室外气象站_全国城市室外气象参数

1.天气是怎样预报的

2.城市水土环境变化环境地质指标体系

中国规定的基本风压w0 以一般空旷平坦地面、离地面10米高、风速时距为10分钟平均的最大风速为标准，按结构类别考虑重现期(一般结构重现期为30年，高层建筑和高耸结构为50年,特别重要的结构为100年),统计得最大风速v（即年最大风速分布的96.67%分位值，并按w0=ρv2/2确定。式中ρ为空气质量密度；v为风速）。根据统计，认为离地面10米高、时距为10分钟平均的年最大风压，统计分布可按极值I型考虑。　基本风压因地而异，在中国的分布情况是：台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最大风压区，由台风造成。东北、华北、西北的北部是风压次大区，主要与强冷气活动相联系。青藏高原为风压较大区，主要由海拔高度较高所造成。其他内陆地区风压都较小。　风速风速随时间不断变化（图1）,在一定的时距Δt内将风速分解为两部分：一部分是平均风速的稳定部分；另一部分是指风速的脉动部分。为了对变化的风速确定其代表值作为基本风压，一般用规定时距内风速的稳定部分作为取值标准。

建筑设计中的取用：基本风压应按《建筑结构荷载规范》附录D.4 中附表D.4 给出的50 年一遇的风压用，但不得小于0.3kN/m2。

对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。

当城市或建设地点的基本风压值在本规范全国基本风压图上没有给出时，基本风压值可根据当地年最大风速资料，按基本风压定义，通过统计分析确定,分析时应考虑样本数量的影响(参见附录D)。当地没有风速资料时，可根据附近地区规定的基本风压或长期资料，通过气象和地形条件的对析确定；也可按本规范附录D中全国基本风压分布图(附图D.5.3)近似确定。

风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4 和0。 从某一高度的已知风压（如高度为10米的基本风压），推算另一任意高度风压的系数。风压高度变化系数随离地面高度增加而增大，其变化规律与地面粗糙度及风速廓线直接有关。设计工程结构时应在不同高度处取用对应高度的风压值。

对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表8.2.1 确定。

地面粗糙度可分为A、B、C、D 四类：

——A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

——B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；

——C 类指有密集建筑群的城市市区；

——D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 8.2.2对于山区的建筑物，风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别，由表8.2.1确定外，还应考虑地形条件的修正，修正系数η分别按下述规定用: 1 对于山峰和山坡，其顶部B 处的修正系数可按下述公式用：

式中tg α—山峰或山坡在迎风面一侧的坡度；当tg α>0.3 时，取tg α=0.3；

k—系数，对山峰取3.2，对山坡取1.4；

H—山顶或山坡全高(m)；

z—建筑物计算位置离建筑物地面的高度，m；当z>2.5H 时，取z=2.5H。

对于山峰和山坡的其他部位，可按图8.2.2 所示，取A、C 处的修正系数ηA、ηC 为1，AB 间和BC 间的修正系数按η的线性插值确定。

2 山间盆地、谷地等闭塞地形η=0.75～0.85；

对于与风向一致的谷口、山口η=1.20～1.50。 8.2.3对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物，风压高度变化系数可按A 类粗糙度类别，由表8.2.1 确定外，还应考虑表8.2.3 中给出的修正系数。 也称空气动力系数，它是风在工程结构表面形成的压力（或吸力）与按来流风速算出的理论风压的比值。它反映出稳定风压在工程结构及建筑物表面上的分布，并随建筑物形状、尺度、围护和屏蔽状况以及气流方向等而异。对尺度很大的工程结构及建筑物，有可能并非全部迎风面同时承受最大风压。对一个建筑物而言，从风载体型系数得到的反映是：迎风面为压力；背风面及顺风向的侧面为吸力；顶面则随坡角大小可能为压力或吸力。 8.3.1房屋和构筑物的风载体型系数，可按下列规定用: 1 房屋和构筑物与表8.3.1 中的体型类同时，可按该表的规定用；

2 房屋和构筑物与表8.3.1 中的体型不同时，可参考有关资料用；

3 房屋和构筑物与表8.3.1 中的体型不同且无参考资料可以借鉴时，宜由风洞试验确定；

4 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物，应由风洞试验确定。 8.3.2当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的体型系数μs乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验得出。 8.3.3验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定用局部风压体型系数: 一、外表面 1 正压区按表8.3.1 用；

2 负压区

－对墙面，取-1.0；

－对墙角边，取-1.8；

－对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位)，取-2.2；

－对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件，取-2.0。

注:对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1 或房屋平均高度的0.4，取其小者，但不小于1.5m。 内表面 对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取-0.2 或0.2。 风的脉动部分对高耸结构所引起的动态作用。一般结构对风力的动态作用并不敏感，可仅考虑静态作用。但对于高耸结构（如塔架、烟囱、水塔）和高层建筑，除考虑静态作用外，还需考虑动态作用。动态作用与结构自振周期、结构振型，结构阻尼和结构高度等因素有关，可将脉动风压定为各态历经随机过程按随机振动理论的基本原理导出。为方便起见，动态作用常用等效静态放大系数，即风振系数的方式与静态作用一并考虑。 8.4.1对于基本自振周期T1 大于0.25s 的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构,以及对于高度大于30m 且高宽比大于1.5 的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发 生顺风向风振的影响。风振计算应按随机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。 注:近似的基本自振周期T1 可按附录E 计算。 8.4.2对于一般悬臂型结构，例如构架、塔架、烟囱等高耸结构,以及高度大于30m，高宽比大于1.5 且可忽略扭转影响的高层建筑，均可仅考虑第一振型的影响，结构的风荷载可按公式(8.1.1-1)通过风振系数来计算，结构在z 高度处的风振系数βz 可按下式计算: 式中ξ—脉动增大系数；

υ—脉动影响系数；

—振型系数；

μz—风压高度变化系数。 8.4.3脉动增大系数，可按表8.4.3 确定。 注：计算 时，对地面粗糙度B 类地区可直接代入基本风压，而对A 类、C 类和D 类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38、0.62 和0.32 后代入。 8.4.4脉动影响系数，可按下列情况分别确定。 1 结构迎风面宽度远小于其高度的情况(如高耸结构等)： 若外形、质量沿高度比较均匀，脉动系数可按表8.4.4-1 确定。 当结构迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直线变化，而质量沿高度按连续规律变化时，表8.4.4-1 中的脉动影响系数应再乘以修正系数θB 和θv。θB应为构筑物迎风面在z 高度处的宽度Bz 与底部宽度B0 的比值； θν可按表8.4.4-2 确定。 2 结构迎风面宽度较大时,应考虑宽度方向风压空间相关性的情况(如高层建筑等):若外形、质量沿高度比较均匀，脉动影响系数可根据总高度H 及其与迎风面宽度B 的比值，按表8.4.4-3 确定。

8.4.5振型系数应根据结构动力计算确定。对外形、质量、刚度沿高度按连续规律变化的悬臂型高耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑,振型系数也可根据相对高度z/H 按附录F 确定。

8.5.1对矩形截面高层建筑当满足下列条件时，确定其横风向风振等效风荷载：

1 建筑的平面形状和质量在整个高度范围内基本相同;　　2 高宽比HμBD在4~8 之间，深宽比D/B 在o. 5~2 之　　间，其中B 为结构的迎风面宽度.D 为结构平面的进深(顺风向尺寸) ;间，其中B 为结构的迎风面宽度.D 为结构平面的进深(顺风向尺寸) ;　　3 vHTu //西运10. Tu 为结构横风向第1 阶自振周期，均为结构顶部风速。

8.6.1对圆形截面的结构，应根据雷诺数Re 的不同情况按下述规定进行横风向风振(旋涡脱落)的校核：

1 当Re<3×10 时(亚临界的微风共振)，应按下式控制结构顶部风速υH 不超过临界风速υcr， υcr 和υH 可按下列公式确定：

式中T1—结构基本自振周期；

St—斯脱罗哈数，对圆截面结构取0.2；

γW—风荷载分项系数，取1.4；

μH—结构顶部风压高度变化系数；

ω0—基本风压(kN/m)；

ρ—空气密度(kg/m)。

当结构顶部风速超过υcr 时，可在构造上取防振措施，或控制结构的临界风速υcr 不小于15m/s。

2 Re≥3.5×10且结构顶部风速大于υcr 时(跨临界的强风共振)，应按第8.6.2条考虑横风向风荷载引起的荷载效应。

3 雷诺数Re 可按下列公式确定：

Re=69000vD (8.6.1-3)

式中υ—计算高度处的风速(m/s)；

D—结构截面的直径(m)。

4 当结构沿高度截面缩小时(倾斜度不大于0.02)，可近似取2/3 结构高度处的风速和直径。 8.6.2跨临界强风共振引起在z 高处振型j 的等效风荷载可由下列公式确定： 式中 —计算系数，按表8.6.2 确定；

—在z 高处结构的j 振型系数，由计算确定或参考附录F；

ζj—第j 振型的阻尼比；对第1 振型，钢结构取0.01，房屋钢结构取0.02，

混凝土结构取0.05；对高振型的阻尼比，若无实测资料，可近似按第1 振型的值取用。

表8.6.2 中的H1 为临界风速起始点高度，可按下式确定：

式中α—地面粗糙度指数，对A、B、C 和D 四类分别取0.12、0.16、0.22 和0.30；

υH—结构顶部风速(m/s)。

注:校核横风向风振时所考虑的高振型序号不大于4，对一般悬臂型结构，可只取第1 或第2 个振型。 8.6.3校核横风向风振时，风的荷载总效应可将横风向风荷载效应Sc 与顺风向风荷载效应SA 按下式组合后确定： 8.6.4对非圆形截面的结构，横风向风振的等效风荷载宜通过空气弹性模型的风洞试验确定；也可参考有关资料确定。

膜结构中的风荷载 风荷载是膜结构设计控制荷载之一，一般作为静荷载进行结构分析。组合值为0 6、频遇值为0 4、准永久值系数为O。

风振系数，指将lOmin平均风压系数转化为瞬时风压系数，同时考虑风荷载脉动与结构动力之间的谐振效应。风振系数不仅与建筑场地有关，且与结构自振特性有关，很难给出“准确值”c大型空间结构属柔性结构体系，自振频率小，振形密集，以至存在大量同频率振形，振形间模态相关性强。对动力效应起作用的频率多，且低阶振形并不一定为主振形，某些高阶振形动力效应反而大。因此，不能用低阶或某阶振形频率确定风振系数，需要综合评价结构整体动力特性，结合既往相似工程，选取合理值。 8.5.1计算围护结构风荷载时的阵风系数应按表8.5.1 确定。

天气是怎样预报的

风向是指风的来向，最多风向是指在规定时间段内出现频数最多的风向。人工观测，风向用十六方位法；自动观测，风向以度(°)为单位。

系统概述

本自动站可观测的气象要素有：环境温度、环境湿度、露点温度、风速、风向、气压、太

阳总辐射、降雨量、地温（包括地表温度、浅层地温、深层地温）、土壤湿度、土壤水势、土壤热通量、蒸发、二氧化碳、日照时数、太阳直接辐射、紫外辐射、地球辐射、净全辐射、环境气体共二十项数据指标，也可根据用户科研需要进行灵活配置，同时可还可与GPS定位系统、QSE101天气报文编码器、GPRS、GSM通信和Modem等设备连接，具有性能稳定，检测精度高，无人值守等特点，可满足专业气象观测的业务要求。大中专院校、科研机构或组网于气象、机场、环境监测、交通运输、军事、农林、水文、极地考察等诸多领域。

气象站根据用途、安装及精确度可分为：便携式气象站、高精度气象站、高速公路气象站、森林火险气象站及校园气象站。

城市水土环境变化环境地质指标体系

天气图是传统天气预报主要方法

所谓天气图就是标有同一时间、不同地点天气现象和气象要素的地图。天气图分地面、高空两大类。从天气图上可一目了然地年看到天气系统和天气的分布，知道冷空气、暖空气在哪里，哪里刮风下雨、哪里天气晴好。连续分析不同时刻天气图，就知道天气系统的移向移速，从而判断本地未来受什么天气系统影响，会出现什么天气。

所谓天气系统是指能显示天气分析的气压系统。天气系统是天气的制造工厂，有较好的对应关系。比如，受大陆冷高压控制，天气晴冷，多吹偏北风；受副热带高压控制，天气晴热，多吹偏南风。冷暖空气交汇地带称为锋，受锋影响，天气突变，以阴雨天气为主。受低压控制，多阴雨天气。台风是热带洋面上强烈发展的低气压，受台风影响，会造成大风和洪涝灾害。

发达国家天气预报有近140年历史。1854年英、法为了控制土耳其，向俄国宣战，发动了克里米亚战争。11月14日，英法舰队在黑海遇强风暴，风速超过30米／秒（11级），几乎全军复没。事后，巴黎天文台台长、海王星发现者勒佛里埃研究这次风暴路径，他收集了11月12-16日气象记录，查明风暴向东南方移动，在袭击联军舰队前一、二天，西班牙、法国西部已先受影响。勒佛里埃认为，若建立气象观测网，绘制天气图，可预报风暴移向移速。1863年秋，法国使用天气图向港湾发布风暴警报。此后，欧美和日本陆续绘制天气图，天展天气预报。

在中国，战争后帝国主义出于侵略的需要，在北京和全国43个港口设立了测候所，从事气象观测和绘制天气图工作。1927年南京设立气象研究所，在竺可桢领导下，各地纷纷设立测候所，在培养人材、收集气象资料和科研方面取得相当成绩，但不正式对外发布天气预报。1949年新中国成立后，气象事业迅速发展。到1957年按所政区划建成气象台站网。苏州市气象台1959年1月1日正式发布天气预报。天气预报的主要方法是天气图、数理统计和群众看天经验。

数值天气预报是现代天气预报的主要方法

20世纪80年代以来，随着遥感、计算技术和气象卫星资料的广泛应用，世界天气预报出现了新的飞跃，传统的天气图已被数值天气预报取代。所谓数值天气预报应用7个流体力学、热力学微分议程来描述大气运动规律，7个议程中含有7个未知数--最高气温、最低气温、降水量、湿度、气压、风向、风速，通过大型高速计算机求解方程组，获得未来7个未知数的时空分析，即未来天气分布。世界上有30多个国家开展数值预报业务，发达国家建立了全球和有限区域两种预报模式，计算机最高运行速度40亿次／秒。全还应数值预报模式垂直分层超过30层，水平分辨率60公里，预报可用时效中高纬10天，低纬5天。有限区域预报模式水平分辨率15公里，美国、德国可达2公里。

发达国家气象中心每天定时发布全国各城市或各区域（日本将全国划成191个格距20公里正方形区划）天气预报，预报时效7-8天，逐日滚动。各地气象台根据本地实况和预报员经验对气象中心发来的预报进行订正。几乎所有国家的气象部门都实行垂直领导，发达国家按气候区划设置台站。美国实行两级管理体制，即国家气象中心和天气服务台。国家级中心有9个--国家气象中心（逐日发布全国各城市7天预报）、国家飓风预报中心、国家强风暴预报中心、国家环境模拟中心、国家业务控制中心、国家水文气象预报中心、国家航空预报中心、国家海洋预报中心和国家气候预报中心。天气服务台有116个，每个服务台配备一部先进的多普勒天气雷达。9个国家中心承担着全国天气预报，灾害性天气警报以及航空、航海天气预报等任务。天气服务台负责接收国家中心发布的预报信息，结合本地最新气象资料和预报员经验，进行编辑和订正，作出本地天气预报。但国家中心发布的灾害性天气警报，天气服务台无权订正，理由有三条：一是只有国家中心才能获得全部数值预报产品，气象卫星、天气雷达和全国一小时一次的地面观测资料；二是国家中心预报员是通过全国公开招聘、竞争上岗的，他们既有理论，又有实践经验；三是经过三年对比证明，订正反而导致预报质量下降。日本气象体制分：气象厅、管区气象台和地方气象台。气象厅预报部每天发布全国191个区域天气预报和灾害性天气警报。

在中国，1982年开展数值预报业务，每天制作北半球三天形势预报。1995年引进美国的Cray巨型计算机（峰值运算速度20亿次／秒）每天制作全球七天形势预报。19年起每天制作全球十天形势预报。目前全球预报水平分辨率120公里，有限区域预报水平分辨率55公里。我国气象体制分成五级：中国气象局、大区气象局、省级气象局、市级气象局和县级气象局，全国气象部门共有6万多人。与发达国家相比，我国气象事业的主要差距是：

1、资料同化系统落后，气象卫星、商用飞机和天气雷达的资料尚未进入数值预报系统。天气雷达定量测定降水尚未开展，卫星云图还停留在"看图识字"水平上。

2、数值预报产品释用尚未形成业务。

3、天气预报重复劳动严重，主要原因是国家中心和省级气象台指导产品少、质量不高，指导不到位。下级台站为了服务，只能独立地制作长、中、短天气预报。 好运

参考资料：

.szkp.org.cn/kejijiangzuo/2002-8-2.htm

一、城市水土环境变化调查指标体系

本项目依据环境地质指标的构建原则，基于我国在城市水土环境方面的大量研究，结合国内外为应对城市水土环境变化而设立的各种地质环境调查指标设计，以影响因素→状态变化→危害与后果为主线，按影响指标（危险性）、状态指标（状态变化）、后果指标（危害）进行分类，构建城市水土环境变化地质环境调查指标体系，具体指标见表7-3。

表7-3 城市水土环境变化地质环境调查指标体系

其指标主要涉及城市水土环境变化过程中地表系统的物理、化学作用，以及生物/非生物演化过程，以状态值或短时间尺度的变化来测量或监测城市水土环境变化的过程。影响、状态和后果三个方面相互结合，全面系统地揭示了城市水土环境变化的本质。

（一）影响指标

1.地形地貌

地形地貌指标选用地貌类型、地形坡度和山地面积三个参数。我国地貌类型的多样化使得不同地域的城市地貌类型组成、复杂程度不同，山地所占面积不同，地形坡度亦不同，因而可能产生的水土环境问题的类型和程度大不相同。如地形的复杂程度及斜坡坡度控制着崩塌、滑坡、泥石流产生的临空条件。

2.包气带

包气带是指位于地球表面以下、潜水面以上的地质介质。土壤类型是具体监测土壤这一自然影响指标的参数。是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带，它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。备选参数中，土壤类型对地下水的入渗补给量具有显著影响，同时也影响污染物垂直向非饱和带运移的能力。特殊土是指具有特殊物质成分和结构、赋存于特殊环境中、易产生不良工程地质问题的区域性土，如黄土、膨胀土、盐渍土、软土、冻土、红土等。当其与工程设施或工程环境相互作用时，常产生特殊土地质灾害。包气带地球化学反映各种元素在包气带中的迁移和富集规律，城市包气带介质中元素的地球化学分布特征不同，产生的水土环境污染具有不同特征，原生地球化学异常会导致某城市特殊的水土环境问题。

3.水文

在城市发展中，一些不合理的湿地开发行为导致其功能退化，美国农业部门研究表明，城市化进程都涉及侵占实地问题，美国已经丧失了58%的湿地，由此可见，湿地面积可以反映城市水土环境开发建设的合理性。城市地表水体水文过程直接制约着污染物在水体内的迁移转化，危及到地表水水质安全所在。随着水位的变化，其底质环境范围也在增加与减少，不同高程的土壤淹没与否，导致其形成底质中主要离子的溶解与析出，引起其在水体中浓度的变化。另外，在一定变化范围内，通常流量愈大，其主要离子的含量愈小。所以选用河、湖及其他地表水体（包括湿地、季节性积水洼地）的流量和水位描述水文对城市水土环境的影响。

4.水文地质

本研究选用含水层岩性，非饱和带介质岩性，含水层导水系数三个参数对水文地质条件进行描述。地下水污染物的扩散和动态分布特征与水文地质背景密切相关。对同一污染源而言，地下水污染通道、主要途径以及污染风险大小都取决于其固有的水文地质特性。

含水层岩性影响地下水的渗流，污染物的运移路线主要由含水层岩性所控制。一般情况下，含水层岩性的颗粒越粗或裂隙和溶洞越多，渗透性越大，含水层岩性所具有的稀释能力越小，含水层的污染潜势越大。

非饱和带的介质岩性决定着土壤层和含水层之间岩土介质对污染物的削减特性，因此非饱和带也对地下水遭受污染产生影响。

含水层导水系数反映含水层介质的水力渗透性能，控制着地下水在一定的水力梯度下水的流动速率，而水的流动速率控制着污染物在含水层内迁移的速率。

5.气象

选用降水量，酸雨（pH、强度、频度），沙尘暴（风速、大风日数）三个参数对影响城市水土环境变化的气象因素进行描述。

（1）降水是陆地上一切水的补给来源，是一种潜在的水。通常降水与河川总径流量、地表水量都具有良好的对应关系，另外，它还是地表水的重要补给，因此本研究选用降水量对降水进行监测。

（2）酸雨对水环境的直接后果就是水体酸化，而水体酸化将引起水体中一系列物理、化学和生物变化，这些变化相互关联，最终导致水中元素的含量、形态和生物有效性发生改变；另外，酸雨对土壤环境也产生重要影响，主要表现为：盐基阳离子的淋失，土壤pH值下降，酸中和容量减小，土壤中铝的活化等。本研究选用酸雨pH、强度和酸雨率三个参数对酸雨进行刻画，其中酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值0%，最高值为100%。如果有降雪，当以降雨视之。

（3）沙尘暴会使土壤受到不同程度的风蚀危害，沙尘暴特别是强沙尘暴危害巨大，轻者刮走表层土，重者可使土壤变得贫瘠粗化。本研究选用沙尘暴强度、持续时间和频率三个参数对其进行刻画。

6.生态

分别选用绿地率和地面硬化率作为刻画城市生态的正向和逆向参数。这是因为城市绿地具有诸多水文效应。对保持城市水土环境具有至关重要的作用，通过绿地土壤入渗及贮存作用，实现降水的再分配，延长水在流域的滞留时间，增加大气降水的有效利用，城市绿地植被可以净化水质，过滤、吸收或吸附各种营养元素和污染物质，分泌抗菌物质、减少细菌数量，为水输送氧气，保护和改善水质改善流域水环境。相反，过量的地面硬化率则不利于城市生态的健康发展。它使城市地下水得不到有效补充，造成城市缺水现象严重。另外，由于水量下渗的减少，使城市土壤本来可以发挥作用的环境净化功能不能有效利用，土壤水库功能不能发挥。更为严重的是，由于城市地表存在大量的尘土，其中包含大量的污杂物，因此径流的形成虽然似乎能洗涤地表，但也将这些污染物快速地带入了城市通道，进而污染城市水土环境。严重污染的城市地表径流，直接从城市雨水管道口流入内河，污染了河水，造成城市水土境保护的恶性循环。

7.水开发利用

水开发利用是影响城市水多寡的重要因素。目前城市由于经济发展和人口膨胀，导致地表水利用量和地下水开量增加，有些城市，甚至超过水可开量，由此引发一系列水问题。因此本研究选择地表水利用量、地表水可利用量、地下水开量、地下水可开量描述城市水开发利用情况。

8.人为地质营力

（1）人口。众所周知，城市人口分布过密，当人口数量超过其承载能力，就会带来严重的水土环境破坏，为了满足日益增长的人口生活需求，势必索取足够的水土，而过多的人口，在占有了水土之后，又将污染物排入水土环境，最终导致城市水土环境逐步恶化。因此选用总人口、人口密度以及人口增长率来描述城市人口规模和增长对城市水土环境的影响。

（2）社会经济。城市工矿企业密集，工业废水、废渣，使水土环境污染程度远比乡村严重得多。另外，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益，工业发展中，消耗较高，综合利用率较低等对水土环境产生不利影响。因此选用GDP、GDP增长率、万元GDP能耗、万元GDP水耗对社会经济对水土环境的影响进行描述。

（3）城市建设。城市建成区在单核心城市和一城多镇有不同的反映。在单核心城市，建成区是一个实际开发建设起来的集中连片的、市政公用设施和公共设施基本具备的地区，以及分散的若干个已经成片开发建设起来，市政公用设施和公共设施基本具备的地区。对一城多镇来说，建成区就由几个连片开发建设起来的，市政公用设施和公共设施基本具备的地区所组成。建成区占城市地区总面积的比例，反映了城市土地利用结构的合理化水平，它能直接影响城市土地的布局，也能间接影响城市水环境的状况。此外，农业用地比例和矿山开发程度，直接影响城市水土环境的变化。

（4）污染物排放。污染物排放是导致城市水土环境恶化的重要源头。本研究主要选取与城市相关的主要污染源，包括工业废水排放量及主要污染物排放强度、生活污水排放量及主要污染物排放强度、固体废物（包括工业固废、生活垃圾、危险废物、医疗废物、城市污水处理厂污水处理产生污泥等）渗滤液产生量及主要污染物强度等。

（5）污水处理率。污水处理率指经过处理的生活污水、工业废水量占污水排放总量的比重。计算公式：污水处理率=污水处理量/污水排放总量×100%。

（6）雨洪利用率。我国诸多城市一方面水短缺，另一方面过境洪水利用率低，形成过境水量大、利用率小、洪涝灾害和持续干旱频繁发生的局面。因此有必要将雨洪利用率纳入人为地质营力可测量参数范围内。

9.工程地质

城市规划与工程建设会影响城市水土环境变化，本文结合已有的城市工程环境地质指标和城市水土环境因素，选择边坡稳定性，容积率和场地土类型作为测量参数。其中，容积率是衡量建筑用地使用强度的一项重要指标。其计算公式为：容积率=总建筑面积÷建筑用地面积。

10.城市地质灾害

本部分选取了对城市水土环境变化具有明显影响的地质灾害作为测量参数，可测量参数包括滑坡、泥石流、洪涝灾害发生频率，地震发生频率和烈度。

（二）状态指标

状态指标包括水土环境和水土两方面的内容，其中水土环境包括地表水水质、地下水水质和土壤质量三个地质环境调查指标；而水土包括水量、地下水位和土地利用三个地质环境调查指标。下面逐一对环境地质指标进行简单阐述。

1.地表水水质

地表水水质反映了城市地表水环境质量状况。在人类活动密集的城市区域，自然因素对水环境的作用相对微弱，水质主要与人类的生活和生产活动密切相关。因此在选择可测量参数时，既要考虑到常规水质参数，如pH、水温、COD、BOD、凯氏氮和非离子氨、酚、氰化物、砷、汞，铬（六价）、总磷等，还要依据城市工矿企业排污特点确定特殊水质参数，如一些重金属参数和有机污染物参数。当需要对地表水水质进行综合评判时，应选用地表水质综合指数和地表水质级别来进行判断。

2.地下水水质

地下水水质反映了城市地下水环境质量状况，它同样受到自然和人为两方面的影响。通常选用地下水主要化学类型表征地下水原生化学特征。用常规水质参数和特殊水质参数表征地下水受人类活动影响化学特征的变化。当然，在对地下水水质进行综合评判时，同样选择水质综合指数和水质级别进行表征。

3.土壤质量

土壤质量反映了城市土壤质量状况。与水质指标类似，它既受原生土壤性质的影响，也受到人类活动的干扰，通常，人类活动的影响更大。在选择土壤质量可测量参数时，本研究选择pH，含水率，重金属浓度，有机物浓度等对其进行刻画，各污染物的选择要充分考虑当地工矿企业的排污特点以及生活垃圾的污染情况。而土壤质量综合指数和土壤质量级别是对土壤质量进行综合评判的参数。

4.水量

水量是衡量城市水多寡的重要指标。目前这方面的监测参数研究较为成熟，选用地表水量、地下水量和水总量对其进行监测。

5.地下水位

地下水分为潜水和承压水，水位不仅反映地下水的状况，而且能够反映地下水环境的状况。因此选用潜水埋深和承压水水位进行表征。具体介绍见第五节重要环境地质指标释义。

6.土地利用

城市的土地空间是城市的物质载体，也是城市一切经济社会活动发生的场所和经济社会关系的物化表现。城市土地利用方式，是城市人口增长、规模扩大及经济社会变迁带来的物质性结果。同时，城市土地空间不同的用地特征，也可反映不同的城市特征以及城市化的不同阶段。通常城市土地利用方式从数量和结构两方面刻画城市土地，是描述城市水土环境状况的重要指标。城市土地按其用途可分为：工业仓储用地、住宅用地、商业金融用地、交通用地、公共建筑用地、市政用地等，其中工业用地、住宅用地和商业金融用地是城市总用地中所占比重大，对城市土地利用整体状况起决定作用，并对城市的性质和功能具有重要影响的地带。因此，在城市土地现状研究时，应对工业用地、住宅用地和商业金融用地的面积和结构进行重点描述。

（三）后果指标

1.水衰减

水衰减的直接表现是水位下降和缺水，表征二者的直接参数为水位降深、水衰减量和地下水可开变化量。

表7-4 城市水土环境变化地质环境监测指标体系

2.海水入侵

陆地淡含水层的水位一般比海水水位高，但沿海城市经过长期大量抽取陆地淡含水层，会使其地下水位低于海水水位，导致海水（咸水）通过透水层渗入陆地淡含水层中，从而破坏地下水。表征海水入侵的参数有海水入侵面积和年入侵速度。

3.地面变形

地下水漏斗是城市超地下水的直接后果。由于地下水的过量开，导致水位大面积持续下降，破坏了地下水天然平衡状态，最终产生了持续下降的降落漏斗，进而加剧了城市的缺水状况。地下水漏斗面积，地面塌陷面积和地裂缝是监测地面变形的重要参数。

4.土地退化

城市地面不透水面积的增加，使得下垫面发生了根本变化，明显地改变了降雨径流的自然形态，从而造成城市水土流失现象，因此水土流失强度是一个重要衡量参数。如今，城市土地沙化、盐渍化面积的扩张是不容忽视的测量参数。

5.水土环境污染

水土环境污染是由于人类直接或间接地向城市水土环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而导致水土环境质量降低的现象。水污染主要是水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改变，从而影响水的有效利用。土壤污染是指当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化。通常用水土环境主要污染物超标率，污染程度，污染面积来表征污染的后果。

二、城市水土环境变化地质环境监测指标

在调查指标体系的基础上，根据“指标体系构建及应用的技术路线”，按照“PSR”模型确定城市水土环境变化地质环境监测指标体系，具体监测指标如表7-4。