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。

典型道路横断面的植草沟设计——以福州市为例

植草沟是道路系统海绵城市工程措施的一种。现阶段研究大多集中在设计参数对植草沟径流调控的影响,鲜有研究如何得到植草沟的设计参数。基于此,通过借鉴美国雨水管理手册,针对道路植草沟的设计标准,对主干路、次干路、支路等典型道路横断面的中央分隔带和路侧绿化带的植草沟进行设计,验证植草沟断面形式的合理性及所承担的功能要求。结果表明,美国雨水管理手册的植草沟设计方法适用于我国,方法具有有效性和可实施性。

植草沟对道路径流的水文控制效果研究

在合肥市滨湖新区建造了2条不同类型的植草沟设施用于考察其对路面径流水量的控制效果。研究表明,普通植草沟(设施Ⅰ)与设置下排水的改良植草沟(设施Ⅱ)均能有效削减道路径流的体积和峰值流量,延长峰值流量的出现时间,但设施Ⅱ的水文控制效果优于设施Ⅰ。植草沟的水量削减效果受进水条件的影响,监测期间设施Ⅰ、Ⅱ的径流水量削减率分别为31.1%、35.5%。统计得到在合肥当地条件下设施Ⅰ、Ⅱ完全消纳降雨径流的边界公式可用于分析当地相近设计条件下植草沟对降雨径流的控制能力。

渗排植被浅沟应用于处置路面径流案例分析

针对非点源径流污染问题,在对渗排植被浅沟的构造、场地布置原则、设计流量、水力计算及主要参数等分析的基础上,以廊坊市大皮营渠沿线雨洪控制利用工程中新型植被浅沟处理路面径流为例,从水质净化及径流削减两方面考察了浅沟的运行效果。结果表明,渗排浅沟对小降雨事件能发挥较好的径流削减效果,其径流削减百分比随进水流量的增加减小。相比于传统传输型植被浅沟,径流中SS、TP得到了有效去除,COD、NH+4-N则由于其溶解性较强而去除率提升幅度不高。

植草沟对苏南地区面源污染控制的案例研究

为探究植草沟对苏南地区面源污染的控制效果,同时为苏南地区构建海绵城市提供现场试验数据及理论依据,在2016年10月1日—28日,对常州市戚墅堰污水处理厂内的植草沟设施进行监测,考察大、中、小雨型下植草沟对道路径流水质及污染负荷的控制效果。结果表明,在大、中、小降雨事件中,道路径流各项指标大致呈现初期浓度较高、随后浓度不断降低的趋势,道路初期径流污染程度更大,且大雨时道路面源污染更严重; 3种雨型情况下植草沟对径流中SS和COD的去除效果良好且稳定,对二者的去除率分别在50%和30%以上,但对氮、磷污染物的去除效果不好,有氮、磷污染释放的现象发生;植草沟对地表径流污染负荷的削减率维持在较高水平,其中对SS和COD负荷的削减率超过了90%,对氮、磷污染负荷的削减率超过了80%。

强化浅基质层干植草沟对道路径流的脱氮效果

搭建6个不同结构和介质组成的浅基质层干植草沟模拟柱,在基质层添加较多发酵木屑,利用进水期的脱氮作用,并设置饱水层提高设施落干期脱氮能力,从而强化设施全周期脱氮效果.以半人工道路径流作为进水,考察各模拟柱运行效果,并结合分层取样水质检测结果和模拟柱内体积含水率、ORP的变化过程,分析氮素在不同模拟柱内的去除机制.结果表明:在运行参数相对实际应用环境更为不利的条件下,设置饱水层的模拟柱的TN去除率在67%～78%; TN去除过程主要发生在进水期,且在含较多发酵木屑的基质层即被大量去除;设置饱水层不仅可提高落干期设施脱氮能力,还可保证较浅的基质层在进水期快速达到适宜反硝化的缺氧条件,从而保证进水期设施的脱氮效果;设置持水性过渡层并在其中放置有机质可以有效平衡饱水层碳源补给并控制有机质淋失的问题.

浅基质层干植草沟对道路径流中PAHs的去除效果

上海市道路径流中的多环芳烃(PAHs)平均浓度达到3 996ng/L,与其他国家相比污染较严重。以前期已稳定运行1年的浅基质层干植草沟中试系统为处理设施进行现场试验,研究设施对道路径流中美国EPA提出的16种优先控制PAHs的控制效果及去除机制。结果表明,监测期内设施出水PAHs浓度显著低于进水浓度(p<0.05),∑16PAHs和具有致癌性或可疑致癌性的∑6PAHs的出水浓度范围分别为172.40~365.05 ng/L和9.70~99.97 ng/L。前置沉淀池对PAHs的去除效果不佳。干植草沟设施对高分子质量PAHs的去除率与TSS呈显著正相关,主要伴随基质对TSS的过滤、拦截而被去除;低分子质量PAHs主要依靠吸附作用被去除,水力负荷的升高影响其去除效果。干植草沟设施对苯并[a]芘的去除率达到98.00%,出水浓度低于《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)规定的限值(30 ng/L),达标率为100%,干植草沟即使基质层较浅也可有效控制路面径流对受纳水体的PAHs污染。

道路植草沟进水口设置的计算方法

我国现行设计规范缺乏完整的道路植草沟进水口开口设计计算方法,借鉴美国城市雨水排放标准手册,给出了进水口开口宽度计算公式,分析认为当截留率确定后,计算得到的开口宽度还应受植草沟最大设计流量的制约;采用雨水口设置间距计算方法,给出了进水口开口设置间距计算公式,明确了道路纵坡对公式中相关参数取值的影响;基于水力计算方法,提出了进水口开口角度的计算方法,认为随着道路纵坡增大,开口角度应逐渐减小。基于Fluent对进水口二维水力特征的模拟结果表明,与传统直角开口相比,按计算角度开口可改善进水口的水力条件,其进水流速增大,约为直角开口的流速的1.4倍,显著提高了植草沟的收水能力;内部水流速减小约30%,进水对植草沟内部植物及土壤的冲击减小。