǎn)編著的《城市降雨徑流污染與河岸帶生態(tài)阻控機制研究》介紹了城市降雨徑流污染的形成機制和污染負(fù)荷、城市河岸帶氮磷等污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程及其截留阻控機制，以及城市生態(tài)濾岸技術(shù)對氮磷等污染物的阻控能力和機制等方面的*研究成果，可為我國城市面源污染控制過程中城市河岸帶的近自然生態(tài)修復(fù)和重建提供科學(xué)的技術(shù)參考和理論依據(jù)。

本書可供環(huán)境科學(xué)工作者閱讀，也可為環(huán)境保護、環(huán)境規(guī)劃、景觀設(shè)計、城市水文與生態(tài)建設(shè)的管理和技術(shù)人員提供參考，還可以作為環(huán)境科學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境工程等本科和研究生環(huán)境類課程的參考書。

前言

第一章 國內(nèi)外研究進展綜述

第一節(jié) 城市降雨徑流污染特征

一、城市降雨徑流產(chǎn)流與污染過程

二、城市降雨徑流中氮污染物的遷移與轉(zhuǎn)化

三、城市降雨徑流中磷污染物的遷移與轉(zhuǎn)化

四、城市降雨徑流中重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化

五、城市降雨徑流中多環(huán)芳烴的遷移與轉(zhuǎn)化

第二節(jié) 河岸帶氮磷截留轉(zhuǎn)化過程與機制

一、河岸帶對農(nóng)田地表徑流氮磷的截留過程

二、河岸帶土壤中氮的硝化一反硝化過程

三、河岸帶土壤中磷的遷移與轉(zhuǎn)化過程

第三節(jié) 城市降雨徑流污染阻控技術(shù)

一、物理阻斷工程技術(shù)

二、生態(tài)化學(xué)阻控工程技術(shù)

三、組合阻控工程技術(shù)

第二章 研究區(qū)概況

第一節(jié) 自然環(huán)境概況

一、上海自然環(huán)境

二、溫州自然環(huán)境

第二節(jié) 社會經(jīng)濟概況

一、上海社會經(jīng)濟概況

二、溫州社會經(jīng)濟概況

第三節(jié) 城市河流污染與河岸帶概況

一、上海河流污染與河岸帶概況

二、溫州河流污染與河岸帶概況

第三章 城市降雨徑流產(chǎn)生機制與污染特征

第一節(jié) 城市降雨徑流樣品采集與分析

一、降雨與地表徑流采樣點布設(shè)

二、樣品采集方法

三、降雨與地表徑流樣品分析測試方法

第二節(jié) 城市降雨及其地表徑流產(chǎn)流特征

一、降雨特征

二、降雨地表徑流產(chǎn)流特征

三、降雨與地表徑流理化參數(shù)變化特征

第三節(jié) 城市降雨徑流污染特征

一、場次降雨徑流污染物平均濃度（EMC）

二、CODCr和BOD5

三、氮

四、磷

五、重金屬

六、多環(huán)芳烴

第四節(jié) 城市降雨徑流中污染物初期沖刷效應(yīng)

一、初期沖刷效應(yīng)定義

二、初期沖刷效應(yīng)判定模型

三、降雨徑流中TSS的初期沖刷效應(yīng)

四、降雨徑流中CODCr與BOD5的初期沖刷效應(yīng)

五、降雨徑流中氮的初期沖刷效應(yīng)

六、降雨徑流中磷的初期沖刷效應(yīng)

七、降雨徑流中重金屬的初期沖刷效應(yīng)

八、降雨徑流中多環(huán)芳烴的初期沖刷效應(yīng)

九、小結(jié)

第四章 城市降雨徑流污染負(fù)荷估算

第一節(jié) 非點源污染負(fù)荷模型概述

一、SWMM模型

二、STORM模型

三、USLE模型

四、輸出系數(shù)法模型

第二節(jié) 城市降雨徑流小匯流區(qū)SWMM模型構(gòu)建

一、SWMM模型及其應(yīng)用

二、子匯水區(qū)劃定

三、管網(wǎng)概化

四、參數(shù)率定

五、模型構(gòu)建

第三節(jié) 城市降雨徑流污染負(fù)荷估算實證研究

一、溫州山下河匯流區(qū)污染負(fù)荷估算及特征分析

二、溫州九山外河匯流區(qū)污染負(fù)荷估算及特征分析

第五章 城市河岸帶土壤氦磷的遷移轉(zhuǎn)化過程

第一節(jié) 城市河岸帶資源環(huán)境基本特征

一、城市河岸帶結(jié)構(gòu)

二、城市河岸帶土壤理化性質(zhì)

三、城市河岸帶植被分布特征

第二節(jié) 城市河岸帶土壤氮的礦化和硝化過程

一、材料與方法

二、城市河岸帶土壤氮的凈礦化速率

三、城市河岸帶土壤氮的凈氨化速率

四、城市河岸帶土壤氮的凈硝化速率

第三節(jié) 城市河岸帶土壤氮的反硝化過程

一、材料與方法

二、城市河岸帶土壤反硝化速率分布特征

三、環(huán)境因子對城市河岸帶土壤反硝化作用的影響

四、城市河岸帶土壤反硝化潛力的可控因子室內(nèi)模擬

第四節(jié) 城市河岸帶土壤溫室氣體的排放通量

一、材料與方法

二、氣象條件和土壤理化特征

三、城市河岸帶土壤N2O、CH4和CO2排放通量變化

四、城市河岸帶土壤N2O、CH4和CO2排放通量的影響因素

第五節(jié) 城市河岸帶土壤磷的分布累積過程

一、材料與方法

二、城市河岸帶土壤理化特征

三、城市河岸帶土壤磷的空間分布特征

四、影響城市河岸帶土壤磷分布累積的環(huán)境因子

第六節(jié) 城市河岸帶土壤磷的吸附—解吸過程

一、材料與方法

二、城市河岸帶土壤磷的吸附—解吸特征

三、環(huán)境因子對城市河岸帶土壤磷吸附特征的影響

第六章 城市河岸帶對降雨徑流氮磷的阻控能力

第一節(jié) 現(xiàn)場觀測和試驗方法

一、野外徑流試驗場建設(shè)

二、土壤入滲率觀測方法

三、氮阻控的現(xiàn)場試驗方法

四、磷阻控的現(xiàn)場試驗方法

第二節(jié) 城市河岸帶對降雨徑流中氮的阻控能力

一、長風(fēng)綠地土壤剖面理化特征

二、城市河岸帶對天然降雨中氮的阻控能力

三、城市河岸帶對模擬徑流中氮的阻控能力

四、討論

第三節(jié) 城市河岸帶對降雨徑流中磷的阻控能力

一、城市河岸帶對模擬徑流中磷的阻控能力

二、滲濾過程中城市河岸帶土壤磷的遷移轉(zhuǎn)化

三、小結(jié)

第七章 城市河岸帶面源污染生態(tài)阻控技術(shù)

第一節(jié) 多層介質(zhì)生物滲濾技術(shù)

一、技術(shù)研發(fā)背景

二、材料與方法

三、不同比例濾料小型填充柱對氮磷的去除效率

四、不同比例濾料中型填充柱對污染物的去除效率

五、小結(jié)

第二節(jié) 生態(tài)箱護岸凈化技術(shù)

一、技術(shù)研發(fā)背景

二、生態(tài)箱凈水系統(tǒng)設(shè)計

三、生態(tài)箱凈水系統(tǒng)對徑流污染物凈化效果

四、小結(jié)

第三節(jié) 原位下滲凈化技術(shù)

一、技術(shù)研發(fā)背景

二、材料與方法

三、原位下滲凈化系統(tǒng)對徑流污染物的凈化效果

四、小結(jié)

第四節(jié) 多級微孔跌水曝氣凈化技術(shù)

一、技術(shù)研發(fā)背景

二、材料與方法

三、跌水曝氣強化凈化系統(tǒng)對徑流污染物的凈化效果

四、跌水曝氣強化凈化技術(shù)在城市面源污染阻控中的應(yīng)用方案

五、小結(jié)

第八章 城市河岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)

第一節(jié) 城市河岸帶生態(tài)修復(fù)概述

第二節(jié) 城市河道硬質(zhì)型生態(tài)濾岸技術(shù)

一、城市硬質(zhì)型河岸帶生態(tài)修復(fù)模型設(shè)計方案

二、生態(tài)修復(fù)模型對徑流中污染物的去除效果

三、生態(tài)修復(fù)模型在城市硬質(zhì)型岸帶的應(yīng)用方案

四、小結(jié)

第三節(jié) 城市河道自然型生態(tài)濾岸技術(shù)

一、城市自然型河岸帶生態(tài)修復(fù)模型設(shè)計方案

二、生態(tài)修復(fù)模型對徑流中污染物的去除效果

三、生態(tài)修復(fù)模型在城市自然型岸帶的應(yīng)用方案

四、小結(jié)

參考文獻 2100433B

陳振樓、畢春娟、王東啟、許世遠(yuǎn)編著的《城市降雨徑流污染與河岸帶生態(tài)阻控機制研究》選取了上海蘇州河流域和溫州溫瑞塘河流域等若干典型城市河岸帶，對河岸帶匯水區(qū)地表雨水徑流的污染形成機制和污染負(fù)荷，以及河岸帶氮磷營養(yǎng)鹽的截留阻控機制進行了系統(tǒng)研究。在此基礎(chǔ)上，研制了城市降雨徑流多介質(zhì)滲濾凈化系統(tǒng)、城市直立岸帶生態(tài)箱凈水系統(tǒng)、城市雨水原位下滲凈化系統(tǒng)和單級、多級微孔跌水曝氣凈化系統(tǒng)4種生態(tài)阻控技術(shù)，可應(yīng)用于不同類型的河岸帶改造方案中，對改善河岸帶生態(tài)走廊功能、削減地表徑流氮磷等對水體的污染負(fù)荷，具有重要的實際應(yīng)用前景和良好的社會經(jīng)濟效益。針對城市降雨徑流的污染物來源廣泛、水量大、空間分布不均勻等性質(zhì)，以及城市河岸帶狹窄、硬質(zhì)化、植被類型單一、生態(tài)環(huán)境功能下降等特點，分別研發(fā)了城市河道硬質(zhì)型河岸生態(tài)濾岸技術(shù)和城市河道自然型河岸生態(tài)濾岸技術(shù)，利用中試裝置分別探討了兩項生態(tài)濾岸技術(shù)對面源徑流污染物的凈化效率和機制，試圖通過對城市河岸帶進行生態(tài)化改造，在不破壞河岸帶原有社會功能前提下增加其環(huán)境功能。

前言

第1章　緒論

1.1　研究目的與意義

1.2　研究進展與發(fā)展趨勢

1.3　主要研究內(nèi)容及方法

第2章　生態(tài)河岸帶的概念與功能

2.1 生態(tài)河岸帶的概念

2.2　生態(tài)河岸帶的功能

2.3　生態(tài)河岸帶的功能區(qū)劃

第3章　生態(tài)河岸帶的邊緣效應(yīng)

3.1　水動力邊緣效應(yīng)

3.2 生態(tài)邊緣效應(yīng)

3.3　文化與經(jīng)濟邊緣效應(yīng)

第4章　生態(tài)河岸帶綜合評價指標(biāo)體系

4.1　生態(tài)河岸帶綜合評價內(nèi)容及特點

4.2　生態(tài)河岸帶的影響因素

4.3 生態(tài)河岸帶綜合評價指標(biāo)體系的建立

4.4　指標(biāo)值的獲取方法

第5章 生態(tài)河岸帶綜合評價方法及評價模型

5.1　生態(tài)河岸帶綜合評價方法的選擇

5.2　生態(tài)河岸帶綜合評價體系結(jié)構(gòu)

5.3 生態(tài)河岸帶綜合評價的方法模型

5.4　生態(tài)河岸帶綜合評價的等級劃分

5.5　評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及隸屬度模型

第6章　河岸帶生態(tài)修復(fù)接木

6.1　傳統(tǒng)河岸帶建設(shè)方式的負(fù)面影響

6.2　河岸帶生態(tài)修復(fù)模式

6.3　河岸帶生態(tài)修復(fù)材料的選擇

6.4　河岸帶生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)的試驗研究

第7章　生態(tài)河岸帶的管理與規(guī)劃

7.1　生態(tài)河岸帶管理的含義與特點

7.2　生態(tài)河岸帶的管理體系與保障機制

7.3　生態(tài)河岸帶的規(guī)劃

第8章　基子GIS的生態(tài)河岸帶建設(shè)與管理

8.1　GIS的概述

8.2　GIS在生態(tài)河岸帶建設(shè)管理中的應(yīng)用

8.3　生態(tài)河岸帶的數(shù)據(jù)類型及特征

8.4　生態(tài)河岸帶綜合評價與GIS的耦合

8.5　生態(tài)河岸帶綜合評價GIS的設(shè)計與實現(xiàn)

第9章　淮河入江水道河岸帶生態(tài)綜合評價與治理

9.1　淮河入江水道的概況

9.2　淮河入江水道河岸帶生態(tài)綜合評價

9.3　存在的問題及生態(tài)治理

第10章　結(jié)語

10.1　結(jié)論

10.2　研究展望

參考文獻 2100433B

基于城市建設(shè)對降雨徑流控制和管理的需求，著眼于城市防汛、污染物削減和生態(tài)市建設(shè)等，借鑒西方國家在利用LID-BMPs措施控制城市降雨徑流方面的經(jīng)驗和總結(jié)我國在該領(lǐng)域的探索和實踐，研究各類LID-BMPs措施的技術(shù)經(jīng)濟特征，建立我國城市降雨徑流控制LID-BMPs數(shù)據(jù)庫；構(gòu)建基于場地自然、社會特征的LID-BMPs措施篩選指標(biāo)體系，開發(fā)面向規(guī)劃設(shè)計人員的LID-BMPs篩選專家系統(tǒng)；集成城市降雨徑流專業(yè)模擬模型、優(yōu)化模型、GIS、數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)等技術(shù)，建立城市降雨徑流LID-BMPs措施規(guī)劃情景模擬與優(yōu)化系統(tǒng)；研究基于場地信息篩選出的各種LID-BMPs措施之間耦合和集成優(yōu)化，結(jié)合場地建設(shè)規(guī)劃、景觀方案等，從選址、布局方面給出LID-BMPs規(guī)劃情景方案，利用開發(fā)的規(guī)劃情景模擬與優(yōu)化系統(tǒng)進行情景模擬、優(yōu)化和功效分析。最后以在建的蘇州市桃花塢唐寅文化故居區(qū)作為研究對象，進行實證研究。

生態(tài)河岸帶是一個特殊的地理區(qū)域，它是水域生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進行物質(zhì)、能量、信息交換的一個重要過渡帶，是兩者間相互作用的重要紐帶和橋梁。它具有重要的生態(tài)價值、經(jīng)濟價值和文化價值。本課題針對實際生產(chǎn)的需要，在已有研究成果的基礎(chǔ)上，從生態(tài)河岸帶的邊緣特征分析出發(fā)，采用野外觀測與室內(nèi)試驗相結(jié)合的方法，闡明生態(tài)河岸帶的水動力邊緣效應(yīng)、生態(tài)邊緣效應(yīng)、削污效應(yīng)等邊緣效應(yīng)機理，運用偏最小二乘法，建立生態(tài)河岸帶適宜寬度數(shù)學(xué)模型，并利用VC 和MapObjects，研制生態(tài)河岸帶寬度仿真GIS系統(tǒng)，結(jié)合南京市溧水縣白馬河的具體情況，計算該河道生態(tài)河岸帶適宜寬度大小，并通過專題地圖，直觀給出各河段河岸帶的適宜區(qū)域。本課題研究可以為保護河岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、維護生態(tài)健康、控制面源污染提供理論基礎(chǔ)，為河岸帶設(shè)計中確定生態(tài)河岸帶適宜寬度提供定量計算依據(jù)，為河道管理中河岸線的劃定提供理論依據(jù)。 2100433B