南方校园降雨径流特性与植草沟净化效果研究

为研究植草沟对降雨径流污染的削减效果,于校园绿化带路段建立植草沟示范点,并在研究校园总体降雨水质和不同下垫面降雨径流特性基础上,开展植草沟对屋面雨水和地表径流中污染物的控制效果研究。结果表明,校园降雨径流中COD和NH_(3)-N浓度较高,需进行控制;且屋面雨水相较于道路径流水质污染更为严重,可能的原因是沥青油毡屋面材料中有机物的释出增加了径流水质的有机物污染程度;屋面雨水降雨初期污染较为严重,但屋面雨水与道路径流各污染物浓度随着降雨历时的延长均呈现逐渐下降并趋于稳定的变化规律;植草沟对屋面雨水COD的去除率为59%~98%,浊度的去除率为50%~83%,TP的去除率为59%~93%,NH_(3)-N的去除率为49%~88%。可见,渗透型生态植草沟作为一种植被生态排水沟渠,有助于减少不透水下垫面的覆盖程度,对控制城市面源污染效果十分显著。

海绵城市设计案例分析——以宁波市某住宅小区为例

海绵城市设计是将海绵城市理念具体落实的重要环节,设计的合理性直接影响后续的施工、维护、管理等工作。通过对海绵城市建设体系的梳理,结合宁波某新建住宅小区海绵城市的设计路径,从控制目标、海绵设施、投资造价等方面,对海绵城市设计中存在的问题进行分析探讨,以期为新建小区海绵城市设计提供思路和方法。

植草沟曼宁粗糙系数变化特征及影响因素

随着海绵城市的快速发展,植草沟得到了广泛应用。目前关于植草沟沿程流量的计算一般采用谢才公式,但其适用条件与植草沟存在显著差异,导致计算结果存在一定误差,其中曼宁粗糙系数变化是引起误差的原因之一。在假定谢才公式适用的前提下,通过足尺试验,系统研究了恒定流量、变流量进水条件下植草沟曼宁粗糙系数的变化特征,并进一步分析了植被高度对曼宁粗糙系数的影响。结果表明:植草沟沿程流量以及曼宁粗糙系数均随流动距离增加而降低;不同进水流量条件下,曼宁粗糙系数与进水流量密切相关,随进水流量增加而增加,试验条件下其最大值为0.22;另外,在植草沟不同植被高度以及不同变流量进水条件下,曼宁粗糙系数在峰值流量时刻的变化范围为0.19~0.22,试验条件下植被高度对曼宁粗糙系数影响较小。因此,植草沟的曼宁粗糙系数受沿程流量的影响较大,研究成果可以为植草沟沿程流量计算时曼宁粗糙系数的精确取值提供参考。

低影响开发(LID)植草沟技术研究进展

植草沟技术作为低影响开发措施之一,具有改善水质、输送和渗透雨水径流的作用。现从植草沟类型、净化作用和径流削减作用等三个方面,论述了国内外的主要研究进展,探讨了目前该技术研究存在的不足,并就该技术的发展方向进行了展望,以期为国内植草沟的进一步研究提供参考。

植草沟技术在面源污染控制中的研究进展

文章介绍了面源污染,尤其是城市面源污染的现状及其控制技术研究进展,并论述了植草沟技术的国内外研究进展及应用现状,讨论了其在工程中需解决的问题及应用前景,提出了植草沟技术与其他面源污染控制单项技术有机耦合是城市面源污染控制的一个发展方向。

植草沟在城市面源污染控制系统的应用

暴雨径流造成的城市面源污染已引起广泛重视,为控制和削减进入受纳水体的径流污染负荷,各种技术措施得到发展,植草沟便是其中之一。植草沟是景观型地表沟渠排水系统,从植草沟定义、类型、设计计算、参数确定、运行维护及应用实例方面作了较详细介绍。植草沟在条件合适时可代替传统的雨水管道,具有很好的推广应用前景。

表流型和渗滤型植草沟净化城市地表径流试验研究

设计了表流型和渗滤型两类黑麦草植草沟,考察了不同水力负荷下(4、6、8 m^3/(m^2·d)),2类植草沟对城市地表径流的净化能力。研究结果表明:表流型植草沟对TSS、COD、TN、TDN、TPN、NH3-N、TP、TDP、TPP平均去除率分别为(77.44±4.4)%、(28.03±6.51)%、(27.07±9.88)%、(24.01±10.95)%、(52.47±10.15)%、(27.53±4.06)%、(39.25±4.97)%、(31.67±5.46)%、(71.96±5.57)%。渗滤型植草沟去除率则依次为(91±3.93)%、(43.72±12.71)%、(35.53±10.89)%、(31.59±11.26)%、(66.49±6.36)%、(47.91±8.30)%、(61.71±11.16)%、(56.45±12.84)%、(80.79±12.07)%。增设渗滤管后的渗滤型植草沟,整体去除效率高于表流型植草沟,提高了植草沟对径流的净化效果。较高水力负荷下,两类植草沟对污染物的净化均受到水力负荷的明显影响,其去除效率都随水力负荷的增大而减小。

植草沟对北京市道路地表径流的调控效应

[目的]分析植草沟对北京城市道路径流的水量和水质的调控效应,为北京市雨洪管理提供参考。[方法]实地建立植草沟,并根据北京市多年降雨资料和主干道路径流水质2010—2012年的监测结果设置径流水量和水质。[结果](1)降雨历时短,降雨强度低时植草沟的调控水量的功能明显。在降雨历时为3h,降雨重现期为0.33a时,50m2的植草沟可削减50m2沥青道路上产生的66%的径流量,降雨强度相对降雨历时来说对植草沟传输入渗的影响更大。(2)植草沟对水质污染物有一定的去除效果,但达不到完全净化。建设的植草沟能够削减径流中的氨氮达20%,总磷达35%,COD达22%。(3)植被覆盖度能影响植草沟的调控能力。植被覆盖度增加60%,植草沟对0.33年重现期降雨1h的雨量入渗率提高了8%。(4)若建立与北京市城六区道路等长度、宽2m的植草沟,对1a,2a重现期24h降雨形成的道路径流削减率分别为96.3%和56.0%,但对50a极端降雨道路径流量的削减率仅为13.0%。[结论]植草沟对北京市道路地表径流具有一定的调蓄洪峰流量,延缓产流时间,减少径流污染的作用,但无法单独作为有效控制城市道路地表径流水量的管理措施。

生态雨水设施的污染物积累效应及风险研究进展

对植被浅沟、雨水花园及雨水塘3 种具有代表性的生态雨水设施应用于径流中有机质、颗粒物、重金属等污染物控制时,污染物在设施内的积累特性进行了归纳总结,分析了设施长期运行时面临的污染风险,提出了这3 种生态雨水设施运行管理与维护的建议： 植被浅沟运行寿命应结合我国道路雨水径流水质综合确定,超期运行的植被浅沟应对表层5cm 种植土进行更换;雨水花园表层介质重金属含量较高时,可更换0-10 cm 深度范围内的种植土,为减少表层磷溶出量,可在表层覆盖树皮以加强对磷的吸附;雨水塘中沉积物的清理周期应按功能区分类确定,对于沉积物中多环芳烃含量较高的干塘应酌情增加清理次数.

植草沟-湿地滞留塘控制农田径流污染效能

植被拦截是控制非点源污染的最佳管理措施之一。为了探讨植草沟与湿地滞留塘组合系统对农田径流污染控制效能,研究以江苏金坛市某农业科技园为对象,对农田降雨径流特征进行了现场测试,并通过相关性分析对农田径流各污染物相互关系及成因进行了探讨。考察了4场典型降雨下植草沟-湿地滞留塘组合系统对农田径流污染实际控制效能,结果表明植草沟-湿地滞留塘组合系统是控制农田径流污染的有效措施。

中高雨强下公园传输型植被浅沟径流控制效果

传输型植被浅沟构造简单、经济实用,是海绵城市建设的重点推广技术之一。通过在深圳光明新区国家LID雨水综合利用示范区的现场监测研究,探讨了中到大雨下传输型植被浅沟对污染物质以及雨水径流总量、峰值流量的实际控制效果。结果表明,中到大雨下,传输型植被浅沟对SS、COD、NH_4^+-N、NO_3^--N、TN和TP的去除率分别为28.91%~67.29%、37.76%~64.57%、21.84%~34.65%、19.39%~25.99%、23.60%~39.97%和31.49%~48.83%,对径流总量的削减率为50.9%~66.3%,且径流峰值较降雨峰值滞后5~9 min;若设计重现期取1 a,深圳的传输型植被浅沟可接纳相当于自身面积1.79倍硬质路面所产生的径流。

深圳茜坑水库生态草沟对非点源污染物去除效率的评价

非点源污染问题已引起广泛地重视,为控制和削减因为暴雨径流而造成污染负荷,最佳管理措施在国内逐步得到发展和应用,生态草沟为其中最为常用的一种最佳管理工程措施。以深圳茜坑生态草沟为例,采用平均浓度法,在不同的降雨条件下对草沟的运行效果进行监测,结果表明:草沟对总悬浮物的平均去除率为69.4%;5日生物需氧量的平均去除率为43.8%;总磷的平均去除率为41.6%,对氨氮的平均去除率最低,为19%,并对数据进行统计分析。结果表明,生态草沟对非点源污染物的去除效率已达控制要求,具有良好的推广应用前景。

可持续雨洪管理新策略——低影响开发雨洪管理

传统的以末端治理为主的雨洪管理措施已不能满足城市健康发展的需要,城市发展需要具有可持续性的雨洪管理策略.低影响开发雨洪管理(LID)通过模拟场地开发前的水文状况,采用分散、多样、小型、本地化的技术从源头上储存、渗滤、蒸发以及截流雨水,最大程度保护开发改造地区的水文情势,减少负面环境影响.文章概述归纳了国外对该管理策略的研究进展.学习借鉴这样的新策略,对提高改善我国城市新区开发和旧城改造的雨水资源利用与管理是十分有意义的.

海绵城市建设中厦门某新建中学校区设计研究

厦门市是第一批全国海绵城市建设的试点城市,校园将是海绵城市控制目标的重要实现载体。通过对低影响开发在建设海绵校园中的应用研究,强化雨水径流水质、流量控制及雨水资源化利用的意识,推进我国海绵高校的建设发展。在厦门某学校的设计过程中,通过"渗"、"滞"、"蓄"、"净"、"用"、"排"等技术措施,实现年径流总量控制率75%的目标。

公路生态型植草沟研究

通过对国内外生态型植草沟工程的研究分析,分别介绍生态型植草沟的典型断面形式以及实用性,在总结以往经验的同时,可为以后的工程设计及施工提供依据。

金泽水源地径流污染源头控制技术应用

通过小试与现场应用试验研究适合高地下水位地区需求的不透型径流源头控制技术,包括强化除磷与蒸发的渗透铺装与强化脱氮与除磷的干植草沟技术。前者通过在不透型渗透铺装的碎石基层中设置吸水毛细柱,强化对基层饱水区中水分的蒸发,达到削减不透型设施的径流水量以及缓解城市热岛效应的效果。通过现场试验,证明新型渗透铺装的径流总量削减率超过90%,午后阳光下设施表面的温度最高可降低15.3℃;新型渗透铺装对径流中TP的年污染负荷控制率达到84.7%。干植草沟基质层添加3%~5%(w/w)的发酵木屑后,进水期基质中有机质降解耗氧形成了缺氧环境,在基质层厚度为30 cm、服务面积比为10%的设计条件下,现场试验实现了进水期反硝化脱氮;在植草沟基质中添加10%(w/w)给水厂污泥强化了设施的除磷效果,监测期内设施对径流TP、TN的浓度去除率分别达84.8%和40.9%,2019年汛期设施对TSS、COD、TP、TN、NH4+-N的质量负荷削减率分别为95.4%、83.1%、90.0%、57.7%、78.3%。研究成果为高地下水位、高污染控制目标的金泽水源地的径流源头控制提供了工程技术支撑。

生态植草沟结构参数变化对降雨径流调蓄净化效应的影响

通过对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,分析生态植草沟结构参数变化对降雨径流的调蓄效应和污染物净化效应的影响,找出效果最佳的结构参数和相关影响因素。结果表明,5种结构参数的生态植草沟在大雨(12mm/h)和暴雨(24、30mm/h)情况下对降雨径流洪峰的延缓均能超过20min,同时对降雨径流的削减率均能达到20%以上;5种结构参数的生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石,此结构对总悬浮物(TSS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)和总磷(TP)的削减率分别为89.3%、48.0%、72.3%和85.3%;随着砌块砖厚度增加、砾石厚度减少,植草沟对TSS和TP的削减率都增大;随着砾石厚度增加、砌块砖厚度减小,植草沟对COD的削减率增大;砌块砖层和砾石层组合结构的植草沟对氨氮的削减率较高。

植草沟控制城市径流污染研究进展

综合分析了植草沟的利用现状、水力效应、植草沟水质处理效果及机理。植草沟能一定程度削减雨水径流量,降低径流中总悬浮固体(TSS)、重金属、有机污染物等浓度。植草沟主要通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和生物降解等作用去除污染物。影响污染物去除及径流量削减的因素包括植草沟长度和纵向坡度、植物种类和水力因素等。指出了目前关于植草沟研究中存在的不足,并对该技术的进一步研究与应用提出了展望。

典型海绵工程单项措施的污染物减排效应分析

以我国海绵工程实施较早、规模较大的池州市的典型海绵工程单项措施(雨水花园、植草沟)为研究对象,通过跟踪监测已实施海绵工程改造和未实施改造的两个居民区内径流雨水水质,探究海绵工程改造对居民区径流污染的减排效应.结果表明:改造后小区出水污染物浓度显著低于未改造小区;雨水花园较植草沟出水污染物浓度更低,水质更稳定.最后对雨水花园和植草沟的技术经济指标进行了分析.

进水模式对植被浅沟雨水水文调控效能的影响研究

进水模式是影响植被浅沟雨水水文调控效能的主要因素之一。设计植被浅沟人工模拟试验装置,探讨不同进水模式下植被浅沟对径流量及径流峰值的影响。结果表明:在4 m^3/h恒定进水条件下,源头集中进水、沿途多点进水和沿途漫流进水3种进水模式下植被浅沟的径流总量控制率分别达到7.06%、8.33%和9.51%,径流峰值削减率分别为2.67%、5.83%和6.44%,峰现时间较传统管道排水分别延后9.6 min、10.3 min和12.2 min。以上表明采用沿途漫流进水的植被浅沟对雨水各水文参数的调控效能均优于其它进水模式。