【摘要】：近年來,越來越多的環(huán)境問題隨著城市化的發(fā)展逐漸受到人們的關(guān)注,其中城市水環(huán)境問題已經(jīng)嚴重影響人們的日常生活。一方面城市雨洪災(zāi)害使得人們的生命財產(chǎn)受到威脅,另一方面我們卻不得不面臨生活用水匱乏、地下水嚴重不足的問題。若能充分利用雨水排放系統(tǒng)、利用生物措施涵養(yǎng)水源,實施最佳的城市雨洪管理措施,不僅有助于緩解城市用水需求、減輕城市洪水災(zāi)害,還能改善城市水循環(huán)系統(tǒng)、增加生態(tài)效益。為解決城市雨洪問題,本研究在構(gòu)建植草溝的基礎(chǔ)上,進行道路徑流的水量、水質(zhì)控制試驗,并應(yīng)用SWMM模型進行模擬分析,研究植草溝在城市雨洪控制利用方面的作用。 論文研究內(nèi)容主要包含3個方面：(1)植草溝對城市道路地表徑流的調(diào)控試驗研究。包括植草溝的凈化能力試驗、水量調(diào)蓄試驗、填料物理性質(zhì)對比試驗,為植草溝的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。(2)應(yīng)用SWMM模型模擬分析植草溝的調(diào)蓄效應(yīng)。包括模型參數(shù)的靈敏性分析、不同植草溝水利系數(shù)條件下的調(diào)蓄效果,為應(yīng)用SWMM模型模擬植草溝及植草溝的構(gòu)建提供科研依據(jù)。(3)植草溝的水力負荷及經(jīng)濟評價。通過探討植草溝的水力負荷及經(jīng)濟評價,為植草溝的工程化應(yīng)用提供指導(dǎo)。 論文的主要研究結(jié)果如下： ①植草溝具有延緩產(chǎn)流時間、涵養(yǎng)地下水的作用,試驗建立的植草溝系統(tǒng),比瀝青道路產(chǎn)流時間長10-15min；10cm高出水口的情況下,1h可處理水量約1.5m3；降雨歷時越短、降雨強度越低,植草溝的調(diào)蓄能力發(fā)揮的越好,降雨強度相對降雨歷時來說對植草溝傳輸入滲能力的影響更大；植被覆蓋度為80%相對20%時,植草溝的水量調(diào)控效果越好,可將重現(xiàn)期0.33年降雨1h的入滲量提高8%。 ②經(jīng)測定,沙子、石子、珍珠巖、草炭土、蛭石、煤渣、爐渣、沸石、陶粒的孔隙度、飽和滲透速率、滲透系數(shù)均大于回填土,故透水性能要優(yōu)于回填土,可適當做為代替回填土的植草溝填料。 ③試驗建立的植草溝對氨氮的去除率為10%-20%,對總磷的去除率為15%-35%,對COD的去除率約為20%,并且降雨強度大,溝渠凈化效果降低,植被覆蓋率增加,溝渠的去除效果會相應(yīng)提高。 ④SWMM模型構(gòu)建時,采用實測參數(shù)的模擬結(jié)果要優(yōu)于選用使用手冊中建議的參數(shù)值的模擬結(jié)果,由實測參數(shù)構(gòu)建的模型計算的Nash-Sutcliffe效率系數(shù)和B%MSSE指數(shù)分別為0.974、0.015,而由使用手冊中參數(shù)值構(gòu)建的模型得到的結(jié)果分別為0.682、0.173。 ⑤在土壤最大入滲率、最小入滲率、入滲衰減系數(shù)及表面糙率系數(shù)中,土壤最大滲透速率為最敏感參數(shù),表面糙率為不敏感參數(shù),其余參數(shù)的敏感性為中等,但有關(guān)土壤入滲的模型參數(shù)敏感度還受到降雨強度的影響。 ⑥SWMM模型的模擬結(jié)果顯示：植草溝的存儲深度增加,將增加植草溝的入滲量,并延緩產(chǎn)流時間；土壤的滲透系數(shù)越大,植草溝對道路地表徑流的滲透量也相應(yīng)增加；植草溝的縱向坡度增加,將降低植草溝的入滲水量。 ⑦植草溝對5a重現(xiàn)期以上強度的降雨調(diào)蓄作用不明顯,同樣對匯水面積較大的區(qū)域調(diào)蓄效果較低,試驗所建立的50m2植草溝,根據(jù)水力負荷的計算,理論上可完全入滲50m2道路1a重現(xiàn)期24h的降雨。另外,同等面積情況下,植草溝的經(jīng)濟性能要優(yōu)于滲溝、多空路面、濕地和濕式滯留塘。
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【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV213.9;TU992

【參考文獻】

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本文編號：2425979