8种园林乔木林冠对雨水截留作用的研究

林冠截留对雨水径流产流过程有直接的作用,然而我国在城市雨洪管理或海绵城市建设相关研究和实践中关注较少。为此,选择8种典型园林乔木,即毛白杨、银杏、圆柏、国槐、龙爪槐、雪松、紫叶李、西府海棠,在北京建筑大学西城校区内进行现场试验研究,分析16场降雨事件中不同树木林冠对雨水的截留效果,并对林冠的雨水截留体积与场地径流总量控制率之间的关系进行计算与分析。结果表明:(1)相同降雨条件下,两种针叶乔木圆柏、雪松对雨水的截留率较高,随着降雨量的增大,8种乔木林冠的截留率均有所降低;(2)16场降雨中国槐、雪松及银杏的总林冠截留体积明显大于其他5种树木,截留量与林冠覆盖面积对林冠的雨水截留体积都有显著影响;(3)林冠截留产生的径流控制率与降雨量呈负相关关系。在研究区域乔木种类构成及林冠覆盖下垫面条件下,16场降雨中林冠截留效应对研究区域径流总量的削减率为4%。综上,合理的林木种类搭配以及林冠覆盖率的增加都能有效减少雨水产流,林冠截留效果应该纳入海绵城市建设的考虑范畴,相关的设计计算也应该考虑林冠所产生的作用。     

基于光感技术的径流雨水分质截留模式研究

基于"初期冲刷"理论的传统径流雨水截留模式没有直接与水质挂钩,因而不能准确拦截污染径流雨水、弃流清洁径流雨水。为此,提出了一种基于光感技术的径流雨水分质截留模式,建立径流雨水水质与透光性的关系,根据透射光衰减量对实际降雨径流进行截留分析。试验结果表明,径流雨水水质与透光性具有较高的一致性。与容积式截留模式相比,在截留体积相同的条件下,光感式所拦截的SS、COD和TP质量增加了17%～105%;光感式应用范围更广,为径流污染的削减提供了一种新模式。     

如何优化城市住区绿地布局形态管理场地雨洪？ ——基于重庆某住区的模拟实证研究

国内外学者针对雨水管理目标下的 城市住区场地设计展开了较多研究,但对住 区绿地系统的形态特征和径流控制的定量关 系还缺乏相关探讨。研究对住区绿地形态特 征与径流水系特征进行归纳分类,然后选择 Uwater Drainage作为场地场次降雨径流的 模拟软件,基于重庆某住区设计方案展开降 雨径流的实证模拟研究。研究了住区建筑布 局与绿地形态对降雨径流的影响特征,探索 了整合雨水管理功能的住区绿地系统复合结 构。通过将雨水管理目标融入住区规划设计 阶段,有利于住区更加有效地实现雨水管理 目标。     

LID措施与雨水调蓄池联合运行的模拟研究

选取昆明某片区为研究对象,以截留全年50%总降雨量为目标,采用SWMM模拟研究LID措施与雨水调蓄池联合运行的效果。在0.5、1、2年一遇重现期下分别运行仅设雨水调蓄池和LID+雨水调蓄池两种方案,结果表明,LID+雨水调蓄池措施对径流总量、径流峰值均有明显削减作用,对污染物的截留量有显著提升,且截留效率随重现期的增加而减小;在目前设置参数下,LID措施对径流峰值的出现时间无明显影响。另外,设置LID措施可显著削减雨水调蓄池容积。     

黄土塬地区村镇集蓄雨水的水质特性分析

分析了黄土塬地区不同集雨水源地--庭院土地面、砖地面、瓦屋面、水泥地面的降雨径流水质及主要水质指标之间的相关性,研究了适合雨水收集利用的集雨水源地类型.结果表明:在径流初期,集雨水源地的降雨径流污染均较严重,污染物浓度较高;随降雨历时的延长,各污染物浓度呈下降趋势,降雨径流的主要水质指标具有相关性;瓦屋面、砖地面、水泥地面的降雨径流水质较土地面的好,可作为集雨水源地;弃去前期径流雨水,集蓄雨水可满足雨水饮用处理的要求.     

生态绿地控制初期雨水径流污染的研究

研究了生态绿地对初期雨水径流污染物的控制效果。生态绿地通过滤层过滤、植物吸收和生物降解的多重作用,实现了对SS、TN和TP的高效去除,而过滤介质和植物根系的缓冲作用,使得对CODMn保持了比较稳定的去除效果。生态绿地通过对初期高污染的雨水径流进行收集及后期洁净雨水的溢流实现了对雨水径流污染物的高效控制,对每场降雨中CODMn、TP、TN和SS的平均控制量分别为41.0、0.697、24.5和239mg/m2。生态绿地收集的雨水通过毛细作用到达表层土壤,提高了土壤的含水率,供给植物生长需求,对降雨量的利用率可达20%。生态绿地在有效控制雨水径流污染物的同时,还实现了对雨水的高效利用,可广泛应用于雨水径流面源污染的控制。     

公路边坡生态防护中植物加固机理分析

通过根系的力学作用和茎叶的水文作用对公路边坡生态防护中植物加固机理进行了分析，提出了植物在边坡生态防护中的坡面加筋、降雨截留和抑制地表径流等作用。     

降雨特征对低影响开发停车场径流控制效果的影响

低影响开发设施可有效削减雨水径流总量,而降雨特征是重要的影响因素之一。以北京市某停车场为研究区域构建SWMM模型,采用相关性分析法探究降雨特征对雨水径流总量控制效果的影响。结果表明:各降雨特征共同影响雨水设施的径流控制效果,雨水设施的径流控制效果随中小降雨总雨量占年降雨量的比例(中小雨量占比)、降雨间隔、降雨历时的增加而升高,随暴雨总雨量占年降雨量的比例(暴雨量占比)、降雨量的增加而降低;暴雨量占比和降雨量是影响雨水设施径流控制效果最主要的降雨特征,降雨量与暴雨量占比之间存在较强的相关关系;降雨间隔和降雨历时与雨水径流控制效果存在正相关关系,但相对于其他降雨特征其影响程度较小。     

基于SWMM与WASP模型的区域雨水景观利用模拟

雨水景观利用是雨水资源化的重要途径,而准确模拟雨水景观利用对景观水体的水质影响是制定方案的基础和依据。以华北地区某生态小城镇(HM镇)作为研究对象,首先基于SWMM暴雨管理模型,建立了HM镇的雨水径流模型,并对不同降雨重现期下HM镇的雨水径流进行了模拟;然后,以景观河作为HM镇汇流雨水排放的受纳水体,采用WASP水质模型模拟了雨水排放至景观河后的水质变化。研究表明,综合运用SWMM和WASP可以模拟出雨水从降水到用于景观利用的整体过程,为建设雨水资源化工程和制定雨水污染治理措施提供了决策依据。     

基于LID的小区绿色雨水系统径流量控制研究

为考察不同降雨强度和内部排水设施的串联对小区绿色雨水系统地面径流量控制效果的影响,采用SWMM暴雨模型建立了江西省南昌市城泰朝阳新城某地块的绿色雨水系统模型,包括地面开放式排水模型和地下管网排水模型,并通过子汇水面积的划分来实现排水设施间的串联与独排。利用模型模拟并分析了不同降雨强度下绿色雨水系统的内部关系对地面径流的影响。结果表明:对于低强度降雨,绿色雨水系统能起到较好的削峰减排效果,当降雨强度为1年一遇时,洪峰削减率达到41%、径流削减率为21.7%;对于高强度、短历时降雨,绿色雨水系统的削峰减排能力减弱,但依然能起到较好的雨水迟滞作用;绿色雨水系统内部排水措施间的有效串联有利于提高整个雨水利用排放系统的效能。     

美国景观设计中雨水管理的艺术

自然界通过蒸发、渗透、径流的共同作用来完成对雨水的管理.美国雨水管理理论认为雨水管理应该模拟自然界的雨水管理过程,根据暴雨的发生率、质量、频率、持续时间和暴雨量等进行分流设计.雨水管理的过程包括收集、截留传送和容纳.每个过程通过艺术化的雨水设计,使雨水管理设施不再是简单的排水设施,而是具有多种价值、多种功能、多种属性的福利设施和娱乐设施.结合2个实例介绍了美国雨水管理和雨水艺术设计的理论,为我国雨水管理实践提供借鉴.     

生态混凝土路面透水特性研究

针对目前硬质路面存在的问题,通过对生态混凝土雨水入渗特性实验研究,分析其对地表径流的削减作用,结果表明生态混凝土具有较高的透水率,透水路面对地表径流具有明显的削减作用,以期促进生态混凝土在道路工程中的应用。     

深圳市道路径流雨水典型污染物特征及其相关性分析

以深圳市光明新区为对象,选取具有代表性的路段,开展了3种降雨条件下道路径流雨水中典型污染物质量浓度变化规律,污染物平均质量浓度(EMCs)及主要污染物的相关性研究。研究结果表明:降雨类型、前期干旱时间均对道路径流雨水中污染物质量浓度有较大的影响,这是导致I型降雨污染物质量浓度较高的主要原因;道路径流雨水中COD和TP均不同程度的高于地表水V类标准,SS和COD均超出城镇污水处理厂污染物一级B排放标准,因此SS和COD为道路径流雨水中的主要污染物;COD与SS、TN与SS、TP与SS之间存在较好的线性关系。     

简单式绿色屋顶雨水径流滞留效果的影响因素

绿色屋顶具有良好的环境、社会和经济效益,其在欧美等发达国家已得到广泛应用,但在国内雨水控制领域受到的关注度较低。为此,采用北方典型城市的设计降雨对绿色屋顶装置进行模拟降雨试验,分析简单式绿色屋顶的排水层材料、种植基质及降雨强度对其雨水径流滞留效果的影响。结果表明:凹凸排水板和陶粒两种排水层材料对绿色屋顶滞留雨水径流的效果无明显优劣;种植基质的初始湿度与绿色屋顶对雨水径流的削减率存在负相关关系;基质种类对绿色屋顶雨水径流滞留能力也有一定影响,与超轻量基质和田园土相比,改良土在雨水径流削减、产流延缓、峰值流量削减和延后等方面的效果更好;绿色屋顶对较低重现期的降雨事件具有更好的雨水径流滞留效果。     

武汉市降雨径流污染特征分析

研究了武汉市降雨历程中雨水水质的特征,并选取不同下垫面作为雨水取样点,以SS、COD、TN和TP作为主要水质指标进行比较,分析了径流不同时间段雨水水质的变化趋势,同时研究了不同污染物之间的相关关系。结果表明:初期雨水污染均较严重,污染物质量浓度较高;不同时间内,天然降雨和不同下垫面污染物质量浓度差异较大,相对于不同下垫面降雨径流,自然降雨的水质较好,屋面雨水的水质要好于路面雨水;随着径流时间的持续,各污染物质量浓度呈下降趋势,且污染物间有一定的相关性。该研究对合理开展城市径流面源污染控制有重要意义,并能够为有效利用城区雨水资源提供科学依据。     

透水路面与生物滞留组合系统的径流体积控制效能

透水路面与生物滞留组合系统为典型的低影响开发雨水控制设施,通过实验室人工模拟降雨,对道路1%横、纵坡条件下透水路面与生物滞留组合系统的径流雨水体积控制效能进行了研究。结果表明,变径流系数法-等流时线法更适合试验条件下透水路面的产汇流理论计算;随着降雨重现期由1年增加至20年,透水路面的径流雨水体积控制率由30. 69%降低到10. 21%;高降雨重现期下组合系统增加蓄水层深度对雨水体积控制率的改善效果不如低降雨重现期下显著;随着降雨重现期由3年增加至20年,组合系统中生物滞留设施对雨水体积控制率的贡献比例从71. 56%增加至86. 31%;当组合系统中滞留带蓄水层深度为15 cm时,10年和20年重现期下的雨水体积控制率为75. 73%和74. 59%,径流雨水控制效果较好;影响组合系统雨水体积控制率的主要因素相关性排序为蓄水层深度降雨量峰值雨强。     

崇明生态城截留系统截流效果分析

以上海崇明东滩生态城为研究对象,介绍由截留井堰前的管道和旋流限流阀两部分构成的截留系统在工程中的应用,分析该研究区域的截留系统对于初期雨水径流的截流效果,为今后旋流截留井的广泛应用提供一定的理论基础。     

谈城市化对市区降雨径流的影响

介绍了雨水资源化利用的意义,通过分析城市化对降雨径流量及水质的影响,得出城市化发展会减少雨水渗透,增加径流量,使降雨径流受到严重污染,提出了通过雨水渗透的涵养地下水技术、对降雨径流进行收集—处理—利用技术和雨水的生态利用技术缓解城市排水管道和防洪设施的压力,同时提高水资源利用率,缓解城市水资源短缺压力的措施。     

城市雨水径流年污染总量核算

通过对蚌埠市新老城区地表雨水径流污染7个采样点、2场次降雨,共40个采样样本的采样与监测,获得了污染物浓度随降雨历时的变化过程;分析了地表污染程度、城市用地类型、雨水系统分流制式等因素对雨水径流污染程度的影响关系,对雨水径流污染特性进行了统计分析;在此基础上,提出了城市地表雨水径流年污染总量计算模式,初步核算了蚌埠市地表雨水径流年污染总量,评估了地表雨水径流污染对水环境的影响.     

基于IHACRES和GLUE的降雨径流过程模拟

根据降雨径流过程的特征,修正了IHACRES水文模型,并将其与GLUE方法结合,提出了资料缺乏区域降雨径流的分析方法,该方法包括模型参数范围的确定、参数组的筛选与权重的计算、验证与不确定性评价、预测等。利用该方法对深圳石岩河流域两场降雨径流过程的分析表明:模型校准和验证的Nash效率系数R2分别为0.917和0.59,验证时实测径流量基本位于90%置信度预测区间内。该方法对研究流域降雨径流过程的模拟效果较好,径流预测及其不确定性分析可靠,其结果可为资料缺乏区域初期雨水截留规模的设计和方案优化提供依据。