上海中心城区土地利用土地覆被变化的环境水文效应研究

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1、华东师范大学博士学位论文上海中心城区土地利用/土地覆被变化的环境水文效应研究姓名：程江申请学位级别：博士专业：环境科学指导教师：杨凯20070501●囊峄赫土■2007届博士学位论文摘要在明显初期效应，是造成雨后城区地表水体遭受冲击性污染的主要原因。室内外不同土地利用／土地覆被类型削减降雨径流污染物的实验表明，城市绿地具有显著的削减降雨地表径流污染物的效应：①室内有覆被植物和无覆被植物两种条件下，土壤含水层处理系统削减降雨地表径流污染物的实验结果表明，在论文限定的实验边界条件下，高度lm左右的土壤柱对服务面积

2、1．09～2．75倍于绿地面积汇水域内，在设计暴雨重现期为0．5年、1年、3年和5年，连续降雨1h条件下形成的低、中和高污染物浓度的城市降雨径流具有良好的削减效应，CODcr、NI-13-N和TP总体平均削减率分别达到35．27％、60．12％和65．37％。土地覆被、污染物浓度、土层厚度以及水力停留时间是影响土壤含水层处理系统运行效率的主要因子。②室外覆被植物土地对降雨地表径流污染物的削减实验表明，CODc，、Nil，-N和TP平均削减率分别达到52．21％、48．98％和47．35％，较室内有覆被植物土壤

3、含水层处理系统CODc,削减率提高约20％，NI-13-N和TP分别下降约lO％和16％。由于降雨径流进入绿地后水力停留时间较短，导致CODc，、NH3-1'4和TP的去除机理主要是渗滤介质的机械过滤与吸附等物理作用，上述物理作用与微生物较弱的降解作用共同造成室外CODc，、NI'I，-I'4和TP的削减规律符合一级反应动力学模式，污染物进水浓度对其削减率的影响不显著。降雨强度对污染物削减效率有一定影响，具体表现为小雨和中雨的污染物削减率要高于大雨时。(4)基于德国、美国和日本等城市降雨径流利用和管理经验，从

4、降雨径流“零增长”和径流污染物“减量化”两个角度提出了城市降雨径流“生态排水”理念，强调采取工程性与非工程管理性措施相结合的方法，尽可能增加城市降雨径流就地入渗量、削减径流污染物，以“生态排水”的方式达到维持城市水文过程良性循环的目的。基于城市“生态排水”理念，以优化城市土地利用／土地覆被类型和格局为基础，从削减水量和控制水质两个层面构建了城市“生态排水”的最佳管理措施，通过生态化、非工程强排水型措施促进城市降雨径流生态型排水。尝试构建了以法律法规政策的保障机制、经济杠杆的激励机制、技术手段的运用机制和管理制

5、度的调控机制为主体框架的“生态排水”型城市雨水资源综合利用体系。关键词：土地利用，土地覆被变化；环境水文效应；中心城区；城市化；上海年毫坪赫太謦2007届博士学住论文ABSl]艮姐ABSTRACTLanduseandlandcoverchange0--ucc)researchwasoneofadvanceandhotareaofthe掣obalchangeresearches．Fastdevelopmentofurbanizationleadtocontinuousexpansionofcitysize,an

6、dhigh-intensityhumanactivitychangedlanduseandlandcovertypegreatly．Hydrologirprocesswaschangeddramaticlybythesecondnaturesetupincitywhiehwasdifferenttonaturegroundsurface．SohydrologyresponsetoLUCCcausedbyhumanactivitybecameabetterresearchsubject．Baesd011theg

7、rosssubjectsoferwironmentalscience，ecologyandhydrology,revolvedaroundtwopoints(hydrologyeffectsduetoLUCCandrunoffpollutionredueeing)，bothtlaeoretiealandpracticalaspemrelatedtoenvironmentalhydrology'effectsduetoLUCCinthecenterurbanofShanghaiwerediscussed．and

8、anoptimumadjustablestrategyoflanduseandlandcover呻eincitywasrebuiltbasedontheconceptionofecologicaldrains．Themainresearchconclusionsofthispaperweresummarizedasfollows：(1)Duringrescent50yearsincenterurba