【摘要】：海綿城市是目前我國大力推行的新型城市開發(fā)理念,以緩解日益突出的城市暴雨內澇、環(huán)境污染等問題。在一系列單項海綿設施中,植被淺溝是唯一一項集自然滲透、自然凈化功能于一體的用于雨水收集、輸送和排放的地表開放性技術。通過對不同植被覆蓋類型、進水TSS濃度、進水模式及進水水力負荷等條件下植被淺溝模擬實驗研究,探討了植被淺溝對城市雨水徑流峰值、徑流總量以及徑流污染的控制效能,并對各影響因素進行了分析。以源頭集中進水、沿途多點進水和沿途漫流進水的天然草皮植被淺溝在進水水力負荷為1 m~3/h、2 m~3/h和4 m~3/h,進水TSS濃度為200 mg/L、500 mg/L和900 mg/L時,分析淺溝對徑流水文水質的控制效能。實驗結果表明:不同運行條件下植被淺溝的徑流峰值延后時間為9.4 min~26.37 min,徑流峰值削減率為4.54%~13.49%。植被淺溝對次降雨徑流總量的控制效能受進水水力負荷的影響較大,當進水負荷約為1 m~3/h時,不同進水方式對次降雨徑流總量控制率為32.77%~35.38%,并呈現源頭集中進水沿途多點進水沿途漫流進水的規(guī)律;增大進水水力負荷至2 m~3/h時,對徑流總量控制率為17.33%~18.95%,仍呈相同的控制規(guī)律;在進水水力負荷為4 m~3/h時,為10.32%~11.49%,但呈源頭集中進水沿途多點進水沿途漫流進水的趨勢。植被淺溝對雨水徑流TSS濃度去除率約為24.22%~89.95%,負荷削減率約為43.36%~90.89%,沿途漫流進水方式始終具有最佳的控制效能。通過對比天然草皮、聚乙烯草皮和土質明渠三種植被覆蓋類型的淺溝在不同實驗條件下對雨水徑流水文水質控制效能發(fā)現,植被淺溝的雨水徑流水文水質調控效能主要通過“表層植被+根系系統”聯合作用實現,植被莖葉攔截及根系對土壤滲透性能強化為其主要作用機制。其中,表層植被的攔截作用貢獻率最大,在不影響植被正常生長情況下,增大植被密度可提升植被淺溝雨水徑流水文水質控制效能。
【圖文】：

植被淺溝的雨水徑流調控研究技術路線圖

由圖2-2 可知，在該設計重現期范圍內對應的雨水徑流量約為 1.7～4 m3/h。故實驗進水水力負荷取 1 m3/h、2 m3/h 及 4 m3/h。每場實驗連續(xù)進水時間設定為 30 min，，因此，單場實驗用水量最大約為 2 m3，進水桶和出水桶均選用容積為 2 m3塑料桶。（2）淺溝斷面尺寸常見的植被淺溝過水斷面類型包括三角形、梯形和拋物線形等，為了便于土壤基質的填裝及表面溝槽的設計，同時為了簡化實驗裝置斷面尺寸的設計與計算，本實驗選取三角形過水斷面。淺溝中的水流流態(tài)按明渠均勻流考慮，根據上述選取的最大進水水力負荷核算植被淺溝實驗裝置過水斷面的尺寸，利用式（2-3）和式（2-4）可計算出達到植被淺溝最大進水水力負荷輸送能力的過水斷面尺寸。Q ARi/n2132 （2-3）Ahb21 （2-4）式中： A —— 過水斷面面積，m2；R —— 過水斷面水力半徑，m；i —— 植被淺溝縱向坡度，‰；n —— 曼寧系數
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU985.12;TU992;X52

【參考文獻】

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1 于江華;徐禮強;高永霞;于志勇;金永U

本文編號：2617977