植被渗透浅沟对城市暴雨径流的调蓄效应研究.doc

植被渗透浅沟对城市暴雨径流的调蓄效应研究.doc植被渗透浅沟对城市暴雨径流的调蓄效应研究论文摘要:建造植被渗透浅沟( GFS ) ,研究其对城市暴雨径流的调蓄效应。结果表明: 植被渗透浅沟能够起到延缓和削减洪峰, 加强城市排水安全保障的重要作用。当水力负荷从 /m·s 增至 /m·s时, 植被渗透浅沟能削减 70% 以上的洪峰流量。此外, 植被渗透浅沟表面雨水的流速在 ~ 之间, 约为管道最小设计流速的 5% ,在进行植被渗透浅沟下游管道水力设计时,可将流行时间 t 大大延长, 从而减小下游管渠的设计断面, 降低城市雨水管网系统的工程造价。论文关键词:植被渗透浅沟, 城市暴雨, 径流, 调蓄效应前言随着城市化进程的加快,道路、房屋等不透水面积迅速增加, 降雨在其表面迅速转化为径流, 导致雨洪峰值增加, 城市雨洪危害加剧, 生态环境恶化。因此有必要开展暴雨径流相关的调蓄研究。植被渗透浅沟( GFS ) 是在植被浅沟的底部增设砂石过滤床,利用地表植物、土壤和人工滤层的截流和渗透作用, 增强地表的渗透能力, 在输送、净化雨水的同时能够充分补充涵养地下水资源, 从而既能有效地削减城市暴雨径流量并延缓洪峰,又能缓解地面沉降等地质灾害。项目来源:“十一五”国家水体污染控制与治理科技重大专项( 2008ZX07314-004 ) 植被渗透浅沟的末端可与市政雨水管道相接,实现系统的排水功能。该系统适宜较长距离传输雨水径流, 在坡度、土质、景观等满足要求的区域可以替代雨水管, 适宜建造在居住区、商业区、公园和道路边等。对于我国北方降雨量相对少而集中, 蒸发量大、地下水利用比例较大的地区, 该系统有较好的应用前景。本研究设计并建造了一个植被渗透浅沟系统,采用模拟雨水探索了植被渗透浅沟对城市暴雨径流的调蓄效应,为今后该系统在雨水渗透领域的推广应用奠定基础。 2 材料与方法 试验装置及流程试验在学校内绿地上进行,流程如图 1 所示。图1 试验流程图 模拟雨水由提升泵至高位水箱,经转子流量计后通过布水装置进入植被渗透浅沟,一部分雨水自然入渗至地下, 另一部分则沿植被渗透浅沟表面流动, 进入设置在浅沟另一端的出水井,最后由潜水泵将出水抽至就近雨水井。本试验中植被渗透浅沟长 10m , 纵坡 2% , 采用梯形横断面,上口宽 ,下口宽 ,深 ,沟底下伏砾石层厚 ,粒径 10~ 20cm ,具体尺寸详见图 2 。所采用的植被为高羊茅,平均草高 10cm 。图2 植被渗透浅横断面图 试验用水试验用水由自来水加入化学药品配制而成,模拟雨水水质如表 1 所示。表1 模拟雨水主要水质参数 -qualityparametersofsyntheticrainwater 试验方法 清水渗透试验植被渗透浅沟的清水渗透试验的主要目的是掌握浅沟的渗透系数、渗透规律以及系统所能承受的最大水力负荷。该试验主要包括三部分: a. 植被渗透浅沟的渗透过程线的测定; b. 临界渗透量的确定; c. 最大水力负荷的确定。(1 )植被渗透浅沟的渗透过程线的测定首先将溢流管阀关闭,