基于低影响开发的城市高密度区域雨洪蓄渗演化机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41672230
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0702.环境水科学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The development of new urban zones and the expansion of related ceaselessly growing infrastructures have greatly increased impermeable, macadamized, hard, dry and inhospitable surfaces, and reduced the porous zones that naturally absorb rainwaters, which have modified the water cycle process irreversibly. It has increased peak flows generated by thunderstorms and heavy rains, clogging collections networks and increasing the runoff volume that flows into the waterways. This organization of the urban hydraulic networks has shown its limits and inability to contain the flow it is required to manage. In order to solve these problems, Low Impact Development (LID) or “sponge city” is put forward as one of the 100 major projects in the future of China. It is an innovative stormwater management approach which seeks to maintain or replicate the natural hydrologic patterns of urban sites, however, the applicability of the LID technologies learned from foreign experiences is not systematically recognized and evaluated, especially for urban high density area with relatively thin vadose zone. These problems are of importance and urgency to China. This proposed research project will select a typical high-intensity urban area in Shanghai as the research area. The mechanisms of stormwater infiltration and rainfall-runoff transformation will be considered systematically by multiple methodologies including field observation, physically-based model simulation and numerical simulation. The analytical model and mathematical expression proposed in this project provide important theoretical basis for the construction of LID urban stormwater management, and technically support construct the “sponge city” in China in the future.
城市化的快速发展造成了城市水文特性的改变,使得雨水滞留与调蓄功能下降,地表地下水相互作用更复杂,雨洪灾害日趋严重。为解决此问题,中国将建设海绵城市列为未来五年计划实施的100个重大项目之一。目前,参考国外经验的低影响开发技术,在国内的适用性特别是在高密度区域运用效果如何?地下水埋深与低影响开发措施相互影响如何?这已成为迫切需要解决的难题。本研究以上海城区内的典型高密度区域为研究区域,采用现场观测、物理模型试验和数值模拟等方法,系统开展城市高密度区域雨洪量响应、低影响开发关键影响因子研究,探索产流机制和地表地下水相互作用规律,改进低影响开发雨洪蓄渗数学模型,弥补原有模型未考虑地下水的缺陷,完善地表地下水相互作用下雨洪蓄渗演化的理论体系,解决低影响开发适用性数值模拟的关键技术问题。揭示基于低影响开发的城市高密度区域雨洪蓄渗演化机理。预期成果将为建设高密度区域海绵城市提供理论依据和技术支撑。

结项摘要

随着城市化进程不断加快,城市地区水问题日益突出,极端降雨易造成洪涝灾害,地表水体质量恶化。不同强度的雨洪作用下携带重金属污染物的地表水会经过土壤下渗到地下水中,对地下饮用水水质造成影响。探究城市高密度区域雨洪蓄渗过程中重金属污染物迁移演化机理对开展基于低影响开发技术的海绵城市建设、解决城市地区雨洪下渗造成的水安全问题具有重要意义。本项目以上海地区典型土壤地下水条件、重金属污染物为研究对象,采用现场取样、室内试验及数值模型等方法,开展了系统性的研究,旨在探明雨洪蓄渗过程中低影响开发关键因子,如胶体颗粒非吸附携带作用、矿物金属元素对重金属污染物的形态转化作用、地表地下水交互作用以及地下水含水层变渗透性等,对重金属污染物迁移演化的影响机理。主要研究内容包括:城市高密度区域地下水中重金属的吸附与运移特征研究;雨洪蓄渗过程中胶体-重金属的非吸附携带运移机理研究;土壤地下水中矿物金属元素对重金属形态转化影响的研究;地表地下水交互作用下重金属污染物赋存、运移与转化机理研究;EDTA促进地下水变渗透系统中重金属污染物运移的机理研究。通过研究,丰富了现有的土壤胶体-重金属协同迁移机理研究思路和内容;提出了低影响开发中可合理利用普遍存在的土壤矿物元素Fe(Ⅱ)对重金属污染物进行形态转化和削减;促进了对不同降雨强度下地表地下水交互作用的认识;建立了EDTA作用下重金属污染物在复杂变渗透系统中转化运移的数值模型。成果有利于为基于低影响开发的城市高密度区域海绵城市建设、土壤地下水重金属污染的预测和修复及水资源综合管理提供理论依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
Acceleration and centralization of a back-diffusion process: Effects of EDTA-2Na on cadmium migration in high- and low-permeability systems
反扩散过程的加速和集中:EDTA-2Na 对高渗透率和低渗透率系统中镉迁移的影响
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2019.135708
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Science of The Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    XuejiYou;ShuguangLiu;ChaomengDai;GuihuiZhong;Yanping Duan;YaojenTu
  • 通讯作者:
    YaojenTu
基于随机暴雨移置方法的城市设计暴雨分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周正正;刘曙光;Daniel B. Wright
  • 通讯作者:
    Daniel B. Wright
An approach for flood monitoring by the combined use of Landsat 8 optical imagery and COSMO-SkyMed radar imagery
结合使用 Landsat 8 光学图像和 COSMO-SkyMed 雷达图像进行洪水监测的方法
  • DOI:
    10.1016/j.isprsjprs.2017.11.006
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing
  • 影响因子:
    12.7
  • 作者:
    Tong Xiaohua;Luo Xin;Liu Shuguang;Xie Huan;Chao Wei;Liu Shuang;Liu Shijie;Makhinov A. N.;Makhinova A. F.;Jiang Yuying
  • 通讯作者:
    Jiang Yuying
低影响开发对城市径流污染的削减作用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    人民长江
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘曙光;回振佺;代朝猛;谭博
  • 通讯作者:
    谭博
Model simulations of potential contribution of the proposed Huangpu Gate to flood control in the Lake Taihu basin of China
拟建黄埔闸对中国太湖流域防洪潜在贡献的模型模拟
  • DOI:
    10.5194/hess-21-5339-2017
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Hydrology and Earth System Sciences
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Zhang Hanghui;Liu Shuguang;Ye Jianchun;Yeh Pat J F
  • 通讯作者:
    Yeh Pat J F

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其他文献

PVA纤维混凝土力学性能增长规律研究
  • DOI:
    10.19761/j.1000-4637.2021.05.056.04
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    混凝土与水泥制品
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹雅娴;侯慧芳;刘曙光;赵建军;徐勇彪
  • 通讯作者:
    徐勇彪
PVA纤维混凝土力学性能试验研究与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    武汉理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵建军;闫长旺;刘曙光;闫越;徐勇彪
  • 通讯作者:
    徐勇彪
干旱和镉胁迫对过表达 cgr-MIR398a 拟南芥生理的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    岳莉然;刘曙光;刘颖婕;周蕴薇
  • 通讯作者:
    周蕴薇
盐渍环境干湿循环下天然浮石混凝土的损伤
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国科技论文
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王萧萧;奇雨欣;刘曙光;闫长旺
  • 通讯作者:
    闫长旺
图像处理技术在河流动力学实验教学中的应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    实验室研究与探索
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    娄厦;刘宏哲;刘曙光;钟桂辉;沈超
  • 通讯作者:
    沈超

其他文献

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刘曙光的其他基金

人类活动影响下太湖流域水文序列非一致性变化及洪水风险演化规律
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
人类活动影响下太湖流域水文序列非一致性变化及洪水风险演化规律
  • 批准号:
    42271031
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
快速城镇化影响下大河流域抗性基因的演化规律及多尺度控制技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    160 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
海滩地下水中重金属污染物在近岸水动力作用下的迁移机理研究
  • 批准号:
    41372240
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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