景观雨水系统修复城市水文循环的技术与案例

中国城市发展过程中的水文问题日益严峻,将景观与雨洪控制利用相结合能够修复水文循环、减缓洪涝灾害、控制水体污染,对景观本身亦有多重效益。介绍了利用景观控制雨洪的新理念、景观雨水设施分类和水文分析要素,总结了基于不同水文控制目标时,景观雨水设施的选择以及规模计算方法,提出了基于水文学的场地规划、竖向和植物设计要点,并通过实际案例分析了景观雨水系统在调节城市水文循环过程中发挥的作用。

北京老城住宅小区雨水径流源头控制改造适宜性评估研究

针对北京老城住宅小区,基于雨水径流源头控制的视角,结合不同类型小区建筑、道路、绿地和停车场的典型布局特征,提出小区雨水径流源头控制改造适宜性的评估体系。并对老城内655个小区的改造高、中、低适宜性进行了调研评估,总体以南护城河排水分区和东南护城河排水区内的住宅小区改造适宜性相对较高。针对老城范围内预期可进行源头雨水控制改造的小区,改造后对应小区范围的控制降雨量约为13 mm,若加权平均至老城总范围对应的控制降雨量约为3 mm,其中分流制区域总体预期控制4 mm,合流制区域总体预期控制2 mm。以期为北京老城住宅小区在后续更新改造中进一步推进小区雨水径流源头控制提供参考。

坡地与平原复合型城市现代雨水控制利用系统构建——以济南市为例

作为典型的坡地与平原复合型城市,济南创建海绵城市有着得天独厚的自然条件和良好基础,南部山区独有的多处渗漏带联通了降雨补给地下水的通道,形成＂地下水银行＂。济南市政府近几年相继实施了＂保泉工程、地表水转换地下水工程、再生水工程＂等一系列水环境综合整治工程,并取得初步成效。1、城市基本情况1.1自然地理和社会经济济南是山东省省会,素以＂泉城＂闻名于世。

基于雨型的南方城市道路雨水径流污染物分析

以嘉兴市区主干道为研究区域,开展了该市两种典型降雨条件下,道路雨水径流中典型污染物初期冲刷效果、质量浓度变化规律、道路雨水径流水质污染指标相关性,污染物平均质量浓度(EMC)的研究。针对城市典型降雨,分析城市降雨径流污染过程的变化规律,对城市道路径流污染的控制和雨水资源有效利用具有重要意义。利用模式雨型对嘉兴市2010年至2013年间90场降雨进行归纳,总结出Ⅲ型和Ⅶ型为嘉兴市的常见雨型。从2013年降雨监测期间筛选出与该市发生频率最高的两种雨型相似的典型降雨进行分析,结果表明,(1)降雨雨型、降雨强度、降雨前期干燥时间均会对道路径流雨水中污染物浓度产生较大的影响,这也是Ⅶ型降雨比Ⅲ型降雨中道路雨水径流中污染物较高的原因。(2)以携带80%污染物所实际发生的径流量的多少来判断初期冲刷效应的强弱,则Ⅶ型降雨中TN、NH4+-N、SS、TP、COD的初期冲刷效应均强于Ⅲ型降雨。两场降雨中TP的初期冲刷效应均低于其他4种污染物。(3)道路雨水径流中TN、NH4+-N、COD与SS之间均存在良好的相关性。Ⅶ型降雨中TP与SS的相关系数为0.917,而在Ⅲ型降雨中TP与SS的相关系数仅为0.772,所以TP与SS的相关性受降雨条件影响较为明显。(4)Ⅲ型和Ⅶ型降雨中道路雨水径流中SS、COD、TP质量浓度分别为353.2、465.71、4.03mg·L-1和548.41、335.96、1.18 mg·L-1均不同程度的高于地表水V类标准。Ⅲ型和Ⅶ型降雨中TN浓度为3.47和6.62 mg·L-1高于国家污水一级排放标准,因此SS、COD、TP是道路雨水径流中的主要污染物。

雨水断接对城市雨洪控制的效果研究

雨水断接是一种调控城市降雨径流的技术，其原理是采用绿地等透水区消纳屋面雨水，拦截地表径流，通过渗透或储存等方式来破坏径流的连续性，从而达到削减径流量的效果。介绍了雨水断接对降雨径流量的削减效果，并以北京市某校园的雨水系统为例，研究了无断接、简单断接和综合断接三种情景下的雨水径流外排情况。结果表明：在不同重现期（P—0．5～5a）的2h设计降雨条件下，简单采用雨落管断接时径流量削减率为10．4％～14．49／6；结合滞蓄设施进行综合断接时，径流量削减率为41．5％～78．8％。由此可见，雨水断接具有较好的径流量削减效果，可以在一定程度上缓解城市雨洪问题。

建筑与小区雨水调蓄设施的径流控制效果分析

近年来,内涝成为城市发展过程的一个突出问题,为减轻内涝灾害造成的损失,北京市颁发了《雨水控制与利用工程设计规范》（DB 11/685-2013）,提出建筑与小区开发过程中应保证雨水调蓄设施容积、下凹式绿地比例、透水铺装使用率等3项指标,通过建立模型分析这些措施的雨洪控制利用效果。在此基础上,以北京市2011~2013年的实际降雨为例,研究了蓄水池和生态调蓄措施（以雨水花园为代表）在雨水径流控制效果方面的差异。

基于模型分析的低影响开发提升城市雨水排水标准案例研究

介绍了在城市雨水排水系统规划设计新旧标准转变的过渡期,面对城市新建与已建雨水排水系统规划标准衔接的难题时,解决已建雨水排水系统进行提标改造的问题。以某开发区为例,利用Mike Urban、Mike21及Mike Flood模型对管网运行情况及内涝风险进行评价,提出了基于已建雨水排水系统规划设计标准提升的低影响开发雨水系统的设计规模,并提出了相应的规划控制指标,以期为同类工程提供借鉴。

分析及优化雨洪潮遭遇下城市水系排水防涝系统

以福建省沿海城市P的北洋区域作为研究区域,利用SWMM模型模拟30年一遇最不利24h降雨遭遇洪潮时,区域现状城市水系排水能力以及内涝分布情况;并通过模拟的结果,对区域本底水系进行调整。通过优化水系排水方向、重构排水防涝河网以及改造新增蓄涝区来完成城市排水防涝系统的优化。优化后的排水防涝系统可将现状南北向排水调整为东西向排水,减弱潮汐顶托作用,并以最佳主干河道规模和新开排放口数量,提升水系调蓄和排水能力;最后确定蓄涝区位置与调蓄容积,收纳剩余因潮汐顶托而产生的涝水量。结果表明优化的排水防涝系统有效的解决了现状4195.42万m^3的涝水量,并将洪水排放水量提升了2.25倍,水系排水能力得到了较大加强,P城市北洋区域排水防涝问题被有效解决。

既有工业建筑屋面雨水低影响开发典型技术及效果

既有工业建筑屋面与普通屋面相比,单体屋面面积普遍较大,造成雨水径流总量大,洪峰流量高,且由于屋面材料及生产类型的不同产生了不同的雨水水质污染。基于此,研究分析了适用于工业建筑屋面雨水的低影响开发典型技术,包括绿色屋顶、雨水花园和屋面雨水收集等。总结了典型技术对径流总量、洪峰延迟及雨水水质净化等方面的控制效果,并进行了适用性评价,为既有工业建筑进行低影响开发提供了技术支撑。

海绵城市与城市雨水管理相关概念与内涵的探讨

低影响开发（Low Impact Development,LID）最早诞生于美国马里兰州,并由该州的乔治王子郡环境资源署首次提出,其核心是通过使用渗透、调蓄、净化等技术,模拟场地开发前的水文特征,是削减径流量的一种雨水管理方法,且主要利用小型、分散、低成本的生态措施来控制高频次、中小降雨事件。该方法的主要目标是恢复场地开发前的良性水文循环,对改扩建项目的雨水处理措施进行升级改造,降低该区域的径流外排量和排入受纳水体的污染物浓度。与常规的灰色基础设施相比,LID不仅建设和维护成本更低,而且能够为城市环境提供更高效的保护[1,2]。

雨水系统中砂粒的沉降性能研究

从北京市交通干线13处有代表性地点的雨水口及雨水井中取得砂样,研究其粒径分布、真密度及沉降速度等沉降性能,采用标准筛分法分析其粒径分布,使用浸液法分析其真密度,使用显微设想法分析其沉降速度,获得交通干线雨水中砂粒的沉降性能基础数据,为后续雨水管道用沉砂池的设计提供基本依据。

城市雨水水质模拟研究进展

降雨径流污染是城市面临的重要环境问题之一,雨水水质模型可用于支持雨水管理政策和技术的实施。雨水水质的模拟与预测需要更好地理解与污染物相关的物理、化学和生物过程以及模型的复杂性。笔者分析了雨水主要污染物、污染过程及BMP/LID去除效果的模拟特征与函数表达,介绍和比较了6种常用确定性雨水水质模型的特点和复杂性。提出了模型研究的发展空间:扩大模拟污染物的范围;逐步细化代表不同污染物和BMP/LID的函数表达;建立适合不同区域、场景的参数数据库和识别方法;减小监测数据和参数校验对模拟结果的影响。

基于不透水表面模型的北京辖区水环境效应分析及控制目标

中国城市中建筑用地随着城市化的发展不断增多,不透水表面扩张的面积和速度逐年增加,造成了水土资源需求与供给的矛盾。基于不透水表面模型对北京市8个辖区不透水表面的水环境效应及控制目标进行了研究。结果表明:北京各时期各辖区不透水面积在不断升高;利用不透水表面模型分析,说明不透水表面的扩张是造成北运河流域水环境恶化的重要因素;为避免流域水质进一步恶化,基于8个辖区不透水表面的现状基数提出将流域不透水面积率控制在25%的目标值;并确定了各辖区不透水面积率的控制目标。建议至少需将42%的非屋顶城镇村及工矿用地面积转化为绿地、裸土或透水铺装,才能达到25%的流域不透水面积控制目标值。据此认为,合理规划和控制不透水表面应成为北京市推进海绵城市建设的重要方向。

低影响开发雨水系统构建的困惑分析

低影响开发雨水系统即源头径流控制系统,作为海绵城市建设的重要内容之一,政府相关职能部门、规划设计单位和建设单位在具体实施过程中仍面临不少问题和困境,需要对一些决策、管理、实施及运维等方面的基本问题进行进一步明确。文章基于当前海绵城市建设背景,针对低影响开发雨水系统在国内推广的困境及问题,提出相应的解决策略和建议。

生物滞留系统中径流雨水磷的迁移转化规律

基于生物滞留系统对雨水的处理效果,对其进行模拟径流雨水进水试验,通过连续提取法检测生物滞留系统土壤渗滤介质不同深度(0、5、15、35 cm)处交换态无机磷(Ex-P)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)含量,并监测系统出水TP。结果表明,土壤渗滤介质对Ex-P、Al-P、Fe-P的吸附是从上至下逐层进行、逐层减弱的,Ex-P转化为Al-P、Fe-P,同时Al-P转化为Fe-P,因此Ex-P含量逐层减少,而Al-P、Fe-P逐层累积。系统对径流雨水中TP的去除率在90%以上,其中未被植物利用的TP体现为水-土壤-根系-生物系统内磷的动态平衡。

沉砂技术研究及工程进展——雨水系统

着重阐述了国内外旋流沉砂技术的研究进展,并分析发达国家及国内雨水沉砂技术的研究及应用,提出在源头控制雨水中砂粒并实现有效排泄暴雨径流的雨水沉砂装置的发展方向。

道路雨水径流溶解性有机物对生物滞留系统重金属截留过程的影响

以不同介质(砂,铁锰复合氧化物,给水厂铝污泥)的生物滞留系统为研究对象,考察道路雨水径流溶解性有机物(DOM)与重金属协同污染对生物滞留系统中Cu^(2^(6+))、Pb^(2^(6+))、Cr6^(6+)和Cd^(2^(6+))截留和释放过程的影响.结果表明,DOM协同污染促进了生物滞留系统对Cu^(2^(6+))和Pb^(2^(6+))的截留,去除率分别提高了1%—12%和2%—7%;抑制了对Cr6^(6+)和Cd^(2^(6+))的截留,去除率分别下降了3%—10%和1%—5%.对同一种介质生物滞留系统来说,前期累积重金属时径流DOM协同污染的生物滞留系统中重金属的释放量低于无DOM协同污染系统,使其淋出液重金属浓度降低.与惰性介质生物滞留系统相比,强化介质生物滞留系统对重金属的截留效果更易受到径流DOM协同污染的影响,且强化介质生物滞留系统所截留重金属更不易释放.

建筑垃圾对雨水径流中磷的吸附特性

以经过筛分、破碎等预处理后的砖砼建筑垃圾为研究对象,采用人工模拟雨水径流,通过静态吸附、动态吸附和脱附实验,研究了不同粒径粒级建筑垃圾对雨水径流中磷酸根的吸附效果和脱附特征.结果表明,建筑垃圾对磷酸根的吸附过程更符合准二级动力学模型,Langmuir等温模型能较好地描述其等温吸附过程;粒径粒级对建筑垃圾吸附磷酸根的效果具有重要影响,粒径粒级越小,对磷的去除效率越高,1—2.5 mm粒径的建筑垃圾对磷酸根去除率最大,其值为55%,建筑垃圾的粒径对磷的吸附平衡时间、吸附速率和吸附量也具有较大影响,粒径粒级1—2.5 mm的建筑垃圾对磷酸根的平衡吸附量最大值为7.8μg·g-1.建筑垃圾吸附的磷酸根在雨水径流pH值为5—9的范围内溶出风险较小.

生物滞留介质类型对径流雨水净化效果的影响

生物滞留措施能够有效去除径流雨水中的污染物,而介质类型对其净化效果具有重要影响。该研究以粗砂、细沙、黏土、建筑垃圾为介质,研究了生物滞留单元对径流雨水中污染物的净化效果。结果表明,各单元对COD、氮、磷污染物的平均去除率分别为63.9%、62.2%、83.3%;Cd为77.2%,Cu、Pb、Cr、Zn均在92.9%以上。介质类型、介质填装方式、粒径级配等因素对氮、磷等污染物的净化效果影响较大,对重金属的净化效果影响较小。各种介质去除污染物能力依次为黏土>细沙>粗砂>建筑垃圾;建筑垃圾的粒径越小,对径流雨水中污染物净化效果越好。基于上述结果,对各单元出水水质进行回用风险评估,黏土复合介质滞留单元的出水回灌地表水的风险最小;各单元出水均可满足绿地灌溉(GB/T 25499-2010)水质标准。

具有导渗导排管的透水混凝土铺装对径流污染物控制实验

具有导渗导排管的透水混凝土铺装是在传统透水混凝土铺装基础上的一种创新的透水铺装形式,属于"海绵城市"建设技术之一。实验利用人工模拟降雨装置,对具有导渗导排管的透水混凝土铺装的径流污染物控制作用进行了研究。结果表明,在一年降雨重现期下,降雨120 min,具有导渗导排管的透水混凝土铺装对雨水径流污染物SS、COD、TP、TN、Cu的去除率分别为98%、88%、84%、60%、88%。并且发现降雨重现期越小,具有导渗导排管的透水混凝土铺装对污染物的去除效果越好。说明了具有导渗导排管的透水混凝土铺装对降雨不但具有渗透、储存、排放作用,而且对雨水径流中常见的污染物有良好的去除效果。