雨水生物滯留技術(shù)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人為活動(dòng)的影響和城市化的快速發(fā)展,原有的水文循環(huán)遭到破壞,城市綠地被屋面、道路等不透水面(Impervious Cover,IC)所取代,雨水引發(fā)的問題已逐步凸現(xiàn)出來,主要表現(xiàn)在徑流污染、洪澇災(zāi)害、雨水資源流失和生態(tài)環(huán)境破壞等。低影響開發(fā)(Low Impact Development,LID)運(yùn)用源頭分散式水文功能性景觀等綜合管理措施(IMPs)實(shí)現(xiàn)了城市的雨洪控制利用,在我國(guó)具有廣泛的應(yīng)用前景。生物滯留設(shè)施作為IMPs中典型、有效

2、的雨水處置設(shè)施成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。本文主要闡述了生物滯留設(shè)施的分類、凈化機(jī)理、適用范圍、建設(shè)和維護(hù)檢驗(yàn)指標(biāo)等基本理論,在國(guó)外研究的方法和內(nèi)容的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了生物滯留技術(shù)基于水質(zhì)凈化的改良實(shí)驗(yàn)研究,針對(duì)體積和洪峰削減目標(biāo)提出了生物滯留設(shè)施的控制效果和費(fèi)用-效果評(píng)價(jià)方法,并通過案例對(duì)滯留帶應(yīng)用于道路進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　 (1)生物滯留設(shè)施實(shí)際應(yīng)用時(shí)要充分對(duì)設(shè)施進(jìn)行環(huán)境和安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),防止?jié)B透造成地下水污染

3、以及浸泡導(dǎo)致構(gòu)筑物基礎(chǔ)的破壞。對(duì)生物滯留設(shè)施的適用性進(jìn)行了分析,在總結(jié)雨水生物滯留設(shè)施基本理論與發(fā)展應(yīng)用的基礎(chǔ)上,針對(duì)其設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)建議。
　　 (2)實(shí)驗(yàn)分析表明:爐渣的吸附性能最好,其次是砂土和沸石,陶粒的吸附性能最差。土壤、填料對(duì)NH4+-N的物理吸附作用明顯,NH4+-N的去除率可達(dá)到80％,水力停留時(shí)間對(duì)NH4+-N的去除影響很小。在上層的有氧區(qū),NH4+-N由于微生物的硝化作用和填料的吸附作用被迅速去除,有氧區(qū)TN

4、的去除正是由于NH4+-N的高去除率,在淹沒區(qū),其濃度基本不變,淹沒缺氧區(qū)TN濃度的降低則是由于反硝化作用帶來的NO3--N濃度的降低。實(shí)驗(yàn)后期TN、NO3--N及NH4+-N的去除率分別達(dá)到50％、60％和90％。當(dāng)種植土和填料層高度為550mm時(shí),TP和NH4+-N的平均去除率可分別達(dá)到80％和70％,隨著高度繼續(xù)增加,去除率增加緩慢,因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)可選擇不小于550mm的填料高度,若增加淹沒區(qū)可增加250～300mm的填料高度,即

5、淹沒區(qū)高度為500～550mm(礫石排水層高度250mm)。淹水區(qū)350mm有碳源(B1)裝置對(duì)TN、NO3--N及NH4+-N的去除率分別為55％、62％和98％,比無淹水區(qū)無碳源(A2)裝置三種污染物的去除率30％、22％、65％分別高出25％、40％和33％,碳源以及淹沒區(qū)的效果仍需長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)。
　　 (3)對(duì)生物滯留設(shè)施及其預(yù)處理設(shè)施植被淺溝、沉淀池的適用性、參數(shù)設(shè)計(jì)、規(guī)模計(jì)算進(jìn)行了闡述。根據(jù)徑流在場(chǎng)地內(nèi)實(shí)際的處置過

6、程和各措施的滯留機(jī)理,對(duì)雨水設(shè)施進(jìn)行了分類,并提出了基于年徑流外排總量削減目標(biāo)的場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法。設(shè)施年收集水量與場(chǎng)地原徑流系數(shù)、場(chǎng)地面積和設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模(設(shè)計(jì)降雨量)有關(guān),年徑流外排率即年徑流系數(shù)的變化只和場(chǎng)地原徑流系數(shù)和設(shè)計(jì)降雨量有關(guān)。當(dāng)重現(xiàn)期和設(shè)施規(guī)模(設(shè)施蓄滿出流時(shí)間)一定時(shí),峰流量削減率只與場(chǎng)地開發(fā)后的匯流時(shí)間Tc有關(guān),Tc越短,峰流量削減率越高,因此設(shè)施應(yīng)就近產(chǎn)流點(diǎn)進(jìn)行分散式的雨水處置；當(dāng)Tc和設(shè)施規(guī)模一定時(shí),降雨重現(xiàn)期