透水鋪裝地面降雨入滲、徑流過程及減污效果的試驗與模擬.pdf

1、隨著城市化的進(jìn)程不斷加快，內(nèi)澇成為制約城市發(fā)展的一大難題。解決城市內(nèi)澇問題需從源頭進(jìn)行水量控制或加大外排水量，為了使雨水資源得到充分利用，在解決內(nèi)澇的同時緩解城市水資源短缺的問題，宜采用源頭控制的方法。透水鋪裝作為雨水源頭控制的一種方法，可有效存蓄自身及周邊區(qū)域匯流，同時有一定凈化水質(zhì)的能力，使得透水鋪裝在城市地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。本文以不同類型透水鋪裝地面為研究對象，通過室內(nèi)小試實驗、人工降雨實驗及天然降雨實驗研究其降雨入滲、徑流規(guī)律及減

2、污效果。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)對草坪磚(基層)、透水磚(基層)處理各進(jìn)行了3組積水入滲重復(fù)實驗，結(jié)果表明草坪磚鋪裝入滲規(guī)律可由Kostiakov、Horton公式較好擬合：透水磚鋪裝入滲為圍繞鋪裝層穩(wěn)滲率上下浮動的過程。
　　(2)通過室內(nèi)人工降雨實驗對透水磚、現(xiàn)澆透水砼、草坪磚、不透水磚鋪裝降雨入滲規(guī)律進(jìn)行了分析，表現(xiàn)為入滲能力以草坪磚最強、現(xiàn)澆透水砼次之、透水磚較弱、不透水磚鋪裝無入滲能力。各鋪裝初期入滲速率與降

3、雨強度有關(guān)，穩(wěn)滲率僅與土壤、基層性質(zhì)及前期含水量有關(guān)，與降雨強度大小無關(guān)，達(dá)到穩(wěn)滲的時間隨降雨強度的增大而變長。
　　(3)透水磚、現(xiàn)澆透水砼、草坪磚、不透水磚鋪裝地面在2h定雨強人工降雨條件下產(chǎn)流能力表現(xiàn)為草坪磚<現(xiàn)澆透水砼<透水磚<不透水磚，產(chǎn)流起始時刻表現(xiàn)為草坪磚最晚，現(xiàn)澆透水砼次之，透水磚再次，不透水磚鋪裝降雨開始時即產(chǎn)流；對于每種鋪裝地面，降雨強度增大時其產(chǎn)流量也隨之增大，同時產(chǎn)流時刻提前；影響透水磚、現(xiàn)澆透水砼、草坪磚

4、鋪裝地面產(chǎn)流能力的因素主要有使用頻次和植被覆蓋率兩方面，表現(xiàn)為使用頻次越高，徑流調(diào)控能力越弱，植被覆蓋率越高，徑流調(diào)控能力越強。
　　(4)天然降雨條件下四種類型透水鋪裝的徑流調(diào)控能力表現(xiàn)為現(xiàn)澆透水砼最強、透水磚次之、草坪磚再次、不透水磚鋪裝無調(diào)控能力，且透水磚、現(xiàn)澆透水砼在連續(xù)降雨或多峰降雨條件下有更好的調(diào)蓄作用；在延遲峰現(xiàn)時間方面，草坪磚表現(xiàn)最好，透水磚、現(xiàn)澆透水砼次之，不透水磚鋪裝無延遲。
　　(5)透水磚鋪裝的鋪裝層

5、對SS削減效果最優(yōu)，達(dá)69.94％，對NH3-N削減效果最差，為-57.40％，其他特征污染物削減系數(shù)均在40％~65％，整體削減效果較好。草坪磚鋪裝對特征污染物中TN削減效果最優(yōu)，達(dá)63.43％，對NH3-N削減效果最差，為-13.40％，對SS、COD、TP削減系數(shù)均高于50％，對COD削減系數(shù)為44.57％。使用多年后透水磚面層和基層孔隙存在一定程度的堵塞，過濾作用減弱，同時面層及基層內(nèi)富集了大量的微生物，生物作用大大提高，造成對

6、特征污染物削減效果的不同表現(xiàn)。
　　(6)利用SWMM模型對天然降雨徑流過程進(jìn)行了模擬，各類型鋪裝模擬洪峰流量誤差為2.13～11.54％，峰現(xiàn)時間無誤差，納氏系數(shù)為甲等，符合相關(guān)要求，模型模擬結(jié)果可行。自建透水鋪裝水文過程數(shù)值模擬模型產(chǎn)流量模擬與實測誤差為0.57～4.11％，起始產(chǎn)流時刻誤差小于11.11％，符合規(guī)范要求，模型可行。通過模擬多年一遇降雨徑流情況可以得出：在汛期降雨較多時可保證3年一遇以下降雨不產(chǎn)流；在百年一遇降