绿色建筑小区网格化植被措施径流控制技术研究

发布时间：2017-10-10 18:12

  本文关键词：绿色建筑小区网格化植被措施径流控制技术研究

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【摘要】：城市化的发展过程中,通常伴随着水资源的短缺和水环境的破坏,加之不透水面的增加改变了区域水循环,加大了城市雨水排放系统的负荷,城市“缺水”与“多水”的问题日益严重。随着“海绵城市”的推广进行,一系列雨水管理技术措施被提出和应用,建筑小区占据了城市中20~32%的建设用地,在建筑小区中合理采用雨水管理技术措施,并对其组合运行方式进行优化设计,对整个城市的雨水管理关系重大。基于各单项雨水管理措施的技术特点,融合城市网格化管理的理念,在绿色建筑小区中提出了一种网格化植被措施径流控制方法,系统评估了各单项雨水技术措施的径流控制效能,并对绿色屋顶径流控制技术开展了连续三年的监测分析,最后利用SWMM软件对网格化植被措施进行了模拟评估,主要研究内容和结论如下:(1)网格化植被措施中采用的单项技术如植草沟、透水铺装、生物滞留设施和绿色屋顶等,其构成、功能和设计方法各不相同,其中透水铺装可直接提高不透水面的渗透水性能,植草沟可提供良好的径流传输效果,生物滞留设施可一定程度上控制径流污染。在建筑与小区中运用网格化植被措施,需针对各单项技术技术特点,发挥其长处,综合运用到网格化植被措施的系统框架中,从而达到整个建筑与小区径流雨水的优化控制。(2)开展了网格化植被措施中绿色屋顶径流控制技术研究,研究结果表明:1)增大绿色屋顶基质层厚度可增强对径流雨水中SS、TN和NH3-N的控制效果,但对TP的控制效果影响不显著,当绿色屋顶的基质层厚度为150mm时,对有机物的控制效果最优。改良剂再生砖能够强化对有机物的控制效果,改良剂珍珠岩能够强化对磷的控制效果,添加再生砖和珍珠岩后,均能够提高绿色屋顶对TN和NH3-N的去除效果,但径流中SS浓度会升高。麦冬草较玉龙草更能适应试验场地生长环境,TP指标两组屋面去除效果差异不大,其余指标麦冬草屋面均优于玉龙草。2)绿色屋顶径流中SS和NH3-N含量逐年降低,NO3-N含量逐年升高,TN含量年际维持稳定,COD和TP含量年际变化趋势不明显。3)除SS指标略高外,改良屋面(基质厚度150mm,园林土:珍珠岩:蛭石=8:1:1,植被选择麦冬草)径流雨水中COD、NH3-N、TN和TP指标的控制效果均优于园林土屋面和裸屋面。改良屋面径流中SS、COD、NH3-N、NO3-N、TN和TP的EMC值分别为(14.43~53.19)、(13.51~36.74)、(0.340~0.543)、(0.456~0.859)、(0.964~1.452)和(0.034~0.173)mg/L,EMCs值分别为36.79、23.67、0.441、0.632、1.131和0.079 mg/L,径流污染物去除率分别为-145.21%~-0.91%、-110.67%~-33.10%、-7.72%~61.28%、-385.93%~5.02%、-30.96%~59.38%和1.60%~27.44%。改良屋面的径流水量控制优于园林土屋面和裸屋面,其中改良屋面径流延缓时间为16~26min,洪峰延缓时间为27~51min,峰值削减率达到50.0%~80.6%,径流体积控制率为18.0%~45.4%。4)随着径流时间的延长,绿色屋顶径流中NH3-N含量逐渐升高,NO3-N含量逐渐降低,TN含量基本维持不变。(3)利用SWMM软件对示范小区进行三种重现期(1a、2a和5a)下的径流模拟,采用网格化植被措施后,示范小区径流峰值延长时间分别为15min、10min和10min,峰值削减率分别为74.96%、72.23%和67.58%,径流体积削减率分别为63.30%、60.63%和58.57%,径流污染物总量(以SS计)削减率分别为71.99%、61.22%和45.44%,污染物总量(以COD计)削减率分别为69.61%、53.24%和34.46%,污染物总量(以TN计)削减率分别为53.82%、42.59%和21.21%,污染物总量(以TP计)削减率分别为55.33%、45.79%和32.40%。在绿色建筑小区中应用网格化植被措施,能够充分发挥各单项雨水管理措施的技术优势,实现对径流雨水的有效控制,对整个城市的雨水管理具有重要意义。
【关键词】：绿色建筑小区 雨水 径流 绿色屋顶 网格化植被措施
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU985.12;TV213.9
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 国内外建筑小区雨水利用技术发展现状9-14
• 1.1.1 国外建筑小区雨水利用技术发展10-13
• 1.1.2 国内建筑小区雨水利用技术发展13-14
• 1.2 课题研究目的、内容及技术路线14-17
• 1.2.1 课题研究目的14-15
• 1.2.2 课题研究内容15
• 1.2.3 课题技术路线15-17
• 2 网格化植被措施单项技术评估17-31
• 2.1 植草沟17-19
• 2.1.1 植草沟构成17-18
• 2.1.2 植草沟功能评估18
• 2.1.3 植草沟设计应用18-19
• 2.2 透水铺装19-22
• 2.2.1 透水铺装构成19-20
• 2.2.2 透水铺装功能评估20-21
• 2.2.3 透水铺装设计应用21-22
• 2.3 生物滞留设施22-24
• 2.3.1 生物滞留设施构成22-23
• 2.3.2 生物滞留设施功能评估23-24
• 2.3.3 生物滞留设施设计应用24
• 2.4 绿色屋顶24-27
• 2.4.1 绿色屋顶构成24-25
• 2.4.2 绿色屋顶功能评估25-26
• 2.4.3 绿色屋顶设计应用26-27
• 2.5 网格化植被措施单项技术综合评估27-28
• 2.6 网格化植被措施的技术内涵28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 3 绿色屋顶径流控制技术优化研究31-69
• 3.1 试验材料与方法31-38
• 3.1.1 试验地点概况31
• 3.1.2 试验装置31-35
• 3.1.3 试验方法35-38
• 3.2 绿色屋顶径流水质优化控制研究38-48
• 3.2.1 试验场地天然降雨水质特点分析38-39
• 3.2.2 基质选择对绿色屋顶径流水质影响分析39-45
• 3.2.3 植被种类对绿色屋顶径流水质影响分析45-47
• 3.2.4 其他因素对绿色屋顶径流水质影响分析47-48
• 3.3 绿色屋顶径流水质年际分析48-54
• 3.4 绿色屋顶最优配置径流控制研究54-63
• 3.4.1 绿色屋顶最优配置筛选54-55
• 3.4.2 绿色屋顶最优配置水质特性研究55-60
• 3.4.3 绿色屋顶最优配置水量特性研究60-63
• 3.5 绿色屋顶径流氮控制机理探究63-67
• 3.6 本章小结67-69
• 4 网格化植被措施径流控制技术集成应用研究69-81
• 4.1 集成应用小区概况69
• 4.2 网格化植被措施雨水系统集成与模型构建69-71
• 4.3 网格化植被措施径流控制技术集成应用模拟研究71-76
• 4.3.1 网格化植被措施径流水量控制模拟研究71-73
• 4.3.2 网格化植被措施径流水质控制模拟研究73-76
• 4.4 网格化植被措施运行维护建议76-79
• 4.5 本章小结79-81
• 5 结论与建议81-83
• 5.1 结论81-82
• 5.2 建议82-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-91
• 附录91
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文91
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的相关科研项目91

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本文编号：1007835