南昌市朝阳新城径流污染特征研究及SWMM模型构建

以南昌市朝阳新城作为研究区域,选取了3类城市功能区(物流区、居住区、公建区)进行研究,根据降雨实测数据,以悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)作为主要水质指标,研究不同城市功能区径流污染物随降雨强度、降雨历时的变化规律,分析地表径流中各项水质指标变化原因;并构建SWMM径流污染模型,通过径流污染水质的监测数据,结合降雨情况,不断优化调整率定得到SWMM模型的相关参数。研究结果表明,朝阳新城不同功能区地表径流中同一污染物质量浓度截然不同,在整个降雨历时内,SS污染初期冲刷效应明显,而COD和TP污染随降雨强度的增减变化明显,均呈现出滞后性的特点;物流区SS污染较其他功能区更严重,居住区COD污染最严重,公建区TP污染最严重;各项水质指标模型模拟值与实测值吻合度高,水质参数率定结果可靠。该研究结果为径流污染控制提供了参数依据。

灰绿措施组合对城市溢流污染的削减效果研究

针对城市流域溢流污染问题,采用SWMM建立了雨污水管网模型,模拟分析了不同径流总量控制率对溢流污染的削减效果,通过对溢流量、污染负荷、溢流次数、成本效益的分析,确定了合理的径流总量控制水平和灰绿措施规模。结果表明:灰绿措施组合有利于削减溢流量及污染负荷,对污染负荷的削减效果更好,年径流总量控制率为70%时,溢流量比例不足30%,污染负荷比例已基本在10%以下;源头绿色措施处理流域水量的比例为50%~55%,处理污染负荷的比例在35%以下,年径流总量控制率在70%以上时效果基本不变;合理的年径流总量控制率为83%,可控制日降雨量32mm,需建设源头绿色措施150hm2,末端调蓄设施12.2万m3,单位面积投资为5000万元/km2。

城市新区雨水径流污染模拟分析及其控制措施研究

在我国持续推进系统建设与方法定量的涉水规划背景下,为科学编制集成城市多元发展需要的海绵城市规划,以我国梧州市苍海核心区海绵城市规划为研究实例,结合国内外相关研究经验和属地化的测量参数,应用Infoworks ICM构建研究区水量水质数学模型。制定多种设计降雨方案,对雨水径流污染物的累积冲刷机制开展模拟分析,计算不同情景下研究区径流污染负荷、污染物转输、径流污染物浓度变化过程等相关特征值的演进过程,基于计算结果为研究区径流污染防控策略、工程与非工程措施等提出指引建议。

济南城区屋面雨水水质模拟研究

目前,屋面雨水初期弃流量的确定缺少可行的理论方法,制约了屋面雨水利用的发展。通过取样检测,分析了屋面雨水中不同类型污染物的主要来源及浓度变化规律。利用济南大学西校区5场降雨的浊度实测数据估计了浊度累积—冲刷模型的参数,验证指出了模型使用范围。通过推导得出了浊度去除率与污染物冲刷指数和屋面径流系数的关系,为屋面雨水弃流量的确定提供了一种实用的计算方法。

河流过程的累积现象和随机模型

累积现象普遍存在于河流过程中,准确考虑前期水沙条件的累积影响对冲积河流河床演变规律的研究至关重要。为揭示累积现象的物理实质,本文对国内外多条典型冲积河流上枢纽修建后其上下游河道冲淤实测资料进行了分析。定义水沙条件变化为外部扰动,并假定其发生概率符合泊松分布及单个扰动引发的系统反馈强度随时间呈指数衰减。本文运用统计力学中的随机理论给出了冲积河流外部扰动诱发的内部反馈随时间的累积过程及其时空间演进的数学描述和理论模型,并将其应用于枢纽修建后其上下游河道形态时空调整过程的模拟。结果发现,从时间上看,断面垂向、横向及全河段的冲淤调整速率早期较快,之后迅速减缓,河床累积冲刷深度、河宽及河段累积淤积量随时间不断增大直至平衡,表现出典型的累积特性;从空间上看,坝下河段冲刷强度沿程非线性衰减直至消失,这种空间分布上的不平衡是外部扰动引发的系统反馈在空间传播的同时随时间衰减的综合结果,是河流过程累积特性的另一外在表现。模型应用结果表明,河道垂向、横向、纵向及全河段的时空冲淤调整过程均可用归一化公式来描述,计算值与实测值符合较好,相关系数R^2达0.92、0.93、0.76和0.95。本文模型同时考虑了河流过程的累积特性和系统反馈的空间传播特性,可为定量描述扰动后非平衡态河道的时空调整过程提供理论依据和新的计算方法。