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基于高分影像的城市水体遥感综合分级方法

环境科学 2021年第5期42卷 2213-2222页

作者：杨子谦刘怀庆吕恒李云梅朱利周亚明李玲玲毕顺南京师范大学江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 生态环境部卫星环境应用中心北京100029

城市水体是城市生态系统中的重要组成部分,为此,针对城市水体提出了一种基于国产高分影像的水环境遥感综合评价方法.在2017~2019年间的南京、无锡、常州和扬州市等城市多次水体采样工作的基础上,分析了城市水体光谱特征与水质参数的相... 详细信息

城市水体是城市生态系统中的重要组成部分,为此,针对城市水体提出了一种基于国产高分影像的水环境遥感综合评价方法.在2017~2019年间的南京、无锡、常州和扬州市等城市多次水体采样工作的基础上,分析了城市水体光谱特征与水质参数的相应关系.基于国际标准的色度转换模型和FUI (forel-ule index)水色指数,构建了基于高分二号(GF-2)影像的适用于城市水体的U-FUI (urban forel-ule index)水色指数,实现了城市水体的遥感分级,独立的验证数据表明分级模型的识别正确率可达72%.结果表明,根据U-FUI水色指数可以将城市水体有效地分为U-FUIⅠ~U-FUIⅥ共6级水体,依次分别代表水色呈蓝色、浅绿色、深绿色、黄色、黄棕色以及灰黑色的水体.其中,U-FUI的Ⅰ级水体水质较好而在城市水体中少有分布,U-FUI的Ⅱ和Ⅲ级水体具有较高的叶绿素a浓度,U-FUI的Ⅳ和Ⅴ级水体的总悬浮物浓度和无机悬浮物浓度相对较高,U-FUI的Ⅵ级水体水质较差且水质参数与各级水体均有较大差异.同时,将该方法成功地应用于2018年4月9日南京市GF-2影像,结果显示南京市水体以U-FUIⅡ~U-FUIⅣ级水体为主,U-FUI的Ⅰ级、Ⅴ级和Ⅵ级水体在城市中的分布相对较少,空间分布特征与同期原位采样结果一致.

关键词：城市水体水色指数高分二号遥感分级水质参数

城市水体雨后污染特征及降雨污染快速净化对策

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中国给水排水 2024年第13期40卷 115-121页

作者：范波黄鹏孙永利张玮嘉李鹤男刘茜李檬田腾飞赵青中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300074

我国城市排水管道旱季颗粒物沉积严重,降雨期间在雨水冲刷作用下沉积污染物再悬浮进入水体,是导致城市水体返黑返臭的主要原因。降雨过程中,通过对某城市河道及入河排口的跟踪监测和实验,分析了城市水体雨后水质变化规律及污染特征,发... 详细信息

我国城市排水管道旱季颗粒物沉积严重,降雨期间在雨水冲刷作用下沉积污染物再悬浮进入水体,是导致城市水体返黑返臭的主要原因。降雨过程中,通过对某城市河道及入河排口的跟踪监测和实验,分析了城市水体雨后水质变化规律及污染特征,发现雨后河道溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP)均达到重度黑臭程度。三维荧光光谱显示,雨水排口降雨污染中的有机物以芳香蛋白类物质和微生物代谢产物为主,主要来源于生活污水和管道沉积微生物。排口出流沉降实验表明,雨水排口降雨污染具有颗粒物浓度高及易沉降的特征,沉降过程分为三个阶段,前5 min,对SS、COD、TP、TN的去除率可分别达到69.01%、32.54%、45.54%、28.55%,NH_(4)^(+)-N和PO_(4)^(3-)-P等溶解性污染物浓度无明显变化。基于上述特征,降雨污染快速净化方案需以去除颗粒物为核心,并应满足停留时间短、处理效率高、可间歇运行及快速启动等要求。

关键词：降雨污染城市水体返黑返臭管道沉积物快速净化

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城市水体底泥磷元素释放量化方法研究

环境科学与技术 2022年第3期45卷 58-63页

作者：田腾飞黄鹏刘钰赵青张岳秦松岩魏德东中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300074 天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300380

中国城市水体磷元素浓度普遍偏高,导致水体富营养化问题频发。底泥蓄存的磷向上覆水释放是水体中磷的重要来源,因此研究底泥磷元素释放规律和量化方法对水体富营养化的预测、预警以及控制措施的选择都有重要意义。采集北方城市某河道黑... 详细信息

中国城市水体磷元素浓度普遍偏高,导致水体富营养化问题频发。底泥蓄存的磷向上覆水释放是水体中磷的重要来源,因此研究底泥磷元素释放规律和量化方法对水体富营养化的预测、预警以及控制措施的选择都有重要意义。采集北方城市某河道黑臭底泥,采用静态模拟实验方法测定底泥中磷的释放量,实验时间延长至1 800 h。结果表明,底泥中磷元素向水体的释放不是一次完成的,而是多次释放和吸附沉积的周期性过程。基于上述发现提出了优化量化方法测定值的建议,优化后的量化精度提高了36.07个百分点。利用ICM infoworks水质模型软件对该河道水质进行模拟,并将优化后数据引入模型,纳什系数得到明显提高,测算结果更接近实测值的平均值,模型模拟结果可信度提高。

关键词：城市水体底泥释放吸附沉积磷元素周期性水质模型数值模拟

城市水体中微塑料的来源、赋存及其生态风险研究进展

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生态环境学报 2023年第2期32卷 407-420页

作者：李海燕杨小琴简美鹏张晓然北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心北京建筑大学北京100044 北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044

微塑料是一种高度多样化的污染物,形态各异、组成复杂且具有生物难降解性,导致的环境污染问题引起了广泛关注。已有的文献主要总结了海洋和淡水系统中微塑料的赋存特征和危害,城市水体是内陆淡水环境的重要组成部分,和人类生产和生活息... 详细信息

微塑料是一种高度多样化的污染物,形态各异、组成复杂且具有生物难降解性,导致的环境污染问题引起了广泛关注。已有的文献主要总结了海洋和淡水系统中微塑料的赋存特征和危害,城市水体是内陆淡水环境的重要组成部分,和人类生产和生活息息相关。目前缺乏对城市水体中微塑料来源、赋存特征和生态风险的系统归纳。该文概括了这几方面的研究,得出如下的若干结果。城市水体中的微塑料可通过污水处理厂排水、地表径流、合流制溢流、塑料设施老化释放、大气沉降等进入水环境。主要赋存类型为PP(聚丙烯)和PE(聚乙烯),其丰度、类型、尺寸和颜色的赋存受叠加的人为因素影响,包括降雨季节变化、土地利用类型和城市化工业化程度。微塑料可对水生生物造成危害,并与众多污染物发生协同效应,最终通过食物链危害人体健康,具有一定的生态风险。目前主要采用生态风险指数法对城市水体中微塑料进行评价,评价结果多为低风险。此外,国内外为减少城市水环境微塑料提出的许多管理措施,在一定程度上缓解了微塑料污染。最后,该文对城市水体中微塑料研究进行了展望,其内容包括建立源解析方法,阐明各污染源对水体微塑料污染的贡献;加强微塑料和其它污染物的协同赋存与污染特征以及纳米塑料检测方法的研究;建立科学系统的方法评价影响城市水体微塑料赋存的因素,如城市土地使用量、下水道网络的扩充、排水系统容量增加等;深入研究微塑料对水生态系统功能的影响,包括碳/氮循环等生物地球化学循环。此外,该文认为,全面评价城市水体中微塑料的生态风险应重视微塑料进入食物链后的放大和累积效应。

关键词：城市水体微塑料来源赋存环境风险

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城市水体功能定位与水质控制标准制定技术

中国给水排水 2014年第4期30卷 25-31页

作者：孙傅刘毅曾思育董欣清华大学环境学院北京100084

针对目前我国城市水环境规划和管理中城市水体功能定位不明确及水质控制标准不完善的问题,构建了城市水体功能定位和水质控制标准制定技术框架。城市水体功能定位技术既可以实现城市水体功能定位与现有水(环境)功能区划和城市规划的相... 详细信息

针对目前我国城市水环境规划和管理中城市水体功能定位不明确及水质控制标准不完善的问题,构建了城市水体功能定位和水质控制标准制定技术框架。城市水体功能定位技术既可以实现城市水体功能定位与现有水(环境)功能区划和城市规划的相互衔接,又可以保证城市水体功能定位工作的有效覆盖。基于水体功能风险识别与模拟的城市水体水质控制标准制定技术可用于建立与水体功能相匹配的城市水体水质指标体系和控制标准,应用该技术提出的城市景观水体水质控制标准具有较好的合理性,能够综合体现水体的水质特征和公众的主观感知。

关键词：城市水体景观功能水质控制标准

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一种城市水体感官质量的评价方法

环境科学学报 2020年第12期40卷 4598-4602页

作者：朱强潘杨夏坚贾海峰席劲瑛清华大学环境学院北京100084 清华苏州环境创新研究院苏州215163 苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215002 苏州市水务局苏州215011

随着水十条的颁布实施,大量城市水体水质得到显著提升,而目前的水质分级评价方法难以反映城市水体的感官质量提升.本研究选择苏州市区23个城市水体采样点,通过定期监测获得了774套水质与感官评价数据.在此基础上,提出了一种符合城市水... 详细信息

随着水十条的颁布实施,大量城市水体水质得到显著提升,而目前的水质分级评价方法难以反映城市水体的感官质量提升.本研究选择苏州市区23个城市水体采样点,通过定期监测获得了774套水质与感官评价数据.在此基础上,提出了一种符合城市水体特点的感官质量评价方法.通过考察城市水体感官质量与不同水质指标的相关性,筛选出了氧化还原电位、浊度、氨氮、溶解氧作为表征城市水体感官质量的特征性指标,并确定了不同指标水体分级的浓度限值,通过插值计算以及加权平均的计算方法,建立了城市水体感官愉悦度指数(WCI)评价方法.对该评价方法进行了验证,发现依据水质指标计算得到的WCI与现场人员感官评价结果相对误差小于40%的样本占总样本量的93%.研究结果表明,该方法可用于平原河网地区城市水体感官质量的评价,并为地方水体修复治理效果评价和公众休闲娱乐提供指导.

关键词：城市水体感官质量感官愉悦度指数

城市水体对局地热湿气候影响的CFD初步模拟研究

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建筑科学 2011年第8期27卷 90-94页

作者：宋晓程刘京叶祖达郭亮哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 奥雅纳工程咨询(上海)有限公司上海200031

包括河流、小型景观湖泊等在内的城市水体表面与城市大气之间的热湿交换是影响城市局地热湿气候的重要因素之一。本文以某国际商务城规划项目为研究对象,进行了包括城市水体及周边复杂建筑群落在内的CFD三维计算模拟,模拟中导入了水体... 详细信息

包括河流、小型景观湖泊等在内的城市水体表面与城市大气之间的热湿交换是影响城市局地热湿气候的重要因素之一。本文以某国际商务城规划项目为研究对象,进行了包括城市水体及周边复杂建筑群落在内的CFD三维计算模拟,模拟中导入了水体表面与大气之间热湿交换的简易计算方法并考虑了太阳辐射影响。通过CFD模拟对城市水体周边风场、湿度场和温度场分布进行了分析评价。模拟结果表明,城市水体本身的形态分布和水体周边的建筑高度和布局对局地热湿气候的影响很大。

关键词：城市水体局地热湿气候太阳辐射建筑群 CFD模拟

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城市水体黑臭预警方法构建与应用

城市水体黑臭预警方法构建与应用

作者：王忠志天津理工大学

学位级别：硕士

城市黑臭水体具有溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）低,有机物、氨氮（NH-N）浓度高等特点,通常伴有水体发黑和异味的现象,对人居环境和河流生态系统有不利影响。城市黑臭河道治理现阶段仍存在返黑返臭风险,构建预警方法有利于提前预... 详细信息

城市黑臭水体具有溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）低,有机物、氨氮（NH-N）浓度高等特点,通常伴有水体发黑和异味的现象,对人居环境和河流生态系统有不利影响。城市黑臭河道治理现阶段仍存在返黑返臭风险,构建预警方法有利于提前预警黑臭复发,有效降低水体黑臭的环境影响。作为长效保障机制中的重要手段,开展涵盖预警指标筛选、预警等级划分的黑臭预警方法研究尤为重要。本文通过模拟黑臭水体开展了水体黑臭过程临界值实验、黑臭预警指标筛选实验以及水体黑臭过程微生物群落变化实验,将化学需氧量（COD）确定为水体黑臭边界条件指标,ORP、DO确定为黑臭表征指标,通过划分预警等级以及采用Shape-based BS算法构建黑臭预警方法,并将其应用于曲线分析,实现水体黑臭预警,同时采用综合化学指标法及生物指标评价法进行水体黑臭风险安全评价。实验结论如下:（1）水体黑臭临界条件判定。有机质和氨氮是间接导致水体黑臭的关键水质指标。假设COD和氨氮是黑臭临界条件,设计实验研究COD和氨氮与水体黑臭的相关性,并开展验证研究,实验结果表明,氨氮与ORP、DO两项表征指标的敏感度较低,不宜作为预警指标;而COD与ORP、DO变化存在较强的相关性,随着COD浓度的增加,水体黑臭风险增大,黑臭程度也越明显,可以作为水体黑臭预警的临界指标。当COD水体基本不会发生黑臭现象;当COD>52 mg/L时,水体大概率会发生黑臭;当30 mg/L

关键词：城市水体返黑返臭预警指标特征曲线预警方法

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城市水体环境设计研究

城市水体环境设计研究

作者：徐云辉湖南大学

学位级别：硕士

城市中的水体是城市生态系统的重要组成。城市往往“因水而生”,许多城市,或依山或傍水,或兼得山水为其整体环境的依托。城市是区域山水基质上的一个斑块。城市之于区域自然山水格局,犹如果实之于生命之树。因此,城市扩展过程中,维护区... 详细信息

城市中的水体是城市生态系统的重要组成。城市往往“因水而生”,许多城市,或依山或傍水,或兼得山水为其整体环境的依托。城市是区域山水基质上的一个斑块。城市之于区域自然山水格局,犹如果实之于生命之树。因此,城市扩展过程中,维护区域山水格局和大地机体的连续性和完整性,是维护城市生态安全的一大关键。随着我国现代化城市建设的发展,提升城市的品质,改善市民的生活质量,成为城市规划及城市设计重要议题。城市水体环境的保复、利用和开发受到越来越多的重视。本文以城市水体的环境景观为研究范畴;着重从城市水体环境设计的微观角度,分析城市水体环境,对建构城市水体环境的理论原则和方法体系进行了较为全面而深入的研究。全文分为六章,第一章简述城市水体环境设计的背景、研究目的和意义、概念和研究范围、研究方法和研究框架;第二章从人与水、城市与水的密切关系,分析城市发展中城市水体环境的变化,探讨城市水体环境的问题和相关理论;第三章对城市水体环境设计的目标和对象进行界定,并从城市水体环境塑造的角度对城市水体进行了分类,并阐述城市水体环境设计的原则;第四章从城市生态学的角度,借助水利学、土木工程学等学科的研究手段和分析方法,讨论城市水体环境建构生态工程,及生态水体环境塑造的方法;第五章提出了较为系统的城市水体空间环境塑造的方法。第六章主要提出人文、经济对城市水体环境塑造的影响。本文以生态学、建筑学和社会学的理论为基础,并借鉴土木工程学、经济学、环境艺术学等科学的基础理论,深度论述了城市水体环境的特征及其设计规律;同时也结合一些典型工程案例讨论我国目前相关工程的现状与建设经验,并与国外的成功案例进行比较,进而提出了切实符合人们心理和情感需求的环境建构理论和方法体系,以期对城市水体环境的规划建筑和环境景观设计实践、创造良好的生态城市空间提供理论与实践的启示及方法。

关键词：城市水体环境生态景观组成社会经济