DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 未来研究展望 目前现有研究大多局限于某一种方法或某几种方法的结合，干预内容较传统，未来研究应该考虑在最近研究成果的基础上，对服务方案进行改进。基于此，对于青少年偏差行为的控制可以从以下几个方面进行：第一，提高青少年的自我控制能力。有研究表明，加强体育锻炼能降低青少年偏差行为发生的可能性，但这种作用要通过青少年的自我控制来实现(李娜，洪丝语，胡广富，颜春辉，彭聪，&许昭，2018)。说明了提高自我控制能力的重要性，父母和老师可以在日常生活中注重对青少年自我控制的训练，多安排相应的活动；第二，增加积极的亲子沟通。良好的亲子关系和积极的亲子互动能帮助青少年以正确的认知方式进行思考。Murphy，Laible和Augustine (2017)指出父母通过沟通向子女传输积极的经验和思想，能够减少青少年的偏差行为；第三，加强教师的监管作用。由于青少年时期大部分的时间都在学校度过，因此要加强教师的专业性和对学生生活学习的关注度，这能在一定程度上及时发现并纠正青少年的偏差行为(Ertesvåg， 2016)；第四，注重同伴的结交。同辈群体的偏差行为在很大程度上影响着青少年的行为习惯和倾向，邓小平，徐晨，程懋伟和张向葵(2017)的研究表明青少年早期和中期更易受同伴偏差行为的影响，而中晚期更偏向基于偏差行为的相似性选择朋友。这说明防止结交不良的同伴对整个青少年时期都具有重要作用；第五，创设良好的社会文化氛围。目前尚未有研究从文化的角度试图对青少年偏差行为进行干预，然而，良好的社会文化氛围不仅能为青少年创设积极向上的环境，也能培养其各方面的素养，对社会道德有更现实的认知。加强对中华民族优秀文化的传播和教育，让青少年在文化中注重自身发展，有利于其偏差行为的预防和矫正。 因此，青少年偏差行为的控制应集合社会各方面的力量，在对青少年的教育问题上增加对德育的关注和自身素质的培养，构建健全的社会支持网络，利用新媒体的优势为青少年的身心发展提供更多切实可行的建议。例如，通过微信公众号推文，传播正确的教养方式和优秀的教育方法，通过视频和公开课了解更多青少年问题的干预方案等。在社会范围内形成健康向上的风俗文化，促进青少年身心健康发展。
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user: 摘 要 课题组在归纳、分析和整理双排桩支护结构特点的基础上，提出了人字形支护结构，它作为一种全新的深基坑支护结构形式，目前尚无简单而有效的设计计算方法。本文基于Winkler地基梁的基本思想，在忽略排桩与土竖向摩擦效应及空间效应下，考虑斜向加筋水泥土墙与土的摩擦作用，建立了考虑桩土效应的人字形支护结构平面杆系有限元模型，构建了人字形支护结构工作性状分析的整体刚度矩阵，编制了相应的Matlab计算程序，并通过工程案例进行了内力及变形分析。工程计算结果表明，计算位移与监测位移具有较好的一致性，计算内力有较好的规律性和可比性，可供人字形支护结构设计参考。 关键词 :人字形支护结构，有限元法，Winkler地基，弹性抗力系数 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 因双排桩具有空间刚度大、可调性强、适用于复杂多变的场地条件，是深基坑常用的一种支护方式，该支护结构包括前排桩、后排桩及连接前、后排桩的连梁，其作用机制主要是通过连梁发挥空间效应，并与桩土协同工作，支挡基坑开挖引起的不平衡土压力，达到保持坑壁稳定、控制变形、满足施工和相邻环境安全要求。目前，双排桩支护结构的设计计算方法大致可分为极限平衡法 [ 1 ] [ 2 ] 、数值计算法 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 、弹性抗力法 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。课题组在总结双排桩支护结构优缺的基础上，提出了人字形支护结构，且应用于工程实践，取得了良好的经济及社会效益。目前对于集挡土、止水与锚固、托换与隔离功能于一体的人字形支护结构内力及变形分析的研究未见文献报道。本文基于Winkler地基梁的基本思想，考虑斜向加筋水泥土墙与土的摩擦阻力，建立了考虑桩土效应的人字形支护结构平面杆系有限元模型，构建了人字形支护结构工作性状分析的整体刚度矩阵，编制了相应的程序，且依托工程案例进行了内力及变形计算。
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user: 2. 人字形支护结构的构造及优点 人字形支护结构的构造是：由钢筋混凝土排桩和与排桩桩顶冠梁或桩顶连接的斜向加筋水泥土地下连续墙锚体组成，即在钢筋混凝土悬臂桩支护结构的后面施工一定厚度，且倾角较大(500~700)的斜向加筋水泥土地下连续墙锚体提供抗拔力，并将锚体与排桩桩顶冠梁或桩顶进行可靠连接的一种组合式深基坑支护结构，如图1所示。斜向加筋水泥土地下连续墙的成型可采用高压旋喷桩、水泥土搅拌桩、注浆水泥土桩成型，其加筋体可以插入型钢或钢绞线或变形钢筋。为提高插入的钢绞线或变形钢筋抗拔力，可在加筋体端部设置锚(碇)板。 人字形支护结构的优点：该支护技术在软土或松散填土等富水场地深基坑支护中有着巨大的优越性，它在降低基坑开挖对周边环境的影响，有效控制支护结构的变形及周边地面沉降中具有很好的效果，具体如下： 1) 稳定性好。斜向加筋水泥土地下连续墙锚体与钢筋混凝土排桩形成空间支护结构，增强了墙后土体稳定性，能很好控制基坑变形。 2) 支护能力强。斜向加筋水泥土地下连续墙锚体的抗拔力由地下连续墙与土的摩擦阻力和地下连续墙自重组成。由于地下连续墙自重大，且其侧面与土接触的面积大，摩擦阻力大，因此，斜向加筋水泥土地下连续墙锚体能提供比普通锚杆高很多的抗拔力。 3) 集挡土、止水与锚固、托换与隔离功能于一体。斜向加筋水泥土地下连续墙既有挡土功能，又有止水功能，还兼有锚杆功能，同时，对邻近基坑的坡顶建(构)筑物还有托换及隔离作用。 4) 控制支护结构变形及周边地面沉降能力强。因斜向加筋水泥土地下连续墙的斜向支承及遮拦作用，致使作用在钢筋混凝土排桩上的土压力降低，减少了支护结构的变形及桩身内力，并且还可以通过对加筋体施加合适的预应力来控制支护结构的变形及地面沉降。 5) 坑底抗隆起稳定性强。因斜向加筋水泥土地下连续墙的存在，一方面提高了可能发生的滑动面上的抗剪能力；另一方面从整体上提高了坑外土体的压缩模量等土性指标，起到了加固坑外土体的作用，从而提高了基坑的抗隆起稳定性。 图1. 土压力计算简图
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user: 4. 工程算例与验证 4.1. 工程概况 为验证人字形支护结构计算方法的合理性，以作者所设计的株洲市未来国际中心基坑工程为算例。本工程场地较为平整，根据现场场地周边道路路面标高，基坑开挖深度约7.5~8.0 m不等。本次基坑支护总长度约400 m。该工程地下室边线距用地红线4.5~5.0 m。现以开挖深度8.0 m的人字形支护结构支护段为例进行计算分析。根据场地岩土工程勘察报告揭露，组成基坑侧壁岩土主要为：① 4.8 m厚素填土；② 3.2 m厚软塑粉质黏土；③ 7.5 m厚碎石土；④ 4.7强风化泥质粉砂岩；⑤ 中风化泥质粉砂岩，未揭穿。相关岩土参数如表1所示。 Table 1 Physical parameters of soi 土层编号 土层名称 重度(KN/m 3 ) 内摩擦角(˚) 黏聚力(kPa) ① 素填土 18.0 10.0 10.0 ② 粉质黏土 19.0 10.0 10.0 ③ 碎石土 21.0 35 10.0 ④ 强风化泥岩 23.2 40 (综合内摩擦角) ⑤ 中风化泥岩 24.3 48 (综合内摩擦角) 表1. 土的物理参数 4.2. 支护结构设计计算 根据本工程场地周边情况及地质条件，不宜采用双排桩或桩锚劫掠。经专家论证，最终决定采用止水与支护合为一体的人字形支护结构，采用高压旋喷桩形成与地面成50˚角，内插型钢的水泥土墙。结构形式如图4所示。前排直径为1.0 m，间距2.0 m。水泥土墙厚1.0 m，排桩及水泥土墙在坑底以下的嵌固深度均为8.0 m。排桩桩顶冠梁截面尺寸为1100 × 800 mm。在水泥土墙的型钢顶端焊接若干根钢筋锚入桩顶。所有构件混凝土强度等级均为C30。 实际计算中，桩底边界条件视为铰支。水泥土墙与排桩的连接视为铰接。排桩及水泥土墙在坑底以下的嵌固段按弹性地基梁计算，将嵌固段分成16段，每段长0.5 m。坑底以上受荷段采用刚架单元，单元长0.5 m。计算简图如图4所示。地基系数按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中的公式计算： m = 0.2 φ 2 − φ + c v b (18) 式中： c ， φ 分别为土的黏聚力(kPa)和土的内摩擦角(˚)； v b 支护结构在坑底处的水平位移(mm)，可取 v b = 10   mm 。地基水平向基床系数 K = m z 。图4、图5分别为人字形支护结构中的排桩及水泥土墙横截面上弯矩及法向位移计算结果。 图4. 人字形支护结构排桩计算结果 图5. 人字形支护结构水泥土墙计算结果 4.3. 工程实测结果分析 根据基坑变形监测结果，选取支护段中部排桩桩顶监测点为代表进行对比分析。基坑一次开挖到坑底15天后，排桩桩顶位移仅2.3 mm，且桩顶水平位移基本趋于稳定，理论值与实测值相差2.5%。结果表明：实测值与理论值很接近，这说明本文提出的人字形支护结构有限元分析模型及计算方法是合理的，这对人字形支护结构设计有指导意义。同时，工程应用情况表明：人字形支护结构具有抗变形能力强，特别适用于狭窄、富水复杂场地深基坑支护。
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user: 5. 结论 本文基于Winkler地基梁基本思想，考虑斜向加筋水泥土墙的摩擦效应，建立了考虑桩土效应的人字形支护结构平面杆系有限元模型，构建了人字形支护结构工作性状分析的整体刚度矩阵，并应用于工程实际，取得了良好的经济及社会效益。工程应用及理论计算结果表明，计算位移与监测位移具有较好的一致性，计算内力有较好的规律性和可比性，为人字形支护结构设计计算提供了可参考的理论依据。
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user: 摘 要 本文介绍了单种群生物模型和双种群生物模型的构建。借用数学理论和方法，阐述了单种群在无限时间内生物量的增长趋势，包括在无限时间生物量无限增长趋势的马尔萨斯模型和生物量有限增长趋势的Logistic模型；讨论了两种存在相互竞争和共生关系的生物种群系统，根据变化规律推出相应的生物模型。 关键词 :单种群，两种群，竞争，共生 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 种群生态问题是生物学研究的焦点内容，利用数学理论和思想构建模型成为生物学研究的重要手段，见文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。本文旨在介绍和分析单种群生物模型和双种群生物模型的构建过程，是已有文献的有益补充或完善。 借用数学理论和方法，首先阐述了单种群在无限时间内生物量的增长趋势，包括在无限时间生物量无限增长趋势的马尔萨斯模型和生物量有限增长趋势的Logistic模型；随后讨论了两种存在相互竞争和共生关系的生物种群系统，根据变化规律推出相应的生物模型。通过对本文的研读，可促进生物数学初学者对模型内涵的理解，提升对模型的扩展能力。
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user: 2. 单一生物种群模型 设该种群生物其繁衍发展不受其他种群的影响，与其它种群生物相互没有迁徙形态。考察物种群体数量在一定环境下的变化，设t时刻该群体生物的总数用 N ( t ) 表示。 2.1. 马尔萨斯(Malthus)模型 设物种的生育率b和死亡率d不变，种群的自然增长率 r = b − d 为常数。显然，在时间段 [ t ， t + Δ t ] ，群体变化量为 由此得该物种变化方程 (1) 设 是初始时刻， ，结合(1)式得到 (2) 公式(1)称为马尔萨斯模型，种群函数表达式为(2)。 根据表达式(2)可以得出：随着时间t的增大，种群数量将会趋于无穷大，这是不符合实际的，特别是种群生存资源的有限性没有考虑。说明马尔萨斯模型考虑因素不够全面，不利于长时间预测。 2.2. 在有限空间内的Logistic增长模型 对马尔萨斯模型引入非常数自然增长率 ，此时微分方程变为 或 (3) 上式称为Logistic模型。由于(3)式一次项系数为负数，从而种群数量很大时，会对自身数量产生抑制作用。 下面求解模型的种群表达式。将(3)式改写为 变量分离，得 两边积分，得 令 ，则 所以(3)式的满足初始条件 的解为 可知 ， 由上面得到的种群函数表达式可作出Logistic模型种群曲线，如图1所示。相比于Malthus模型的“J”型无限增长趋势，Logistic模型呈“S”字型增长趋势，一定时间后种群数量将进入饱和期，不会无限增长。 图1. S型增长曲线
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user: 3. 多种群生物模型 3.1. 两物种相互竞争的数学模型 设两种群在同一环境下依赖同一有限资源生存，种群获得的资源与其增长率呈现正相关，如生长在同一块草原上的羊和兔子。设时刻t时两物种群体数分别为 和 ，种群的增长均受到自身规律的制约，自然增长率分别为 和 ，当对方灭绝时生存数分别 和 。 设定初始时刻两种群数量均较小。由于开始时资源丰富，第二种群对第一种影响不大，可以认为第一种群以自然增长率增长。但随着两种群繁衍增多，资源减少，第一种群增长减缓，当资源消耗到一定程度，第一种群不再增长，增长率变为0。若第二种群个体消耗资源是第一种群个体消耗的 倍，则第一物种群体的增长率为 类似地，若第一种群个体消耗资源是第二种群个体消耗的 倍，则第二物种群体的增长率为 从而，两种群总数 和 满足下列微分方程组 (4) 引入 ， ， ， (5) 将(5)式代入(4)式得 (6) 赋予种群初值后，方程组(6)即为两物种竞争系统的数学模型。 3.2. 具共生形式的种群数学模型 两个种群共生的现象也是很常见的。如植物与昆虫，昆虫以植物花粉为食，昆虫授粉能加快植物的生长速度，昆虫在没有植物的情况下是无法单独生存的。共生现象可以描述如下：设甲种群能够独立存在并按照Logistic模型的规律发展，乙种群能够为甲种群提供食物，促进甲的增长。 类似于方程(4)，可以写出种群数量演化规律： (7) 其中 表示单位数量的种群乙可为单位数量的种群甲提供所需要的食物的倍数，上式隐含着种群甲的消失会导致种群乙的灭亡。 设种群乙的死亡率为 ，则其单独自然生存满足 (8) 当种群甲可为种群乙提供食物时，上式右端应加上种群甲对种群乙的增长促进作用，这时有 (9) 由于同时种群乙的增长还受到自身繁衍增长的阻滞作用，所以(9)式右端还应添加Logistic抑制项，这样，方程最终定格为 (10) 表达式(7)和(10)共同构成共生生物系统的数学模型。
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user: 4. 小结 种群生态问题是生物学研究的焦点内容，利用数学理论和思想构建模型成为生物学研究的重要手段。本文较详细地介绍了单种群和双种群基本模型的构建过程，可促进初学生物数学者对模型内涵的理解，提升对模型的扩展能力。
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user: 摘 要 长期暴露在低频磁场下可能导致神经性疾病，本文基于考虑电磁辐射的Hindmarsh-Rose神经元模型，对电磁辐射背景下的神经发放行为进行了研究。电磁辐射作用效果支撑了包含单周期、多周期、复杂周期等多种神经发放模式。在传统的神经模型分岔分析中，外部刺激电流是决定神经发放模式的关键因素。我们的研究结果表明电磁作用效果与外部刺激电流共同决定神经发放模式，改变电磁作用效果能诱导神经发放模式转迁。这将有助于从理论上理解电磁作用效果在神经动力学行为中所起到的关键性作用。为预防和治疗电磁辐射相关的神经疾病提供理论启发。 关键词 :Hindmarsh-Rose模型，电磁辐射，神经元发放 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 神经系统是生物体内起主导作用的功能调节系统。生物体内各器官、系统的功能和各种生理过程是在神经系统的调控下实现和维持正常的生命活动。在理论研究中，针对不同的细胞类型、实验或出于不同的理论研究需要提出了不同的数学模型来描述神经电活动 [ 1 ]。例如，Hodgkin-Huxley (HH)模型、Morris-Lecar (ML)模型、FitzHugh-Nagumo (FHN)模型、Hindmarsh-Rose (HR)模型、Integrate-and-Fire (IF)模型等等 [ 2 ] - [ 11 ]。 人类生活在不同频率和强度的电磁场背景下，这使得研究电磁场背景下的神经动力学成为有现实意义的理论课题。大量证据表明，电磁场环境下的神经元存在多种不同的生物学响应。例如应用于皮肤瘤治疗的电穿孔现象 [ 12 ]；经颅磁刺激用于癫痫 [ 13 ]、帕金森病 [ 14 ] 的治疗；电磁场控制神经突触可塑性 [ 15 ]、神经元可激发性 [ 16 ] 等。1996年，世界卫生组织发起了电磁场相关联的健康问题研究 [ 17 ]。研究表明，超低频磁场(1-100KHZ)是一种可能的致癌物，尤其是脑肿瘤 [ 18 ]。长期暴露在低频磁场下可能导致老年痴呆、综合性运动神经疾病、肌肉萎缩侧索硬化、阿尔茨海默病等 [ 19 ] [ 20 ]，但其致病机理尚不清楚。一些相关的实验工作发现低频磁场能诱导模式生物中枢神经系统生化反应异常，能提高初期神经干细胞的增殖 [ 21 ]。 理论上一般认为，电磁场诱导的神经响应主要来源于电磁场改变神经元的跨膜电压。在单细胞层次，Schwan最早导出了低频场造成的跨膜电压改变公式 Δ V = 1.5 E 0 R c o s θ (E0为外场强度，R为细胞半径，θ为膜法向与场方向的夹角) [ 22 ]，Zheng Yu等采用Hodgkin-Huxley神经模型，基于能斯特–普朗克方程推导了一个电磁场神经模型，该模型能计算神经跨膜电压和离子电流 [ 23 ]。马军等 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] 基于电磁感应定律，引入“磁通”变量来对神经元复杂电活动进行建模，模型将来自于细胞内外的电磁辐射考虑为背景噪声，研究了不同噪声强度下的神经发放模式，而对于该模型的确定性动力学缺乏细致的探讨。 本文将对马军等提出模型的确定性版本，进行详细的分岔分析，再现模型所支撑的丰富的神经发放模式，从而探讨电磁辐射在决定神经发放模式中所起到的关键性作用，并揭示其非线性动力学机制。这从理论上能更进一步认识该模型，拓展其应用场景，并将有助于从理论上揭示和解释电场致病的生物机理，为预防和治疗此类疾病提供理论依据。
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user: 2. 模型和计算设定 该模型采用改进型的Hindmarsh-Rose(HR) [ 5 ] 神经元模型来模拟神经动力学，并增加了一个磁通变量来模拟电磁作用效果，确定性模型方程可以写成 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] x ˙ = y − a x 3 + b x 2 − z + I e x t − k 1 W ( φ ) x y ˙ = c − d x 2 − y Z ˙ = r [ S ( X + 1.6 ) − Z ] φ ˙ = k x − k 2 φ (1) 其中x代表神经元细胞膜的电位；y代表与内电流相关的恢复变量；z代表与钙离子激活的钾离子电流相关的慢变调节电流； φ 代表通过神经元膜上的磁通量； k 1 W ( φ ) x 表示磁通量变化时的反馈电流； k 1 是反馈增益系数，可以表示电磁辐射的作用强度，是本文进行分析讨论的重要分岔参数；a，b，c，d，r和s为四维神经元模型参数； k x 和 k 2 φ 分别表示薄膜电势对磁体磁通和漏磁的影响通量； I e x t 为外部刺激电流。对于单神经模型而言， I e x t 包含了神经元所接收到的突触电流，或者刺激素对特定膜蛋白绑定所触发的离子交换等。神经突触可能是抑制性或者兴奋性，分别对应于 I e x t 取正值和负值。此外，在模型中， W ( φ ) = d q ( φ ) d φ = α + 3 β φ 2 (2) ( φ ) x 的物理意义可以通过下面的式子来描述： i = d q ( φ ) d t = d q ( φ ) d φ d φ d t = W ( φ ) d φ d t = W ( φ ) V = k 1 W ( φ ) x 其中V为电动势，且物理单位与电动势相同， α ， β 也是表示模型参数，本文的固定参数a = 1.0，b = 3.0，c = 1.0，d = 5.0，r = 0.006，s = 4，k = 0.9， k 2 = 0.5 ， α = 0.1 ， β = 0.02 。如前所述，反馈增益系数 k 1 表示电磁辐射的作用强度，将作为主要分叉参数；另外，在很多神经模型的分岔分析中都将 I e x t 作为分岔参数，本文也将 作为另外一个分岔参数。数值模型采用经典的四阶Runge-Kutta法对神经元模型进行数值求解，时间步长取0.001时间单位，大量的计算表明，更小的步长不会进一步改变计算结果。另外，在不同的参数条件下，系统需要不同的时间收敛到稳定的动力学发放。我们的数值模拟发现在2000时间单位后，系统都能收敛到稳定的状态。因此，所有的时间演化都经过2000时间步长的消除暂态过程。 图1. 当参数值I ext = 3.6， k 1 = −0.15时的神经发放模式。(a) 神经元膜电位x随时间演化图；(b) 模型中，x， y两个变量在神经动力学过程中的相图；(c) 模型中，x， z两个变量在神经动力学过程中的相图
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user: 3. 结果与讨论 如前所述，本文主要通过分岔分析来讨论电磁辐射效应的存在对神经发放的影响。所以下面我们首先将 I e x t 固定在一个典型的值3.6，改变参数k 1 来模拟不同程度的电磁作用对神经元动力学的影响。图1显示了 k 1 = − 0.15 时的神经发放斑图。从图1(a)可以看出神经元呈现出单周期的发放，发放周期约为28.3时间单位。图1(b)和图1(c)相图中的闭合极限环(Limit cycle)进一步应证了这种单周期发放。 为了更进一步显示考虑电磁效应对神经元动力学的影响，图2展示了 k 1 = − 1.4 时的神经动力学行为。从图2(a)中可以看出神经元呈现出周期性Bursting式的发放。其Bursting周期约为245.4时间单位，在一个Bursting周期内约发生16次Spike，这一数目对k 1 的依赖关系有待进一步研究。另外在一个Bursting周期内，Spike峰间距(Inter-Spike Interval)发生逐次的变化，变化范围约为5~14时间单位。从非线性动力学的角度来看，神经元的行为是一种多周期振荡行为，图2(b)和图2(c)的相图更清晰地展现了这种多周期行为。 图2. 当参数值I ext = 3.6， k 1 = −1.4时的神经发放模式。(a) 神经元膜电位x随时间演化图；(b) 模型中，x， y两个变量在神经动力学过程中的相图；(c) 模型中，x， z两个变量在神经动力学过程中的相图 图3. 当参数值I ext = 3.6， k 1 = −1.08时的神经发放模式。(a) 神经元膜电位x随时间演化图；(b) 模型中，x， y两个变量在神经动力学过程中的相图；(c) 模型中，x， z两个变量在神经动力学过程中的相图 图3展示了 k 1 = − 1.08 时的神经动力学行为。从图3(a)中可以看出神经元的发放呈现出混合模式，其中既包含Bursting式的发放，也包含了简单周期发放的成分。两种发放模式的出现显示出了一定的随机性。从非线性动力学的角度，这种随机混合神经发放模式可以称之为复杂周期振荡行为。图3(b)和图3(c)中的相图也更清晰的反应了神经发放的非周期性和随机性。 为了全面展示电磁辐射效应对神经动力学的影响，我们系统地改变两个参数I ext 和k 1 来研究神经发放模式，计算结果展示在图4中。图中白色参数区域神经元不发生发放行为；图中浅灰色参数区域，神经元发生简单周期发放(如图1)；深灰色区域神经元发生Bursting式的多周期发放(如图2)；而网格参数区域内，神经元系统发生随机混合式的神经发放(如图3)。图1~4所展示的各种神经发放模式是几种常见的神经行为。例如，实验研究报道，豚鼠下橄榄神经元的发放呈现出很好的规则行为；猫丘脑网状神经元的发放就呈现了图2所展示的多周期Bursting行为；而在特定的实验条件下，猫丘脑网状神经元又会展现出图3所示的非规则行为 [ 28 ]。 图4. 不同神经发放模式的参数范围，图中空白区域表示无神经发放。虚线标识出I ext = 3.6，图1~3的参数取值位于该虚线上的不同区域 可以看出，只有当I ext > 0是神经元才可能发生发放行为，在I ext < 0的条件下，任何程度的电磁作用效果都不能产生神经发放行为，因此神经元发放主要是由外部刺激电流来诱导。在I ext > 0的参数范围内，一定程度的电磁作用效果能诱导神经发放模式的改变。过强的正向或反向电磁作用能彻底抑制神经发放行为，如图所示，只有在−8.2 < k 1 < 5.7的范围内，申请发放才可能被外部刺激电流维持，区域外的强电磁作用可以抑制掉任何刺激电流所激励的神经发放。另外我们可以看到图4中网格参数区域非常小，而且介于多周期和单周期参数范围之间。因此，网格区域所标示的随机混合发放模式可以看成是单周期和多周期两种发放模式之间转迁的过度态。从图中可以看出，这种发放模式的转迁既可以通过外部刺激电流I ext 的变化来诱导，也可以通过k 1 的变化来诱导。 为了更进一步地阐明参数变化对神经发放模式的影响，我们计算了神经发放的Spike峰间距(ISI)。其中，图5的中间图给出的是当I ext = 3.6时，不同k 1 取值对应的ISI。I ext = 3.6的参数值在图4中用红色虚线标识。对照图5和图4可以看出，图4中ISI在−0.58 < k 1 < 0.70范围内的单一取值对应于图5中的虚线穿越的周期发放区域。而在k 1 < −1.33和k 1 > 1.10区域内，ISI明显分裂为差异很大的两支，之中较大的一支对应于图2中显示的Bursting周期，而较小的分支对应于Spike尖峰周期。另外，图4中−1.33 < k 1 < −0.58和0.70 < k 1 < 1.10的参数范围内，ISI的取值呈现出的多样性正好对应于图5中红虚线穿越的复杂周期区域。 图5. 不同参数取值的神经发放模式中，峰间距(ISI)随着参数k 1 的变化情况 另外图5(a)给出的是I ext = 6.0的ISI。单一的ISI取值完美地对应I ext = 6.0在图4中所处的简单周期发放参数范围；而在图5(c)中的两个分支正好说明I ext = 2.0在图4中完全落在多周期Bursting发放区域。 在图3深灰色参数区域和图2所示的Bursting式的多周期发放中，一个Bursting周期中往往包含的神经Spike数目也受到外部刺激电流和电磁效应的影响。我们改变参数进行了系统的研究。图6(a)显示，对于给定的外部刺激电流I ext ，Spike数目总是随着k 1 的增加而减小；反之，图6(b)显示，对于给定的k 1 ，Spike数目总是随着外部刺激电流I ext 的增加而增加。比较图6(a)和图6(b)，我们还能得到结论：相比较而言，电磁效应的作用效果比外部刺激电流对Spike数目的影响更大。理论上来讲是因为，电磁作用效果通过复杂的动力学过程来影响神经发放，而外部刺激电流是通过一个固定的电流项来影响神经发放。当然这一结论的正确性需要进一步的实验验证。另外，k 1 取值的正负不同，实际上代表着不同方向的电磁作用效果。在这里，我们姑且称之为“正向”和“反向”。从图6(a)可以看出，“反向”电磁作用对Spike数目的影响远大于“正向”电磁作用。 图6. 一个Bursting周期中包含的神经Spike数目。(a) 给定的外部刺激电流I ext 下，Spike数目随着k 1 的变化；(b) 给定k 1 ，Spike数目随着外部刺激电流I ext 的变化
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user: 4. 总结 随着社会的发展和进步，越来越多的电子产品进入人们的生活，人类生活在一个复杂的电磁环境中。基于一个考虑电磁辐射作用的改进型的HR神经元模型，我们研究了电磁辐射作用效果的存在对神经发放模式的影响。模型再现了多种神经发放模式：单周期发放；Bursting式的多周期发放；混合的复杂周期发放。我们通过改变参数k 1 来模拟电磁辐射作用效果。在传统的神经模型分岔分析中，外部刺激电流是决定神经发放模式的关键因素。我们的研究结果表明电磁作用效果与外部刺激电流共同决定神经发放模式，改变电磁作用效果能诱导神经发放模式转迁。在Bursting式的多周期发放中，电磁辐射作用能决定Bursting周期内的包含的发放次数。本研究的结果有助于我们了解在神经动力学建模中认识到电磁辐射作用的重要性，也为外加电磁场来影响神经元的研究提供了理论基础。
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user: 摘 要 公众参与作为战略环境影响评价制度中一个重要模块，对战略环境影响评价制度实施的科学性、有效性以及透明性影响显著。本文探讨了国内外公众参与战略环境影响评价的过程，并为中国在战略环境影响评价过程中更好的利用公众参与这一制度提供建议。 关键词 :公众参与，战略环境影响评价，对比研究 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 公众参与作为战略环境影响评价制度中一个重要模块，在《里约宣言》里首次被提出，并在《奥尔胡斯公约》中得到完善 [ 1 ]。自1969年美国《国家环境政策法》(The National Environment Policy Act，简称NEPA)中提出战略环境影响评价(Strategic Environmental Assessment，简称SEA)这一概念后 [ 2 ]，人们逐步认识到公众参与设计和实现可持续发展的重要性。广大学者对公众参与这一理论做了大量研究和探索，2001年Smith [ 3 ] 认为传统的公共机构在环境可持续发展中的参与作用逐渐受到质疑，公众参与环境问题应该建立在民主协商的前提下，他强调公众应该通过客观因素和实证经验进行合理的假想来引导决策的制定，从而使公众参与的SEA更加透明和公开，不仅有效增加代表性，而且可有效避免利益相关团体在早期过程中的矛盾和减少冲突。有些学者认为公众参与是一种通过确定公众代表不同利益和价值观从而减少冲突发生提高透明度的机制。2010年O’Faircheallaigh [ 4 ] 探讨了公众参与在SEA中三个主要作用：1) 作为一个独立于决策机构的参与机构去援助参与决策制定；2) 作为一种实现公众作为决策角色的参与机制；3) 作为一个重组决策机构的机制。基于实现公众参与在SEA环境公正的可能性与价值观、权利和分配效应等方面有关，2011年Gauthier [ 5 ] 提出了公众需要在政策制定的不同时期采用不同的参与方式和手段，从而实现了公众参与SEA从传统的理性规划到互动协商规划的演变。同年Bonifaz等 [ 6 ] 依据民主评价理论和三个民主化进程提出了民主的SEA，并确立了公众参与权力关系在环境评估中的作用及其三个优点：1) 增加环境公民的地位；2) 扩大民主控制的范围；3) 促进参与者的授权等。本文在总结前人对公众参与的概念、作用及优点的研究基础上并借鉴国外发达国家的实践经验从中国国情从发提出了完善公众参与的建议。
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user: 2. 国外SEA中公众参与的实践经验 2.1. 美国SEA中公众参与 美国的SEA制度着力点在于强制政府公开有关政策信息，保护公众的知情权和参与权，敦促政府执行NEPA；通过执行NEPA实现对环境的保护，这是重视公众参与的内外结合型的环境保护制度 [ 7 ]。美国的公众参与制度完善，公众参与将法院介入进来使得SEA的实施更有效，公众参与的主体包括行政机构和普通公众，公众参与制度符合美国国情，公众在SEA过程中参与度非常高，环境保护意识非常强，环境知识也相当丰富，在一定程度上发挥了建设性作用。公众参与SEA主要有两种方式，公听会(public meeting)和听证会(hearing)。 2.2. 日本SEA中公众参与 日本SEA分为四个步骤：第一步是判定是否需要做SEA，第二步是确定评价方法，第三步是进行评价，第四步是评价报告的修改和定稿。公众参与过程主要在第二步和第四步中。第二步是先做“环境影响评价方法书”，然后分别送交都道府县知事和县镇长。公示期一个月，期间任何人都可以提出意见和建议。评价者汇总提出的意见概要，送交都道府县知事和县镇长，90天以内决定环境影响评价的方法。第四步是SEA中具有决定性意义的阶段，是报告书编制程序的核心环节。评价者必须在初稿形成之后和在定稿形成之前公布报告书，公布后一个半月内无论谁都可以提出意见。评价者根据建议修改报告书，再听取许可机关意见，对报告书进行最后修改。报告书定稿之后，再次邀请有关各方对其进行评议，经过许可机关审查，使其成为决策依据之一。在指定期限内的公开性评论和公众参与是日本环境影响评价程序的重要特点，这使环境影响报告书能够比较充分地反映拟议行动及其替代方案的环境影响，为决策提供全面的、客观的科学依据。 2.3. 德国SEA中公众参与 德国有专门的SEA导则 [ 8 ]，导则中对实施部门咨询的不同阶段和应咨询的相关部门进行了较具体的阐述。根据导则规定，受拟议规划影响的负责环境和健康的相关公共机构和部门，应介入到SEA的筛选阶段、评价内容和评价范围界定阶段、规划草案以及环境评价报告书征求意见阶段等，征求意见期限至少一个月。并把环境报告书中如何考虑部门和公众参与以及跨界参与的意见进行信息和决定公开。 2.4. 瑞典SEA中公众参与 瑞典进行SEA过程中，相关权力机构和公众可以在SEA的任意阶段参与。实践中，参与最多的阶段是SEA早期确定范围和目标阶段。规划被采纳前必须执行公众参与程序。公众调查过程不仅为公众提供了一个参与SEA过程的平台，而且提高了制定决策的基础。瑞典强调全民的公众参与，强调公众的全过程参与。瑞典SEA法中要求公开SEA草案，在公示过程中公众有权力取得需要的信息。瑞典在信息公开方面强调SEA是分层次的，对各层次SEA深度均有要求，因此较好地避免了重复评价和重复监测。 2.5. 法国SEA中公众参与 法国有专门制度规定，大部分的地区计划和所有的城市规划都需要公众提问的过程。公众提问的过程相对较为精简，咨询期一个月，专门的调查委员会成员收集并整理该计划的意见，并给予正面或负面的意见，而有关机构可决定是否跟进有关意见。 2.6. 奥地利SEA中公众参与 为促进公众参与SEA，奥地利成立专门的SEA小组，成员包括国家和地方规划、环境及其他政府的代表、废物管理专家及有意见的非政府环保团体。小组成员在参与过程中地位平等，由定义SEA报告的目的到拟备SEA报告，全程参与，并对评价结果负责。 2.7. 挪威SEA中公众参与 挪威SEA公众参与的咨询对象包括有关部门、公众、团体等，拟议的SEA文件的咨询期不应少于六周。被咨询方在此基础上提出对SEA文件的意见，主管部门应对提出的意见制定方案、规划和评估工作，并发送一份拟议的方案给那些提交了评论意见的人和团体。 2.8. 七个国家公众参与的差异性和适用条件 美国公众参与制度完善，在SEA中公众参与度高，适用于公众环境保护意识强的国家。日本SEA步骤详细，公众参与环节、参与人员、参与时间比较明确，对公众意见进行采纳，适用于政府重视公众意见，规划重视环境影响的国家。德国专门制定SEA导则，明确公众参与时间，并公开参与建议，适用于制度完善，严格遵守制度办事的国家。瑞典SEA中公众参与贯穿其全过程，参与时间之长，范围之广，有效避免了重复评价和监测，适用于规划要求精确的国家，规划方案一旦颁布，就无需改正和纠偏。法国SEA中重视对公众参与意见的跟踪，根据正面和负面意见决定是否跟踪。适用于对公众参与意见高度重视的国家。奥地利重视公众参与人员的身份，参与者一律平等，公众全程参与SEA，适用于非常民主的国家。挪威重视公众参与的主体，并把参考公众意见后制定的方案反馈给公众，适用于主管部门时间充裕，重视公众参与的国家。
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user: 3. 中国SEA中公众参与的实践经验 中国SEA起步较晚，发展较慢。2003年9月1日颁布了《规划环境影响评价技术导则》(试行)，但是由于导则缺乏理论和方法学的支撑，并且实践经验匮乏，因此在工作程序、基本内容和技术方法上存在相当大的局限性。直到2014年6月4日《规划环境影响评价技术导则–总纲》正式发布以后，中国SEA技术导则总纲才进入国家强制性环境保护标准体系，才具有法律效力。中国的技术导则总纲对参与主体、公众参与的对象、参与方法、信息公开的内容以及参与意见的采纳进行了规定。 和国外发达国家相比，中国的SEA中公众参与存在几个问题：一是SEA的信息公开制度还不完善，主要是因为导则刚颁布，缺乏实践支撑；二是公众意见的反馈机制匮乏，主要是没有成立专门的部门梳理意见；或是部门人员的专业知识有限，不能有效识别及汇总各种意见；或者规划要求公众参与时间太短致使汇总者来不急汇总意见；三是公众参与的数量和范围不够广泛，可能只让几个利益非常相关的部门或人员参与；四是公众参与的时间段太晚和参与时间太短，大部分规划形成后才咨询公众意见。 由于公众参与度较低，因此我们需要借鉴西方发达国家的理论和经验，积极完善公众参与SEA的制度。中国须在法律层面保证公众的知情权，建立健全的环评结果公示，环评听证等制度。将公众公开评议制度纳入SEA的视野就能很好的保证公正性的问题，并能有效提高公众参与的积极性，使公众具有主人翁意识监督SEA的全过程，进而保障SEA的公开和公正性。 笔者认为要从适应中国国情出发完善以下几个方面： 1) 建立SEA评级信息适度公开制度，同时完善公众参与救济程序。中国SEA缺乏完善的环境影响评价公益诉讼制度，公众参与在中国不具备可诉性，必须建立完善的环境影响评价公益诉讼制度才能保障公民的监督权、知情权、评议权和异议权。 2) 建立健全对于公众意见的反馈系统。为进一步完善公众参与的具体程序，建议在规划之初就将信息公开化，此时需要广泛收集公众的意见，收集之后进行归纳处理，并对意见进行有效的回馈。相关管理人员要从工作的预见中进行总结提炼，将公众参与落实到环境影响评价中的意见体现出来，在环境影响评价中需要体现民众的相关倾向。同时，在制定相关决策之前，首先要考虑民众的反馈，这样才能使得政策的制定更加具有科学性和合理性，若是在最后规划方案落成后再考虑公众参与意见，可能会使得规划方案重新制定，会浪费大量的人力、物力和财力。因此，应该将SEA中公众参与模块提前至前期决策阶段，尽可能实现决策的科学性和准确性。 3) 扩大公众参与的数量和范围。在SEA过程中，应该让利益相关人员和受影响的有关群体都参与进来，这样才能充分保障公众参与的民主性和公平性，使得制定的决策更加科学有效。 4) 明确公共参与决策时间阶段和期限长度，建议从规划之初就征询公众意见，公众参与时间不少于4周。
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user: 4. 结语 作为SEA中的一个重要模块，公众参与制度使得决策的制定和实施更加公开和透明，但是目前中国的SEA仍缺少理论和实践支撑，公众参与度不高，达不到预期水平。另外某些案例中SEA无法真正评价公众参与的有效性，但是大多数情况证实SEA确实需要公众积极参与，而且西方发达国家实践证明公众参与确实能够促进SEA的发展。因此，我们在今后的发展中要不断完善公众参与制度，确保各项规划，政策顺利落地，为建设富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国贡献公众参与的环保智慧。
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user: 摘 要 城市内涝问题使人们关注城市雨洪控制。本文辨析了城市暴雨径流的典型控制体系，举例阐述城市水循环开发思路和暴雨径流控制设计思路的改变；论述了雨洪控制的技术措施，从功能、去除颗粒物的粒径和适用性三个角度分析技术措施的运行效果。以北京市中德合作雨水利用项目为案例，结合案例的设计意向和项目运行情况，分析工程设计存在的问题并对雨洪管理提出相应建议。 关键词 :城市暴雨径流，暴雨管理，LID，雨洪控制技术措施 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着城市的不断发展，城市规模急剧扩张，人口快速增长，使得城市大大增加生活用水需求，水资源开发利用的形势面临巨大压力。同时随着城市化进程的推进，城市不透水地表面积显著增加，对蒸发、下渗等天然流域的水文循环过程产生了重要影响，从而导致城市地表径流量和峰值流量增加，峰值发生时间提前。城市水文循环的变化增大了城市内涝发生的风险，带来了严重的城市水体污染 [ 1 ] [ 2 ]。 在一场降雨中，暴雨所形成的径流通过地上、地下的管道及沟渠等排水系统迅速收集、运送、转移，再通过城市排水干线排泄到自然水道中。随着城市化程度日益提高，暴雨造成的地表径流汇流时间缩短，其流量、径流峰值和峰值频率提高，超出城市原有排水设施的排水能力。同时，暴雨雨水流经街道、停车场、工业和居住区等城市区域的时候，收集和携带油脂、沉积物、来自于化肥和杀虫剂的化学制品、有机垃圾等污染物，这些污染物随着暴雨径流而转移，其中一部分渗入土壤及地下水源，成为城市地下水主要污染源之一，而大部分随着地表径流从建筑场地直接排入沟渠及排水管道，最终流入溪流、河道，造成接纳水体环境水质污染，导致城市及其周边水生态系统的整体退化 [ 2 ]。在水资源短缺加剧和排水能耗费用高的前提下，代价高的集中处理不是经济可行的方案，取而代之的是对暴雨径流的源头控制和雨水资源回用，暴雨径流管理应运而生。 同时，特大暴雨事件频发也从自然的角度表明暴雨径流管理势在必行。2012年7月21日，北京及其周边地区遭遇61年来最强暴雨及内涝灾害。全市平均雨量为170毫米，城区平均为215毫米，最大房山河北镇460毫米。此次特大暴雨造成79人死亡，160.2万人受灾，经济损失116.4亿元 [ 3 ] [ 4 ]。暴雨带来的内涝而受到影响的城市不仅发生在北京，长春、南京、南昌、成都等中国从北到南的许多城市在近几年都曾经历过城区内涝 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。暴雨导致的内涝事件严重影响了城市的正常运转和居民的日常生活。此外，我国城市水资源总体形势十分严峻，生活用水量和工业用水需求量不断升高，而城市水源水质却不断恶化，很多城市资源型缺水和水质型缺水的问题日益突出 [ 9 ]。因此，采取综合的城市暴雨径流控制体系和技术措施应对城市防洪、地表径流污染和雨水资源利用等问题，对于缓解我国城市内涝问题和水资源压力具有重大意义。 本文通过整理归纳已有研究资料，分析城市暴雨径流的典型控制体系和技术措施，将以北京市中德合作雨水利用项目作为案例，着重研究现有雨水利用工程设计和运行中的问题并提出相关建议。
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user: 2. 暴雨径流控制体系 由于城市化建设导致降雨形成的面源污染呈现出径流量大、冲击性强、涉及面广的特点，城市防洪、地表径流污染和雨水资源利用就需要综合的应对措施。在过去的几十年里，各国研究人员针对城市暴雨径流控制技术开展了大量的研究和应用工作，积累了丰富的经验，并形成了相对系统的城市暴雨径流控制体系。该体系的典型之处在于利用适当的技术削减流量峰值、降低直排污染物浓度，因地制宜进行生态设计和工程或者非工程措施建设，从源到汇对径流和污染物进行全过程控制管理，实现城市开发前后其水文功能基本保持不变的状态。 暴雨径流控制体系，从最早美国的最佳管理实践Best Management Practice (BMP)和低影响开发Low Impact Development (LID)，发展到英国的可持续城市排水系统Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS)和新西兰的低影响城市设计与开发Low Impact Urban Design and Development (LIUDD) [ 10 ]，再发展到二十一世纪的水敏性城市设计Water Sensitive Urban Design (WSUD)和Active，Beautiful Clean water计划(ABC)。 2.1. 控制体系的辨析 为了更加清晰的分别比较不同控制体系的特点，本文在已有研究 [ 11 ] 的基础上稍作修改，选取了BMP、LID、WSUD和ABC四种体系进行对比，详见表1。 Table 1 Analysis on typical control system of urban stormwate 类别 BMP LID WSUD ABC Best Management Practice Low Impact Development Water Sensitivity Urban Design Active，Beautiful Clean Water 国家 美国 美加、欧洲 澳大利亚 新加坡 特点 流域尺度 水质控制 小尺度源头 控制 源头 水质水量控制 河道水库 改造 从系统角度出发 在暴雨进入水体前进行流域控制 主要关注水质 在微观区域 对源头采用保护 天然地表的措施 控制暴雨径流污染 将雨水在源头 进行收集控制 强调将暴雨径流和天然河道作为资源进行利用 河道水库 清淤疏浚 美化环境 配套建立 休闲设施 表1. 城市暴雨径流控制体系辨析 BMP的特点是在污染物进入水体前通过各种经济高效、满足生态环境要求的措施使得地表径流污染得到有效控制，概括起来则是对流域尺度的水质进行控制。美国环保署广泛使用BMP在城市非点源污染及与城市排水系统相关的污染管理上 [ 12 ]，实践证明BMP是一套较为有效的径流控制措施 [ 13 ]。 随着工程中使用经验的积累和研究的深入，研究人员逐步发现：传统的控制措施如滞留塘等的成本太高，且难以达到水质目标。从20世纪90年代开始，美国马里兰州乔治王子郡的专家开始研究建立一种基于源头控制的多点微观暴雨控制策略 [ 14 ]，它就是低影响开发。LID主要在小流域内采用或保护天然的水文控制措施，包括渗透、过滤、蓄存、挥发和滞留等，将径流控制在源头 [ 11 ]。 借鉴了BMP和LID的经验，各国的研究和管理者综合本国特点先后形成了不同的暴雨管理控制体系。如澳大利亚的WSUD，英国的SUDS，新西兰的LIUDD和新加坡的ABC计划。WUSD强调将暴雨径流和天然河道作为资源进行利用而不是在暴雨时尽快将雨水排出 [ 15 ]。WSUD的侧重是源头的水质水量控制。 新加坡从2006年起推出“活跃美丽和干净的水计划”，即ABC计划。ABC计划除了改造国家的水体排放功能，供水到美丽和干净的河流和水库之外，还为市民提供了新的休闲娱乐空间。截止2030年，ABC计划将有超过100多个项目被确立阶段性实施，拉近了人与水的距离。 2.2. 城市水循环开发思路的改变暴雨径流控制设计思路的改变 不同种类的暴雨径流控制体系协调的都是人类活动与城市自然的水文循环过程之间的关系。在这些控制体系的指导下，城市水循环也被赋予了新的内容。以水敏性城市设计WSUD为例，图1比较了城市水循环的不同开发思路。图中蓝色箭头代表自然过程，而黄色箭头则是人为过程。将水敏性城市设计水平衡与城市水平衡做一个比较，可以发现水敏性城市设计水平衡增加了蒸发、渗透、径流这三种自然过程，减少了饮用水的使用和污水的排放，回用了暴雨和污水。该设计思路总体上改善了自然径流过程，减少了人为径流。 图1. 城市水循环不同开发思路的比较 2.3. 暴雨径流控制设计思路的改变 新型城市水循环的开发思路给城市设计带来了改变。以公共开发空间为例，图2比较了暴雨控制设计与传统设计截然不同的设计思路。在传统设计中，建筑是工整地排列，雨水和污水是通过集中官网，收集处理。而在暴雨控制设计中，引入了与开放空间相整合的水池，邻里中心等多种景观，水系环流整个街区。据此可以总结出暴雨控制设计的五个特点 [ 16 ] ：保证受纳水体水质；减少径流和峰值流量，通过合理布置下渗池、透水铺装等措施降低下游流量峰值；保护天然水系，在城市发展过程中使其充分发挥作用；最小化排水设施的成本，在减少城市发展成本的同时增加效益，并使景观得到改善，从而提升区域价值；将暴雨处理手段整合进景观，将雨水作为一种景观要素。在暴雨控制设计中，水是关键，要综合考虑水质、水量、水系、水处理设计和亲水景观。
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user: 3. 暴雨径流的技术措施 尽管不同国家都发展出各具特色的暴雨径流控制体系，但其中的技术措施基本一致。本文具体以低影响开发LID来阐述暴雨径流的技术措施。LID以不增加城市基础设施负担为原则，通过分散的、小规模的源头控制，综合采用入渗、过滤、蒸发等方式减少径流排水量，减少下游排水管道的尺寸，恢复区域的自然水文功能，补充地下水 [ 11 ]，图3列出了常见的LID技术示范。 图2. 公共开放空间：传统设计与暴雨控制设计的比较 [ 16 ] 图3. LID的技术示范(A-H) 不同的LID技术措施在其功能、去除颗粒物、适用条件和费用方面有很大的差异，因地制宜进行一种或多种措施的配置是可持续发展技术的核心之一。表2列出了八种主要的LID技术，并对其功能、去除颗粒物的粒径和适用性三个方面的表现进行了比较分析。 Table 2 Summary of treatment function，applicability and cost of eight LID technique 技术措施 生态滞留 草沟 Bioretention swales 生态滞留池 Bioretention basins/ raingardens 植被缓冲带 Vegetated swales/ buffer strips 砂滤池 Sand filters 沉淀池 Sedimentation basins 人工湿地 Constructed wetlands 池塘和浅湖 Ponds and shallow lakes 雨水罐 Rainwater tanks 功能 水质处理 √√√ √√√ √√√ √√√ √√√ √√√ √ √ 流量衰减 √√ √√ √√ √√ √√ √√√ √√√ √√√ 暴雨输送 √√√ √ √√√ √ √ √ √ √ 去除颗粒物的粒径 粗–中粒径 5000 μm~ 125 μm √√ √√√ √√ √√√ √√√ √√ 细粒径 125 μm~ 10 μm √√√ √√√ √√√ √√√ √√√ √√√ 极细/胶体 10 μm~ 0.45 μm √√ √ √√ √ √√√ 溶解态 <0.45 μm 主导附加功能 景观价值 美学价值 + 栖息地 景观价值 栖息地 + 娱乐功能 栖息地 + 娱乐功能 暴雨回用 适用性 场合 中央种植隔离带 街道 中央种植隔离带/公园 街道 湿地的前处理 公园/空地 美学价值/湿地的后处理 个人拥有 占地 大， 限制进入 有限空间 大， 限制进入 有限空间 大 大 大 有限空间 斜度 平缓 <5% 平地 平缓 <5% 陡坡 平地 平地 陡坡 不限制 流量控制水平 输送 排放 输送 排放 排放 排放 排放 水源 指导性费用 安装费用 中 中 低 低/中 高 高 高 低 维护费用 中 中 中/高 中 中/高 中 中 低 表2. 8种LID技术功能、适用性和费用的总结比较 注：“√”说明：数量代表指标适用性强弱，数量越多代表该指标适用性越强。安装费用说明：低：小于500澳元/每公顷；中：500~1500澳元/每公顷；高：大于1500澳元/每公顷。维护费用说明：低：小于100澳元/每年每公顷；中：100~250澳元/每年每公顷；高：大于250澳元/每年每公顷。 3.1. 功能 从表2可以看出，前六种LID技术都拥有很好的水质处理效果，而池塘浅湖和雨水罐的表现不佳。池塘浅湖通常较少单独使用；雨水罐是一个相对密闭的系统，系统中没有生物进行水质的净化作用，水质处理效果一般。 流量衰减方面，人工湿地、池塘浅湖和雨水罐的效果最好。原因在于人工湿地面积大，抗冲击负荷能力强；池塘浅湖也拥有较大的面积，水流一进入，流量就被快速衰减。 暴雨输送方面，生态滞留草沟和植被缓冲带的效果最好。因为只有这两项技术的水流运动方式是输送，对应表格中“适用性”的“流量控制水平”。相比而言，生态滞留池、砂滤池、沉淀池、人工湿地、池塘和浅湖的径流运动方式是下渗，暴雨输送效果差。 3.2. 去除颗粒物的粒径 在文献数据支撑的前提下，表2中的前六种技术去除颗粒物的粒径范围得到了大致的量化 [ 16 ]，不同技术对于其可以去除颗粒物粒径的范围表现出不同的优势。 人工湿地去除颗粒物的粒径范围分布最广，从极细/胶体颗粒物到粗–中粒径颗粒物。人工湿地是一种低水位、高植被覆盖的水体系统，它主要通过强化沉淀、精细过滤、吸收等过程去除污染物。暴雨径流流入人工湿地系统后，流量衰减明显，流速降低的水流流过高密度植被区，在那里植物将吸收大量的营养物和其他污染物质，因此该技术对于不同粒径的颗粒物去除取得了明显效果 [ 16 ]。 3.3. 适用性 在适用场合上，沉淀池和池塘浅湖分别作为湿地的前处理和后处理手段。这样沉淀池、湿地和池塘浅湖就形成了一个处理链。沉淀池沉积的是粗–中粒径的颗粒物，特别是粒径在125 μm以上的颗粒物。而人工湿地沉积物质较多，大颗粒物质经常阻塞系统，沉淀池可以缓解人工湿地的这一问题。人工湿地的水量较大，稳定的出流流出系统，易形成池塘和浅湖。 在占地方面，生态滞留草沟、植被缓冲带、沉淀池、人工湿地、池塘浅湖的面积较大。其中生态滞留草沟和植被缓冲带还被限制进入，这主要是出于两种技术的水深和流速经常超过安全限值，给路过的行人带来风险 [ 16 ]。 在斜度方面，除了雨水罐之外，其它七种技术的斜度从大到小排序为砂滤池 > 池塘和浅湖 > 生态滞留草沟、植被缓冲带 > 生态滞留池、沉淀池、人工湿地。砂滤池在水处理中用作较大颗粒杂质的过滤，经过改造，可以作为合适的LID技术用作较大颗粒物的去除，大斜度的地形有利于去除效果的提高。