绿色建筑小区改良型下凹式绿地技术研究

发布时间：2018-12-26 15:02

【摘要】：作为城市雨水排水系统的起始端,建筑与小区约占据了城市内70%的面积。要实现有效收集利用城市雨水的目的,就必须做到有序排放并高效利用建筑与小区内的雨水资源。绿地是建筑与小区的重要组成部分,对建筑与小区的雨水收集利用具有重要意义。然而,在传统建筑小区的规划设计中往往只重视绿地系统的景观效果,忽视了绿地对于小区内径流雨水的净化与调蓄作用。结合低影响开发技术基本原理,设计了下凹式绿地装置,在深圳市育新学校内进行了中试试验。装置包括四个处理单元,每个处理单元的纵向结构由上往下依次为:蓄水层、草坪层、基质土壤层、细砂层、陶粒层及集水支管卵石层。针对下凹式绿地对建筑与小区内降雨径流的水质净化效果与径流削减作用进行了研究。首先,在不同基质厚度条件下与不同服务面积下,监测了装置进水与渗透出水的污染物浓度,分析装置在不同基质厚度与不同服务面积条件下对于径流水质的净化效果。其次,在不同服务面积与不同降雨重现期下,监测装置的进水水量与溢流水量,以产流时间、延缓洪峰出现时间、径流洪峰量削减率、径流总量削减率为指标分析装置对径流雨水的控制效果。通过以上研究所得结论如下:①对装置进水水质的监测结果表明:装置进水水质污染物浓度均是起始阶段最高,SS、COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N浓度分别为:144.03mg/L~352.67mg/L、171.38mg/L~259.10mg/L、2.55mg/L~4.40mg/L、1.82 mg/L~2.89mg/L、0.80 mg/L~1.29mg/L、0.54 mg/L~0.93 mg/L。降雨中后期污染物浓度逐渐降低,降雨末期,SS、COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N浓度分别为:31.22mg/L~73.17mg/L、57.13mg/L~94.68mg/L、0.65 mg/L~1.11 mg/L、0.50 mg/L~0.77 mg/L、0.20 mg/L~0.40mg/L、0.04 mg/L~0.26 mg/L。与《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)相比较,NH3-N始终能够达到Ⅳ类水体标准,TN基本能够达到V类标准要求,COD、TP始终不满足《地表水环境质量标准》V类标准要求。对装置进水水质的监测结果表明:进水中的COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N与SS均存在较好的相关性,各指标与SS的相关系数在0.7346~0.9414之间。②在服务面积为1:2不同基质厚度的条件下,装置进水与渗透出水污染物浓度的监测结果表明:随着装置基质层厚度的增加,装置对径流污染物的处理效果呈现出逐渐上升的趋势。在降雨重现期为1年,装置基质层厚度为50cm时,装置渗透出水SS、COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N的EMC分别为10.51 mg/L、19.15 mg/L、0.28 mg/L、0.37 mg/L、0.30 mg/L、0.27 mg/L,去除率分别为80.2%、57.0%、38.1%、68.7%、53.3%、34.7%。在降雨重现期为1年,装置基质层厚度为20cm时,装置渗透出水SS、COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N的EMC分别为18.95mg/L、26.20mg/L、0.35mg/L、0.57mg/L、0.41mg/L、0.34mg/L,去除率分别为64.3%、38.7%、23.2%、51.7%、36.8%、18.3%。为使装置进水中的污染物能够得到有效削减,推荐下凹式绿地基质层厚度取50cm。③在基质厚度为50cm不同服务面积的条件下,装置进水与渗透出水污染物浓度的监测结果表明:随着装置服务面积的增大,装置进水水量上升、冲刷效应增强、进水污染物浓度增加,同时雨水在装置中的滞留时间减少,装置对污染物的去除率降低。1:1服务面积下,装置渗透出水SS、COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N的EMC分别为22.33 mg/L、30.34 mg/L、0.22 mg/L、0.38 mg/L、0.29 mg/L、0.23mg/L,去除率分别为74.9%、51.7%、32.8%、63.4%、48.0%、33.3%。1:2服务面积下,装置渗透出水SS、COD、TP、TN、NH3-N、NO3-N的EMC分别为30.05 mg/L、60.98 mg/L、0.32 mg/L、0.46 mg/L、0.32 mg/L、31.21 mg/L,去除率分别为70.6%、43.7%、27.7%、57.8%、45.0%、30.6%。我国绿色建筑与小区绿化率要求为30%以上。在服务面积1:2即绿化率为33.3%的情况下,装置能够在满足建筑与小区绿化率的前提下达到较好的出水水质,因此推荐装置服务面积取1:2。④在不同降雨重现期、不同服务面积下,装置进水量与溢流量的监测数据表明:装置对降雨径流的时间特征值具有很好的延缓效果,装置的产流时间在23分钟~39分钟之间,装置能够延缓峰值出现的时间在8分钟~24分钟之间。在相同重现期下,随着装置服务面积比增大,装置的产流时间与径流峰值延缓出现作用均随之降低。降雨重现期为1年时,装置服务面积由1:0增大至1:5时,装置的产流时间由不产流变为39分钟,装置延缓峰值出现的时间由无峰值变为24分钟。装置对降雨径流具有良好的峰值削减与径流总量削减效果,装置对径流峰值的削减效果在27.2%~100%之间,对径流总量的削减效果在49.8%~100%之间。在相同重现期下,随着装置服务面积比增大,其峰值削减率与径流总量削减率降低。降雨重现期为1年时,装置服务面积由1:0增大至1:5时,装置的峰值削减率由100%降低至71.0%,径流总量削减率由100%降低至87.1%。通过对下凹式绿地技术的研究,可以看出下凹式绿地对建筑与小区内的径流雨水具有很好的水质净化和错峰缓流、削减径流水量的效果,同时下凹式绿地具有便于施工、维护简单的特点,建议在建筑与小区内推广使用。
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【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU992;TU985.125

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