城市径流高效截流构筑物开发及控制系统研究

发布时间：2020-11-21 02:03

　　 为构建滇池东岸流域示范区内城市面源截流系统,开发出以TN作为截流指标,以电导率为快速显示指标的标准化城市径流高效截流井及单体自控系统;研究分析了影响截流效率的水文水力因素;建立了截流半径模型,确定片区高效截流井的服务范围及点位设置;通过对呈贡新区模型15年降雨模拟结果进行统计分析,探讨片区高效截流联合控制的可能性,设计出以时间差、浓度差的控制模式,分析比较两种控制方式下片区城市径流截流效果。根据前期研究成果,开发出城市降雨径流高效截流井,并对截流井尺寸进行标准化。高效截流井分为主动井、被动井两大类。主动井由三大部件组成:(1)检测部件,主要包括电导率检测探头、流槽和不锈钢雨篦;(2)数据收集和指令部件,包括电导率表头、信号发射/接收设备及工控机;(3)执行部件,主要是铸铁闸门和手电两用启闭机。被动井省去主动井中的检测部件。分析了区域面积、区域不渗透性、区域性质、区域坡度、管道坡度、降雨历时、降雨重现期、雨峰系数的水文水力因素对截流效率的影响。对SS截流效率,各因素灵敏度顺序为:重现期降雨历时雨峰系数区域不渗透性区域用地性质管道坡度汇水面积区域坡度;COD截流效率为:重现期雨峰系数降雨历时区域不渗透性区域用地性质管道坡度汇水面积区域坡度;TN为:区域不渗透性重现期管道坡度降雨历时雨峰系数区域坡度汇水面积区域用地性质;TP:区域不渗透性区域用地性质雨峰系数降雨历时管道坡度重现期区域坡度区域面积。区域不渗透性、区域用地性质是除降雨因素外对截流效率影响较大的两个因素。研究在典型城市区域内不同管长、不同服务范围的截流效率,以确定片区内高效截流井的服务范围及设置点位,结果表明:(1)不同截流半径下的截流效率变化受截流比例影响,当达到截流比例临界值之前,截流半径越大,截流效率越高,在此之后,截流半径越低,截流效率越高,SS、COD、TN、TP的比例临界值分别为25%、30%、25%、25%,这是由于浓度与水量交替地对两个阶段产生主要影响;(2)在截流比例为50%时,截流效率随着截流半径的降低而增加,当截流半径在1-3km时,SS、COD、TN、TP截流效率随截流半径的增加而急剧下降,截流半径3km后,截流效率的变化相对较缓。统筹考虑污染物截流效率及工程经济,SS、COD、TN、TP截流半径上限分别为3km、3km、2.5km、2.6km。(3)在50%的截流比例下,随着截流半径的增加,截流效率呈现“突降—缓变”趋势的原因主要是由于瞬时负荷曲线呈现“上凸—下凹”的变化规律。利用1995年-2009年降雨资料对呈贡新区模型进行模拟,并对模拟结果中停止截流时间及TN浓度进行统计分析,得出高效截流井进行截流时排放口闸门关闭动作的次数共计291次。统计出了模型中12个排放口的停止截流时刻及该时刻对应PFK3的TN浓度,探究片区高效截流系统联合控制的可能性,设计以时间差和浓度差控制的片区城市径流高效截流联合控制系统,从截流效率、截流水量的平均污染浓度两方面比较两种截流方式与理论截流方式的截流效率。结果表明浓度差控制方式要优于时间差控制方式。因此建议在城市高效截流控制系统采用以浓度差控制的截流方式,以保证片区的截流效率处于较高水平。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TU992
【部分图文】：

图 1.1 环湖东岸截污系统图ig. 1.1 Sewage Interception System in East Coast of Lake Dian组工作进展情况湖截污体系上游城市面源污染高效截流系统，本研究完成的工作及成果包括：1）流域内典型下垫面径流指标的相关性研究及回归分析；3）高效截流设备控小区 SWMM 模型建立；5）基于电导率控制的水质式的截流效率比较与年污染负荷。

图 1.2 研究小组工作进展Fig. 1.2 Progress of Research Group1.2.2 研究目的本论文研究目的为开发出适于研究区域的城市径流高效截流构筑物，并构建城市片区径流高效截流联合控制体系。1.2.3 研究内容主要研究内容包括：①根据前期研究成果，开发出城市径流高效截流构筑物及单体控制方法；②建立 SWMM 概化模型，研究不同因素对高效截流构筑物的截流效率灵敏度顺序；③确定高效截流井的服务范围及点位设置；④基于呈贡新区 SWMM 模型，构建出片区高效截流联合控制系统。1.3 技术路线

研究技术路线图
【参考文献】

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本文编号：2892348