透水混凝土路面堵塞对径流水质控制影响试验研究

透水混凝土铺装对雨水径流水质控制有显著效果,但随着使用时间的延长,铺装系统中的路面堵塞会越来越严重,水质处理能力也随之下降。试验表明,在一年重现期下,没有堵塞的透水混凝土路面对SS、COD、TN、TP、Cu的去除率分别是47%、40%、37%、43%、43%。当透水混凝土路面的堵塞率达到70%时,SS、COD、TN、TP、Cu的去除率分别下降到33%、27%、33%、34%、37%。随着透水混凝土路面的堵塞率的不断增大,其对径流中常见污染物的控制作用持续减弱。结果揭示了堵塞对径流水质控制的作用及变化,为透水混凝土铺装在海绵城市的建设过程中的应用及维护对策提供了技术支撑。     

地表径流污染物在透水铺装系统中的迁移规律

针对北京市雨水径流特性,选取3种典型的透水铺装系统即水泥透水砖、砂基透水砖和页岩透水砖,以面层破损实验和柱实验方式研究透水铺装系统对常规径流污染物（COD、NH₄⁺-N、TN、TP）的去除效能和机制,探讨不同降雨重现期和透水铺装各床层的影响。结果表明,破损的面层材料经雨水浸泡后可能会出现污染物溶出现象,加剧径流污染。3种透水铺装系统出水中的径流污染物浓度变化趋势基本一致,随着运行时间的延长,大部分污染物的浓度先急剧降低随后出现不同程度的升高。水泥砖和砂基砖透水铺装系统对污染物的去除效能较为接近,均优于页岩砖透水铺装系统。3种透水铺装系统面层、基层下部以及底基层对COD和NH₄⁺-N的去除效果较好;系统各床层对TN的去除效果均较差,甚至出现TN析出的现象,但对TP的去除效果均较好。当降雨重现期增加时,透水铺装系统对污染物的去除效果变差。     

透水混凝土铺装常用材料对径流污染物的吸附性能试验研究

透水混凝土铺装在去除道路径流污染物方面具有显著效果,是海绵城市建设中"净化"功能的载体,其机理之一在于铺装材料对污染物具有吸附作用。通过试验研究了透水混凝土铺装常用材料对各典型污染物的吸附效果。结果表明,水泥、石英砂及碎石对COD、Cu、TP、TN均有吸附作用,其中水泥对道路径流污染物COD、Cu、TP、TN的最大吸附去除率分别为82%、99%、66%、75%,石英砂为29%、98%、56%、48%,碎石为15%、98%、66%、47%。综合比较,3种材料中水泥对污染物的吸附效果最好,3种材料对铜的吸附去除效果相对其他污染物为最高。本研究结果为透水混凝土铺装在海绵城市的建设过程中的应用提供了理论基础。     

具有导渗导排管的透水混凝土铺装对径流削减试验研究

具有导渗导排管的透水混凝土铺装是在传统透水混凝土铺装基础上的一种新型的透水铺装形式。对具有导渗导排管的透水混凝土铺装的径流控制作用进行了试验。结果表明,当降雨重现期为1年时,具有导渗导排管的透水混凝土道路比普通道路、常规透水混凝土道路径流产生时刻分别晚55 min、43 min,峰现时刻时间分别晚80 min、30 min,洪峰流量削减率分别高70%、10%;随着降雨重现期的延长,产流时间和峰现时间呈现缩短趋势。具有导渗导排管的透水混凝土比常规透水路面对延迟产流时间和峰现时刻、削减洪峰水量具有更好的作用,可以为该创新型低影响开发技术的国内应用设计提供参考。     

道路LID改造对城市雨洪控制效果研究

以湖北省武汉市某道路为研究对象,对下凹式绿地、透水砖和透水路面3种低影响开发(LID)措施单独布设及其组合布设,得出3种改造方案,并运用暴雨洪水管理模型(SWMM)模拟连续降雨和不同重现期(2、10、100年)设计下海绵城市道路出口的径流过程和污染物(SS、COD、TN、TP)削减过程,分析了道路LID改造方案对城市雨...     

澳门城市暴雨径流污染特征研究

在澳门半岛选取7个试验汇水区,其中屋面汇水区3个,路面、公园绿地、分流制商住混合和合流制商住混合汇水区各1个,在2005年4月-8月借助自动采样器和手工采样进行水质监测,监测项目包括pH、TSS、TN,TP、CODMn、TOC、Zn、Pb、Cu、Fe.研究结果表明,商住混合分流制汇水区的TN、TP、CODMn,公园绿地汇水区的TN、TP,城市路面径流的CODMn,铁皮屋面的Zn、CODMn、TN,混凝土屋面径流的TN的降雨场次平均浓度值都超出国家地表水环境质量V类标准.干期合流制小区CODMn、TN浓度远高于其它试验汇水区暴雨径流水质,但铁皮屋面径流重金属尤其是Zn和Pb的降雨平均浓度远高于其它试验小区的值.从典型降雨场次污染物浓度历时变化看,两试验汇水区TSS、TN和TP浓度峰值分别出现在第一个水样和第三个水样,并迅速回落,持续下降,反映初期雨水污染物浓度较高.对同一汇水区不同降雨场次污染物输出特征的分析表明,干期长度与降雨强度是影响暴雨初始产流水质的重要因素.该研究一定程度上识别了澳门半岛不同城市下垫面暴雨径流的主要污染物及其影响因素,可为澳门半岛下水道系统和沿岸雨水排放口的污染物预测控制和整治的管理策略提供初步参考.     

典型透水沥青铺装对降雨污染控制效果研究

透水沥青铺装是削减地表径流的重要工程措施,该研究结合武汉地区的降雨及面源污染特点,搭建了不同面层厚度的透水沥青铺装实验装置,对不同降雨强度下各透水沥青铺装出水进行了检测与分析。结果表明:透水沥青铺装对TP的控制效果最好,去除率基本可稳定达到85%以上;对TN的去除率相对较低;对NH4-N基本无去除效果;面层厚度小的透水沥青铺装在降雨强度低时对COD有一定的去除效果,面层厚度大或降雨强度大时存在加重出水COD污染的现象。     

基于 PCSWMM 模型的广州典型社区海绵化改造水文效应研究

随着城市化进程加快和海绵城市建设的不断推进，低影响开发（LID）措施在城市建设中备受重视。为评估LID措施效果，构建研究区域PCSWMM模型，模拟分析重现期分别为0.5、1、2、5、10和20年的设计降雨情形下LID 设施的水文效应，结果表明下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装等LID措施的不同组合方案对径流量和污染物均有不同程度的削减能力，且削减效果随着降雨重现期增大而减少，同时设置下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装的组合能达到最佳削减效果，对径流量、BOD5、CODCr、TSS、NH3-N、TN和TP的最大削减率分别为64.77%、56.93%、57.44%、51.20%、51.91%、55.29%和71.37%。     

渗排型透水铺装下渗出流控制效能场地试验研究

实地搭建了5种面层结构不同的渗排型透水铺装,监测了每种透水铺装在2个雨前干期和7个降雨重现期下模拟降雨的下渗出流,并从有效滞留量的角度分析和量化了透水铺装面层结构、雨前干期、降雨重现期对透水铺装下渗出流控制效能的影响。与透水铺装范围内的降雨相比,在降雨强度为18.0～241.8 mm/h、雨前干燥期为0～2 d条件下,渗透率≥0.57 mm/s的透水铺装的下渗出流体积削减率、峰值削减率、峰值延时的范围分别为22%～100%、41%～100%、6～44 min。在5种透水铺装中,透水混凝土铺装的下渗出流控制效能最佳。下渗出流控制效能与降雨重现期呈负相关,而与雨前干期呈正相关,下渗出流控制效能随降雨重现期的增加先明显降低而后趋于稳定。     

城市降雨径流N、P营养物及其LID措施控制效果

通过文献调研,识别城市降雨径流N、P营养物的污染特征和去除过程,分析了典型LID措施对降雨径流营养物的削减效果。研究表明,我国多数城市各种下垫面径流的TN浓度和部分城市路面径流的TP浓度超过国家地表水V类水质标准。城市降雨径流N、P营养物存在初期冲刷和与颗粒物协同去除现象,并与降雨条件呈相关性。典型LID措施中生物滞留、洼地系统、透水铺装和湿地/塘对径流中不同形态的N、P营养物表现出一定的去除能力,应结合污染物浓度和径流削减量评估污染负荷的去除效果,并采取必要的结构设计、植物选择、种植土改良和介质改良等强化措施。     

聚丙烯纤维改性聚合物透水混凝土路面路用性能试验

为缓解聚合物透水混凝土路面硬化后脆性发展对路面的破坏,在已有经验和结论基础上研究聚丙烯纤维改性聚合物透水混凝土路面的路用性能。以无溶剂聚氨酯为胶黏剂,复掺聚丙烯纤维透水混凝土为道路面层,制作路段模型进行抗氯离子渗透、承载力、抗冲击和路面径流削减等一系列试验研究,并与普通透水混凝土对比分析。结果表明:普通透水混凝土与聚合物透水混凝土渗透系数分别为初始渗透系数的81%与92%,普通透水混凝土较聚合物透水混凝土易堵,主要由于聚合物乳液改善了新拌透水混凝土的工作性能,提高了混凝土的致密性; 胶乳中含有大量活性物质,在混凝土水化、硬化过程中增加了胶乳与集料及水化产物的黏附性; 聚丙烯纤维改性聚合物透水混凝土面层承载力较聚合物透水混凝土面层承载力提高了52%; 随着聚丙烯纤维掺量的增加,抗冲击性能增强,在复掺聚丙烯纤维掺量(质量分数)为1.5%时,抗冲击性能提高245.9%; 聚丙烯纤维改性聚合物透水混凝土路面雨量径流系数为0.11～0.29,较普通透水混凝土路面有更好的径流削减效果。     

海绵城市理念下雨洪控制效果分析

为了研究城市区域的雨洪径流特征以及加装不同低影响开发措施(LID)对径流削减的规律,该研究以西安市城区重点雨涝区为研究对象,基于SWMM模型模拟现状条件下不同设计雨峰系数、不同设计降雨重现期降雨径流的变化及加装4种LID措施组合:15％透水路面和无绿色屋顶,15％透水路面和25％绿色屋顶,15％透水路面和50％绿色屋顶,15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶后降雨径流削减规律.结果表明:当加设15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶时,洪峰洪量削减效果最为明显.并且在设计降雨重现期P=1年时,较现状条件下洪量削减36％;设计降雨重现期P=10年时,洪量衰减率减至24.3％.所以LID措施能有效降低城市内涝发生的频率,但随着设计降雨重现期的增大,加装LID措施效果明显减小.     

深圳市道路降雨径流初期冲刷效应及初期弃流量分析

以深圳市光明新区高铁站附近道路为径流采样区域,对路面降雨径流进行监测,通过不同降雨径流事件,测试径流过程中悬浮颗粒物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)质量浓度的变化,并利用污染物质量浓度变化规律和M(V)曲线,综合研究该区道路径流的初期冲刷效应及初期径流弃流量。研究结果表明:该区道路降雨径流存在初期冲刷效应,其中SS、COD要比NH4-N、NO3-N、TP和TN的初期冲刷作用明显;综合分析得出初期径流截流率为30%~40%,所对应的污染物负荷比例为42%~70%,定量确定该区道路初期弃流量可控制在8 mm左右,并建议在实际工程中,应综合考虑多方面影响因素酌情选定初期弃流量。     

人工湿地处理滨海盐碱地区初期雨水和微污染河水

在天津生态城蓟运河故道河边选用砾石、钢渣、沸石及沙子作为填料,以耐盐植物菖蒲为植被,构建了5 760 m~2的复合流人工湿地,考察对滨海盐碱地区初期雨水和微污染河水中COD、总氮和总磷的去除效能。对系统运行数据的分析表明:不同运行条件下,该系统对初期雨水中的污染物均有着良好的去除效果和抗冲击负荷能力。经复合人工湿地处理后,对初期雨水中COD、TN和TP的去除率分别为(86.5%~90.1%)、(85.8%~91.2%)和(84.6%~90.0%)。非汛期时,该人工湿地系统可用于净化微污染河水,对微污染河水中COD、TN和TP的最大去除率分别为86.7%、93.2%和88.9%,实现了削减河水中的污染物和保持生态系统稳定的双重功能。     

改性透水混凝土铺装对雨水径流净化研究进展

透水混凝土铺装已经广泛应用于人行道、公园、广场、轻载道路、停车场等处。改性透水混凝土铺装在净化雨水径流中表现出了良好的性能和潜力,对实现雨水径流的收集、储存、净化和回用补充地下水具有重要意义。通过总结分析国内外相关文献资料,重点介绍透水混凝土铺装的改性方法和对雨水径流净化性能方面的研究现状和行业趋势,并对研究和发展的未来领域提出建议,对透水混凝土铺装的进一步深入研究具有积极意义。     

海绵城市建设中三种类型透水路面削减内涝效果研究

在海绵城市建设过程中,透水路面的削减内涝效果对区域海绵化改造具有重要意义。对透水沥青路面、透水混凝土路面和陶瓷透水砖路面三种不同类型透水路面的削减内涝效果进行了研究。结果表明,透水路面总地表径流减少1%～40%,峰值流量减少7%～42%。透水路面的效果受透水率和初始含水量的影响。初始含水量为0%和50%时,三种路面地表总径流减少效果和峰值流量减少效果分别下降8%～24%和8%～17%。初始含水量高的透水路面减少总径流和减少峰值流量的效果下降。在三种透水路面中,最不利状态下透水沥青路面透水效果最好,陶瓷透水砖路面次之,透水混凝土路面较差。最佳状态下透水混凝土路面透水效果最好,透水沥青路面效果次之,陶瓷透水砖路面效果最差。     

下沉式绿地新型截污功能层材料对路面径流COD和重金属的吸附动力学研究

道路中下沉式绿地截污功能层能够在有效净化路面径流污染的同时削减路面径流强度。研究通过吸附等温试验研究不同材料对COD和重金属Pb,Zn,Cd,Ni的吸附特性,确定复合吸附材料的优化质量配比为,煤质活性炭:钢渣=9∶1。吸附动力学试验中,在复合污染下各污染物达吸附平衡的时间先后依次为:Pb,COD,Ni,Zn,Cd,且各污染物的伪二级动力学方程拟合效果最好。变水头渗透试验明确了截污功能层填料的最佳质量配比为中粗砂:煤质活性炭:钢渣=80∶18∶2,在90%压实度下其饱和渗透系数为1.60×10?6m/s,满足截污功能层的设计要求。     

下沉式绿地新型截污功能层材料对路面径流COD#br# 和重金属的吸附动力学研究

道路中下沉式绿地截污功能层能够在有效净化路面径流污染的同时削减路面径流强度。研究通过吸附等温试验研究不同材料对COD和重金属Pb，Zn，Cd，Ni的吸附特性，确定复合吸附材料的优化质量配比为，煤质活性炭：钢渣=9∶1。吸附动力学试验中，在复合污染下各污染物达吸附平衡的时间先后依次为：Pb，COD，Ni，Zn，Cd，且各污染物的伪二级动力学方程拟合效果最好。变水头渗透试验明确了截污功能层填料的最佳质量配比为中粗砂：煤质活性炭：钢渣=80∶18∶2，在90%压实度下其饱和渗透系数为1.60×10?6m/s，满足截污功能层的设计要求。     

塑料网格砂基透水砖铺装系统的径流控制试验研究

塑料网格砂基透水砖铺装是一种结合网格和透水砖特点的创新型透水铺装,对其径流控制方面的效果进行了试验研究,结果表明,塑料网格砂基透水砖道路比普通道路产流时间延长10~45 min。各重现期下塑料网格砂基透水砖道路和普通道路的产流时间分别介于13~53 min和3~8 min。1年重现期下,塑料网格砂基透水砖道路比普通道路的产流时间延长约45 min,其对洪峰流量的削减率是32.9%,峰现时间比普道路延迟约20 min。当重现期从1年增到100年时,洪峰流量削减率有所降低,同时峰现延迟时间从20 min缩短到14 min。     

典型植草沟对武汉雨水径流污染的控制效果研究

在武汉市四新区建设植草沟中试系统,并考察了其对雨水径流污染的削减效果。结果表明,相较于表面径流,植草沟对下渗径流中的污染物去除效果更好、更稳定,抗污染负荷冲击能力更强。对于下渗径流,沿程进水方式和集中进水方式污染物去除效果基本一致;但对于表面径流,沿程进水方式下NH3-N、TN、TP去除效果更好,集中进水方式下TSS去除效果更好。总体而言,植草沟可以有效去除雨水径流中的NH3-N、TN、TP和TSS,但对COD去除效果有限,甚至可能导致径流中COD增高。