济南城区屋面雨水水质模拟研究

目前,屋面雨水初期弃流量的确定缺少可行的理论方法,制约了屋面雨水利用的发展。通过取样检测,分析了屋面雨水中不同类型污染物的主要来源及浓度变化规律。利用济南大学西校区5场降雨的浊度实测数据估计了浊度累积—冲刷模型的参数,验证指出了模型使用范围。通过推导得出了浊度去除率与污染物冲刷指数和屋面径流系数的关系,为屋面雨水弃流量的确定提供了一种实用的计算方法。     

天津某校园全年雨雪水质监测及污染成因

为降低雨水资源化利用成本, 保证可利用雨水水质, 弃流水质较差的初期降雨及特殊场次降雨成为目前雨水资源化利用的重要途径。因此需要通过长期连续监测降雨和降雪中氮、磷和化学需氧量等关键指标的变化, 确定合理的雨水弃流方式。以天津大学北洋园校区为研究区, 对该区域 2018 年 1- 12 月的降雨和降雪水质进行连续监 测。结果表明: 2018 年 3 月和 4 月降雨中氨氮( 6.75 mg / L) 、总氮( 9.36 mg/ L) 的平均质量浓度分别是全年降雨和 降雪中氨氮和总氮平均质量浓度的 1.5 和 2.1 倍; 春季首场降雨中污染物平均质量浓度远超冬季首场降雪, 冬季空气污染是导致春季首场降雨水质差的主要原因; 空气中各污染物质量浓度对降雨和降雪水质的影响由大到小依次 为 PM215 > PM10 > NO2 > SO2 > CO> O3_8h。与其他季节相比, 春季前两场降雨污染物平均质量浓度高、降水量小, 雨水利用处理成本高, 建议将春季前两场降雨( 降水量< 10 mm) 直接弃流至污水处理厂, 不宜直接进入雨水资源化利用设施。     

大兴机场海绵设施雨洪控制效果模拟

以大兴机场海绵系统为例,根据降雨径流资料,建立暴雨雨水管理模型 (storm?water?management?model, SWMM),模拟不同海绵设施组合情景下的水文过程。结果表明:在不同设计暴雨条件下,绿色基础设施、景观湖 以及组合方案均能削减洪峰流量、延迟洪峰时刻;组合方案的雨水控制效果最为显著,5a 重现期下,出口处洪峰 流量削减率和雨水总量控制率分别达 41.5% 和 79.9%;景观湖的蓄滞作用在不同的重现期下对出口流量的影响时 段不同,景观湖在低重现期下蓄积降雨过程中的雨水,削减降雨初期外排出口的流量,而在高重现期下蓄积空间 主要用于降雨后期的雨水汇流的收集,在出口段明渠退水过程中减少外排雨水;绿色基础设施在上游区域的溢流 量削减率达到 10.6%,在洪峰削减、延迟峰值时刻上表现明显;上游连接景观湖后造成的回流会导致退水时长增 加,在高重现期下回流雨水占用明渠蓄水空间,可能增加上游管网的溢流风险。     

基于SWMM的城市初雨净化设施布局优化研究

本文基于低影响开发理念及海绵城市建设,以河南省扶沟县城南新区作为研究区域,采用SWMM模型,研究分析了雨水涵养池在不同上下游区域、不同布设密度和不同降雨重现期的情况下,其对雨水径流的调控效果和污染物的削减作用,并通过对比分析后确定空间布局最优方案。结果表明相同降雨重现期和布设密度时,雨水涵养池布设在上游区域对污染物削减效果明显,排放口洪峰削减大;并且相同降雨重现期,涵养池布设在上游区域时,其分布越分散,污染物和洪峰的削减效果越好。     

某大型机械厂房难点问题处理方案介绍

大型机械厂房设计中,当厂房内部卫生间距外墙距离过长时,通过对卫生间排水实行就地简单生物处理后,重力排出室外,利于保证室内排水系统的可靠运行;对于汇水面积较大的屋面压力流(虹吸式)雨水排水系统,通过在室外设置"压力流(虹吸式)转输井",可有效解决大重现期降雨时,因室外场地雨水和屋面雨水设计重现期相差较大所存在的问题。     

生态沟渠对黄河流域城市雨水径流调控效果的研究

为探究生态沟渠对城市雨水径流量的调控效果及水质的净化作用，构建生态沟渠试验装置，研究不同重现期下生态沟渠对径流量的削减作用，以及不同径流污染物浓度下生态沟渠对径流污染物的去除作用。以黄河流域中段西安市未央区未央湖附近区域为研究对象，建立SWMM模型对生态沟渠建设前后的城市水文以及水质参数进行对比，分析其对城市水环境的影响。结果表明：生态沟渠在重现期为1 a、3 a、5 a的降雨条件下，径流量平均削减率依次为71.80%、51.67%、47.15%,污染物的去除效果在不同进水污染物浓度下变化幅度较大。模拟结果表明：在3种重现期条件下，构建生态沟渠后，雨水峰值流量均有所削减，对应的削减量依次为3.34 m³/s、2.98 m³/s、3.03 m³/s;峰值时间分别延迟了3 min、3 min、5 min;降雨后期不同重现期的污染物负荷削减率由大到小依次为：1 a>3 a>5 a。研究结果能够为黄河流域城市规划中生态沟渠的建设提供数据支撑。     

城市雨水径流污染及LID控制效果模拟

采用SWMM(storm water management model)模型对城市雨水经流及水质进行模拟,分析不同降雨条件下,LID(low impact development)控制措施对城市雨水径流及污染物的削减效果。结果发现:LID控制措施对城市雨水径流量、污染物总负荷以及径流峰值均有明显削减作用,对径流峰现时间有延迟作用;雨水径流量、污染物总负荷以及径流峰值的削减率随雨峰系数的增大呈先增大、后较小的变化趋势,随重现期的增大而减小;峰现时间的延迟效果与雨峰系数和重现期均呈负相关;相对雨峰系数,重现期对雨水径流量、污染物负荷的削减率、径流峰值以及峰现时间的影响更显著。     

邯郸市区不同下垫面降雨径流水质变化特征研究

为缓解邯郸市城区水资源供需矛盾,合理利用雨洪资源,在对生活区屋面、城区道路、公园绿地降雨径流水质进行检测的基础上,分析了雨水径流中主要污染物的变化过程,探讨降雨径流水质受环境条件影响情况。通过研究得出城区初期雨水径流污染最为严重,随降雨历时的延长,污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。不同城区下垫面雨水径流污染物含量差异明显,城区主干道路降雨径流水质最差。     

87型雨水斗排水系统的水力特性研究

试验研究表明,87型雨水斗及系统在屋面溢流水位时处于满流及有压流态,遵从有压流(俗称压力流)运动规律。工程设计可针对50年重现期降雨对87型雨水斗排水系统按有压流进行水力计算,同时采取工程措施均衡多斗系统的雨水斗排水量和应对小重现期降雨等。当针对较小重现期降雨进行工程设计及水力计算时,可采用非满流或气水混合流态(俗称半有压)按表格法粗算,但经济性降低。     

我国屋面雨水排水技术应用的研究与发展

回顾了我国屋面雨水排水系统的技术发展和工程应用,提出屋面雨水排水系统重力流、两相流和满流(压力、虹吸)三种流态的设计理论,不同的流态其设计参数和应用条件不同.两相流介于重力流和满流之间,排水量弹性大,系统设计应了解雨水斗的排水能力与斗前水深的关系.压力流(虹吸式)雨水排水系统是采用斗中斗的方式加大斗前水深,采用大阻力配水系统,实现完全满流排水,安全度要通过提高重现期来保证;两相流雨水排水系统采用雨水排水的中间流态,系统排水有很大的富裕量,符合降雨过程的大部分实际情况,安全度高.最后提出了屋面雨水排水系统设计应注意的7个问题.     

基于Digital Water的初期雨水径流污染控制措施研究

初期雨水作为非点源污染已经严重影响城市水环境现状,初期雨水的治理也被国内外专家重视。分析类比了不同类型的初期雨水径流污染控制措施,阐述了初期雨水污染物的积累及冲刷过程的模拟函数。借助Digital Water对研究区域降水进行模拟,分析未开发、仅增加LID措施、增加LID措施与末端调蓄池组合方案3种情况,发现初期雨水的源头控制和末端控制对初期雨水径流总量削减和污染物浓度削减分别在不同的时间和空间上起着显著的作用,LID措施通过源头截留在降雨初期削减污染物浓度和洪峰流量,而后削减能力减弱,继而雨水进入末端调蓄池,降雨后期洪峰流量和污染物通过调蓄池削减。初期雨水的源头控制和末端控制组合应用效果良好,对流总量削减和污染物浓度削减有不同的贡献率。而初期雨水的过程控制也就是初期雨水截留控制应用及研究还不足,是未来研究和实践的发展方向。     

滇池环湖截污干渠错峰技术模拟与分析

为了实现滇池流域截污效果的最大化,基于前期建立的东岸排水管网SWMM模型,结合该区域1995-2016年间降雨资料,研究环湖截污干渠的错峰调蓄技术。根据雨水干渠液位高度执行不同控制模式:当水位低于6.76 m时执行典型污染物浓度阈值控制模式;当水位高于6.76 m时执行典型污染物阈值控制的同时执行液位-污染物通量控制模式。采用SS和TN作为干渠截流的典型污染物控制指标,其控制浓度阈值分别取12和5 mg/L。模拟重现期为0.5~1 a降雨时SS、TN浓度-负荷通量调蓄方案下干渠负荷收集情况,结果表明两种调蓄方案均能有效提高雨水干渠的负荷收集率,提高污水干渠出口浓度,降低雨水径流对污水厂的高水量和低浓度冲击负荷。随着重现期增大,干渠对污染物的高效和最大化收集效果越明显。但是TN调控下污染负荷收集效果优于SS,因此选择TN作为干渠截流的最优典型污染物控制指标。     

不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响模拟

为研究不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响,以南京市雨花台区一区域为研究区构建了暴雨径流管理模型,在模型中分别设定4种LID设施组合来模拟分析研究区2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇降雨条件下的地表径流、排水管网溢流及污染物排放情况。结果表明:不同LID设施组合对研究区均有减小径流量、缓解节点溢流和削减污染物排放量的作用,但随着降雨重现期的增大,对雨洪控制效果降低;以绿色屋顶和透水铺装为主,加以适当比例生物滞留设施和雨水花园的LID设施组合对研究区的雨洪控制效果较好。     

高速公路雨水径流污染浓度的系统动力学模拟

针对降雨事件中高速公路雨水径流污染浓度变化的随机性复杂特征,建立了雨水径流污染物浓度演化的系统动力学模型,研究交通流特征、高速公路特征、降雨事件特征对雨水径流污染浓度的影响。利用模拟软件Anylogic,基于5条高速公路的21个降雨事件抽样数据,对模型进行了拟合分析。通过对模型中降雨时间、径流深度、降雨量等参数进行敏感性分析,阐明了不同降雨事件情景下雨水径流污染浓度的时变规律。结果表明:提出的系统动力学模型可以很好地模拟降雨事件中雨水径流污染浓度的变化过程;在持续时间短而强度高的降雨事件中,高速公路雨水径流污染浓度较高,对沿线受纳水体的影响较大;雨水径流深度与污染浓度是正相关的,降雨量大的雨水径流中污染物的最大析出浓度反而会比降雨量小的降雨事件提前出现;在降雨事件的前期,如果选择合理的控制措施,可以显著降低雨水径流的平均污染浓度。     

改良型透水铺装对弱透水土质地区SS的去除效果试验

为研究适用于弱透水土质的改良型透水铺装对典型雨水径流污染物悬浮固体(SS)的去除效果,以嘉兴地区的淤泥质黏土为土基层制作试验装置,以人工模拟降雨的方法模拟并检测不同降雨重现期条件下改良型透水铺装装置削减径流污染物SS的效果,并以常规透水铺装和普通路面作为对比。结果表明:较小的降雨重现期更有利于透水铺装对SS的去除;弱透水土质条件下改良型透水铺装在对SS的去除过程中,不但去除率高于常规透水铺装,去除速率也得到了提高;在降雨重现期1 a条件下,改良型透水铺装平均每分钟比常规透水铺装多去除29.82%的SS。     

用于裂隙岩溶含水层回灌的屋面雨水径流水质特性研究

本文以北方地区裂隙岩溶水典型城市济南市为研究区，监测分析了2008年2月至8月降水过程的降雨量、降雨强度，同时对研究区13次天然降水的11项指标与位于裂隙岩溶水直接补给区7次降水形成的屋面径流的28项指标进行检测，识别出屋面径流主要污染物类型，探讨了2008年春季和夏季各次降雨形成的屋面径流中不同污染物随降雨历时、降雨强度和季节的变化规律；分析了径流污染物的来源，并对屋面径流雨水通过井回灌裂隙岩溶含水层用于饮用水的处理方法及效果进行了探讨。济南市屋面水质的研究为济南城市屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层提供了依据。     

基于线性规划法的屋面雨水箱容积优化模型

屋面雨水收集系统中最重要的可变参数是水箱容积,影响水箱优化容积的因素包括降雨数据、屋顶汇水面积、居民人数以及用水量等。采用线性规划法构建了对屋面雨水收集系统水箱体积的优化模型,以整个雨水系统寿命周期内的可变经济收益最大化作为目标函数,确定约束条件,并以南昌市为例进行模拟。模拟结果表明:不受市场调控的过低水价会使系统没有经济效益;屋顶汇水面积和月用水量是水箱优化容积的限制因素,在住宅楼中一般是屋顶汇水面积;在高层建筑和商业建筑上设置屋面雨水收集系统的经济效益会更高。