海绵城市理念下兰州新区四污厂生态雨水系统建设研究

发布时间：2020-04-11 02:35

【摘要】：随着我国经济的飞速发展,城镇化的不断加快,使得地表的不透水基础增大,绿地、湿地等自然水体面积不断减小,从而导致城市对雨水径流的下渗、调蓄性能降低,每逢暴雨过后关于“陆地看海”的现象随处可见。因此,本论文根据海绵城市理念以兰州新区四污厂为例,结合厂区的实际情况进行生态雨水系统建设,以期为兰州新区进行生态雨水系统建设提供一定的指导。本论文首先针对兰州新区四污厂的工程所在地及地质状况,主要分析了厂区的降雨规律、下渗系数和湿陷性能,得出厂区的湿陷性等级,并且针对其独特的地质条件提出在该地区进行生态雨水系统建设的防护要点及解决措施;其次收集2018年的几场典型降雨事件,对厂区中不同下垫面类型雨水径流污染物特性进行了分析;在此基础上,通过实验和计算,分析了透水铺装、下凹式绿地、生物滞留池对雨水径流水量的截留及水质的净化效果;最后,利用SWMM模型对规划好的生态雨水系统进行建模,来分析在兰州新区进行生态雨水建设的可行性。通过上述研究,本论文主要得出以下结论:(1)兰州新区四污厂所在地年平均降雨量244.08mm,厂区地面的平均稳定下渗速率为9.47mm/h,整个厂区的粉土层(1)都具有湿陷性,属于二级自重湿陷,湿陷程度中等,降雨对路基的最大影响深度约为1.5m。(2)沥青混凝土路面、裸地路面、沥青油毡屋面三种不同类型的下垫面,雨水径流中各污染物皆随降雨历时的增加不断减小,最终逐渐趋于稳定,雨水径流中各污染物的相关性研究表明,沥青混凝土路面雨水径流中SS与COD、TN、TP的相关性最高,沥青油毡屋面雨水径流次之,裸地路面的相关性最小,雨水径流中各污染物的平均污染物浓度(EMC)中,只有TP达到了地表水v类标准,其余皆不满足地表水v类标准,雨水径流水质较差。(3)通过透水铺装、下凹式绿地、生物滞留池对雨水径流污染物和径流量消减的实验以及水量平衡计算,分析其对雨水径流的调蓄及净化效果,结果表明,砂基砖、普通混凝土砖以及复合砖中,砂基砖的透水性能最好,对雨水径流具有很明显的消减效果,对水质净化效果则不是很好。由下凹式绿地实验发现,当下凹式绿地的种植层厚度为500mm时对于雨水径流污染的去除效果明显好于种植层厚度为200mm和300mm,随着下凹深度的增加对于雨水径流的渗蓄效果也逐渐增加,但同时服务面积与绿地面积比也对下渗蓄效果有着很大的影响,当下凹深度为200mm,服务面积与绿地面积比为10时对于十年重现期的雨水径流渗蓄率也只有65.7%。生物滞留池对SS、COD、TN、TP的去除率皆可达到48.28%以上,明显好于透水铺装和下凹式绿地。(4)通过径流系数法对兰州新区四污厂建立的SWMM模型进行水文参数行率定校核,选取1年、10年重现期的降雨数据带入模型验证,得到厂区的径流系数为0.411和0.553,均满足规范要求,以生物滞留池实验出水为指标对比模型中相应的数据来判断水质参数是否合理,结果表明各污染物相对误差在20%以内,水质参数也符合建模要求。(5)利用校准后的模型对兰州新区四污厂进行生态雨水系统模拟,结果表明,生态雨水系统相对于传统雨水管网系统,在10年重现期内,雨水径流峰值流量减小了76.31%以上,径流历时最小缩短了12min,厂区径流系数最大也只有0.125。此外,生态雨水系统对SS、COD、TN和TP均有较好的去除效果,验证了在兰州新区四污厂进行生态雨水系统建设是完全可行的。
【图文】：

城市内涝危害

原理图,海绵,原理图,工程硕士学位

兰州交通大学工程硕士学位论文系达到对雨水的调蓄效果[34]。目前常用的海绵城市处理设施主要铺装、下凹式绿地、绿色屋顶、植草沟以及其他的大型蓄水渗透设施实现了由传统管网的直排模式转向源头消减、中途调节、末端，，很大程度上减轻了城市排水管网的压力，降低了“城市看海”概市原理图。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU992;TV213.9

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