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。     

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。     

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%。     

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。     

改性基层透水混凝土铺装路面对污染物的去除试验研究

通过使用人工模拟降雨装置和透水混凝土铺装路面,试验研究了透水混凝土铺装改性基层路面对径流污染物的削减情况。结果表明:在不同重现期下基层通过掺入膨润土并以沸石作为骨料后对COD、TP、TN、Cu、Zn、Pb的去除率分别为76.7%~86%、72.2%~84.1%、6%~7%、79%~82%、84%~85.5%、91%~93.8%,且随着重现期的增加,净化效果均减弱。在5年重现期下,改性基层透水混凝土铺装对径流污染物COD、TP、TN、Cu、Zn、Pb的削减效率较普通透水混凝土铺装分别提高了10%、9.5%、6%、13%、16.5%、20.6%。据分析,膨润土和沸石通过吸附作用、阳离子交换等官能团置换反应提升了对径流污染物的削减效果,为该种改性基层透水混凝土铺装路面的应用提供了理论依据。     

基于SWMM的低影响开发城市道路雨洪控制模拟研究——以萍乡市武功山大道为例

低影响开发设施作为能够有效消减、利用和延缓城市道路雨水径流以及控制径流污染的分散性单元,正逐渐应用于道路排水系统建设中。该文以海绵城市试点——江西省萍乡市武功山大道为研究对象,运用雨洪管理模型(SWMM)模拟不同重现期(一年一遇、三年一遇、五年一遇以及十年一遇)3小时降雨下生物滞留设施、透水铺装等单一低影响开发设施以及低影响开发组合模式对于道路雨水径流削减效果。结果表明,采用LID雨水系统的城市道路在不同重现期下对径流总量的削减率为34.5%、28.2%、26.1%、24.3%,径流峰值削减率分别为37.4%、27.3%、23.5%、19.5%。同时,对于单项LID设施而言,生物滞留设施在径流总量以及峰值削减上均优于渗透铺装,具有良好的雨洪调控效果。     

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。     

建筑垃圾再生骨料用于透水铺装去除重金属研究

建筑垃圾产生量的持续攀升给城市环境带来了严重危害，因而迫切需要寻求针对建筑垃圾回收处理并再生利用的解决途径。建筑垃圾再生骨料作为一种低成本、大体量的再生材料，在水处理领域具有一定的应用潜力。选取再生砖骨料(RBA)与再生混凝土骨料(RCA)应用于透水铺装，通过搭建5种系统，分析在不同进水浓度、降雨重现期、雨前干燥期的条件下，其对径流中典型重金属Zn²⁺和Cu²⁺的去除效果和净化机制。结果表明，RCA在透水铺装系统中表现出更好的重金属去除效果，而RBA作为基层使用时去除效果较好。随着进水浓度、降雨重现期的增加，各透水铺装系统对Zn²⁺、Cu²⁺的去除率降低。而随着雨前干燥期的增加，各系统对Zn²⁺和Cu²⁺的去除率出现了小幅升高的现象。各系统对Cu²⁺的去除率均最高，始终保持在80%以上。两种再生骨料在透水铺装系统中均展现出一定的应用价值与使用前景。     

透水路面与生物滞留组合系统的径流体积控制效能

透水路面与生物滞留组合系统为典型的低影响开发雨水控制设施,通过实验室人工模拟降雨,对道路1%横、纵坡条件下透水路面与生物滞留组合系统的径流雨水体积控制效能进行了研究。结果表明,变径流系数法-等流时线法更适合试验条件下透水路面的产汇流理论计算;随着降雨重现期由1年增加至20年,透水路面的径流雨水体积控制率由30. 69%降低到10. 21%;高降雨重现期下组合系统增加蓄水层深度对雨水体积控制率的改善效果不如低降雨重现期下显著;随着降雨重现期由3年增加至20年,组合系统中生物滞留设施对雨水体积控制率的贡献比例从71. 56%增加至86. 31%;当组合系统中滞留带蓄水层深度为15 cm时,10年和20年重现期下的雨水体积控制率为75. 73%和74. 59%,径流雨水控制效果较好;影响组合系统雨水体积控制率的主要因素相关性排序为蓄水层深度降雨量峰值雨强。     

新型渗井-透水网格措施的径流调控效果研究

为更加合理地对雨水资源进行管理和调控,低影响开发(LID)措施日益成为我国许多城市"海绵化"的必然选择。透水网格被认为是一种有着良好雨洪管控效用的LID措施,然而大多情况下施工过程不尽规范,土基多采用渗透性不良的土质,这使得径流调控及渗流效益难以充分发挥,故拟以透水网格砖孔布设渗井来改善该现状。采用试验与SWMM仿真相结合的方法,研究了在6场重现期降雨作用下新型渗井-透水网格措施较透水网格在径流调控方面的改善效果,以及100年重现期降雨条件下两种措施的入渗规律。结果表明,在不同降雨场次下,新型措施较透水网格雨量径流系数降低了9.94%~51.09%,洪峰流量削减率提高了2.91%~30.42%;滞峰时间延迟效果不显著,在3 min以内;在100年重现期降雨下湿润锋迁移速率提高了73.47%。     

基于SWMM的城市道路LID设施雨水调控效果研究——以武汉市工业路为例

该文分析了城市道路径流规律和适用的LID设施,以武汉市工业路为例构建SWMM模型,探讨不同降雨强度下的生态滞留设施、植草沟、透水路面以及组合模式下的城市道路LID设施雨水调控效果。结果表明:(1)各等级城市道路应采用不同的雨水调控策略,LID设施对城市道路雨水调控作用显著,可有效减少径流量、降低峰值流量、推迟雨峰时间;(2)采用LID组合设施模式的城市道路,在0.5年一遇到10年一遇降雨下,LID设施对城市道路雨水径流量的削减率为34.8%～44.2%,对峰值流量的削减率为66.0%～83.6%,雨峰时间稳定推迟15min。(3)各类LID设施的径流削减量和峰值削减量随着降雨强度增大而提高,削减率呈总体下降趋势。LID设施一般对中小雨情(二年一遇及以下)的城市道路雨水控制作用更明显。城市道路景观设计时应更重视透水铺装材料的应用,降低道路绿地的雨水调控负荷。     

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.     

不同基质深度下绿色屋顶产流分析

为了优化绿色屋顶基质结构,结合长江中下游地区的水文、气象等条件,在芝加哥设计雨型下,通过人工模拟降雨的方式研究了重现期1~5年,降雨历时30~120 min的条件下不同基质深度对绿色屋顶滞蓄能力的影响,并从产流过程、径流峰值削减率、径流总量削减率方面进行了分析。研究结果表明:在不同设计降雨强度下,随着基质深度的增加,产流时间、延峰时间和径流削减能力呈增加趋势,同时随着降雨重现期的增大,绿色屋顶各项指标呈减小趋势。综合来看,基质深度为25 cm的绿色屋顶性价比较高。     

不同降雨条件下低冲击开发的水文效应分析

以深圳市光明新区低冲击开发(LID)示范区为研究区域,采用暴雨雨水管理模型(SWMM)模拟了下凹式绿地、渗透铺装和绿色屋顶等3种LID模式下的雨洪控制效果,分析了降雨量、降雨历时和雨峰位置对LID水文效应的影响。结果表明,当降雨量<100 mm时,随着降雨量的增加,渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量也相应增加,下凹式绿地的径流削减量变化不大,但其削减量大于其他两种LID控制措施;随着降雨历时的延长,下凹式绿地的径流削减量增加,而渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量变化较小;雨峰位置变化时,3种LID控制措施的径流削减量均变化不大,对峰值流量的削减效果随着雨峰后移而减弱。3种LID控制措施对降雨量少、降雨历时长并且雨峰位置靠前的降雨控制效果较好。     

蜗形滞流器应用条件试验与模拟

为明确蜗形滞流器在排水管网中的应用条件,采用物理模型进行试验,探究蜗形滞流器发挥有效滞流作用的最小压力水头,并建立SWMM雨洪模型,模拟研究加载蜗形滞流器后在不同重现期(3、5、10、20、50年)以及不同降雨历时(1、2和3 h)下研究区域的滞水改善情况。结果表明:蜗形滞流器的滞流效果与相对水头有关,型号为D200R300的蜗形滞流器产生滞流作用的最小相对水头在15 cm左右;总滞水量和滞水时间削减率随着重现期的增大有所减少,且蜗形滞流器对重现期≤10年的降雨具有更好的雨水调控作用,但受降雨历时的影响较小;蜗形滞流器更适宜安装在汇流后下游过水能力不足的管段,在不同降雨条件下削减率能保持在60%以上,最大可达到100%。     

滨海区域LID措施模型的模拟效果分析

以某滨海城市填海区域为研究对象,利用PCSWMM软件建立该区域的雨洪管理模型,分析LID措施和潮汐现象对规划地块雨水径流和地面积水的影响。结果表明,在有潮汐作用、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为53. 77%、24. 02%和48. 08%、23. 41%;在无潮汐作用(管道自由出流)、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为52. 38%、24. 02%和46. 69%、23. 41%。由模拟结果可知,LID措施对滨海城市地面积水状况具有一定的缓解作用;潮汐现象本身对研究地块的出流量和地面积水情况有一定影响。     

基于SWMM的某工业园区LID方案及模拟评估

以中山市某具有大面积厂棚的工业园区为研究对象,探讨了其在低影响开发(LID)方面的潜力,通过SWMM建立了优化的LID改造方案,并进行了径流控制及污染削减方面的模拟评估。结果表明,通过多种LID措施的组合及优化,研究区域内径流总量削减率及峰值流量削减率均可达到70%;在重现期为3年、降雨历时为2 h的降雨情景下,对研究区域内NH3-N、COD、SS等径流污染物的去除率分别可达到76.6%、66.7%、57.6%。     

道路生物滞留带削减雨水径流的实测效果研究

通过对深圳市某道路生物滞留设施进行雨水径流监测试验,研究生物滞留设施对道路雨水径流的削减效果及影响因素。结果表明,当降雨总量为3.3~76.7 mm、平均雨强为0.03~0.67 mm/min时,生物滞留设施对道路雨水径流的场次径流总量控制率为50.5%~100%,峰值流量削减率为53.4%~100%,滞峰时间可以达到2 min以上。生物滞留设施对场次降雨量小且平均降雨强度小的道路径流削减效果较好。     

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...     

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。