绿色建筑小区改良型阶梯式绿地试验研究

发布时间：2017-08-14 12:21

  本文关键词：绿色建筑小区改良型阶梯式绿地试验研究

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【摘要】：随着城市化的发展和人类活动的增加,大量自然地面被硬质铺装地面取代,造成不透水地面比例不断增加。当前,我国绝大多数城市将雨水视为一种“废水”而采用“快排快泄”的方式排放,即使在一些发达城市,市政设计、建设、管理仍受限于传统,只注重防洪排涝且以简单的直接排为主。因此,城市的扩张导致一系列突出问题:洪涝灾害频发、雨水径流污染严重、雨水资源流失、水资源短缺、生态环境恶化等。在可持续发展理念深入到各个领域的今天,雨水作为一种宝贵的资源,如何有效的收集利用越来越受到人们的重视。基于“低影响开发”的理念,结合绿色建筑小区雨水生态利用的要求,在前期试验的基础上对阶梯式绿地进行了改良。通过对试验地降雨进行实地监测,开展了径流污染物随降雨历时的变化,径流污染物的EMC值及其相关性,试验装置对径流污染物的控制效果,对径流水量的削减和洪峰延时的试验研究,同时提出了不同目标下阶梯绿的的设计计算方法等,主要研究内容与结论如下:(1)对试验装置进水水质的监测表明,各污染物浓度在进水前期最高,SS、COD、TP、TN、NH4+-N、NO3--N浓度分别在52.64 mg/L~176.91 mg/L、55.72 mg/L~152.97mg/L、0.30 mg/L~1.61 mg/L、0.48 mg/L~2.89 mg/L、0.34 mg/L~1.27 mg/L、0.16 mg/L~0.77 mg/L之间。随着降雨的进行,污染物浓度逐渐降低并趋于稳定,降雨末期,SS、COD、TP、TN、NH4+-N、NO3--N浓度分别为14.18 mg/L~47.64 mg/L、10.72 mg/L~32.88 mg/L、0.08 mg/L~0.33 mg/L、0.26 mg/L~0.94 mg/L、0.11 mg/L~0.36 mg/L、0.03 mg/L~0.16 mg/L。与《地表水环境质量标准》相比,NH4+-N始终能够达到Ⅳ类水体标准,SS、COD、TP、TN受降雨类型、降雨强度、前期干旱天数等影响,浓度范围波动较大。各场降雨径流中SS、COD、TP、TN、NH4+-N、NO3--N的EMC值在28.16 mg/L~106.37 mg/L、32.40 mg/L~96.92 mg/L、0.20 mg/L~0.92 mg/L、0.31mg/L~1.24 mg/L、0.20 mg/L~0.72 mg/L、0.07 mg/L~0.40 mg/L之间,表明降雨径流水质一般都低于地表水环境Ⅴ类水体标准。对各污染物相关性分析表明,COD、TP、TN、NH4+-N、NO3--N与SS具有较好的相关性,表明径流污染物主要以颗粒吸附形态存在。(2)对试验装置溢流出水和渗透出水的水质分析表明,渗透出水对SS、COD有一定的去除效果,但是水质一般不满足景观回用水标准,溢流出水对TP和氮类去除率较低。渗透出水水质较好,SS、COD、TP、TN、NH4+-N、NO3--N浓度分别为6.88 mg/L~9.22 mg/L、6.47 mg/L~25.85 mg/L、0.10 mg/L~0.24 mg/L、0.16 mg/L~0.40 mg/L、0.06 mg/L~0.19 mg/L、0.04 mg/L~0.21 mg/L,去除率为79.4%~91.5%、69.4%~83.8%、52.8%~73.2%、46.1%~68.9%、50.6%~73.5%、33.8%~46.8%。渗透出水COD在进水浓度较高时不满足景观回用水标准,SS、TP、氮类最终浓度均满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)观赏性景观环境用水水景类的水质要求。(3)对试验装置对径流水量的控制效果分析表明,试验装置对降雨径流洪峰有一定的延迟和削减作用,延迟时间在7min~17min之间,洪峰的削减率为52.23%~74.51%;试验装置对径流总体积的削减率在43.23%~100%之间。装置对洪峰、径流水量的削减主要受前期干旱天数、暴雨强度(重现期)、降雨类型等因素的影响,暴雨重现期越小、前期干旱天数越长,洪峰削减越大,滞留的水量越多。(4)对不同服务面积比下试验装置对径流水量控制分析表明,试验装置可以完全消纳重现期为0.25a,服务面积比为1:3的径流雨水。当重现期为0.33a、0.5a时,试验装置可完全消纳服务面积比为1:2的径流雨水。当重现期为1a、2a、3a时,试验装置能够完全消纳服务面积比为1:1情况下的径流雨水。(5)从预处理设施,设计目标的选择、设计尺寸及结构深度等方面阐述了阶梯式绿地的设计原则,提出了不同目标下阶梯式绿地的设计方法,并分别以设计降雨量、径流体积削减率、径流洪峰延时率为目标,详细给出了阶梯式绿地的设计计算方法。针对阶梯式绿地在运行时可能存在的问题,提出了在维护管理时的注意事项,及具体处理措施和检查周期。通过对改良型阶梯式绿地水质水量控制效果的研究表明,阶梯式绿地在控制径流污染物、延时洪峰、削减水量方面表现出较好的效果,建议扩大试验装置的规模,监测其对水质水量的控制效果,以期为推广应用做好准备。
【关键词】：绿色建筑小区 雨水 径流 低影响开发 改良型阶梯绿地
【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】：TU985.125
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 绪论11-29
• 1.1 绿色建筑的概念和国内外发展现状12-16
• 1.1.1 绿色建筑的概念12
• 1.1.2 绿色建筑的国内外发展现状12-13
• 1.1.3 国内外绿色建筑评价标准中的雨洪控制利用13-16
• 1.2 国内外雨水利用现状和暴雨管理体系16-18
• 1.2.1 国外雨水利用现状16-17
• 1.2.2 国内雨水利用现状17
• 1.2.3 暴雨管理体系17-18
• 1.3 典型雨水生态利用技术18-26
• 1.3.1 绿色屋顶18-20
• 1.3.2 植被浅沟20-21
• 1.3.3 雨水花园21-22
• 1.3.4 植被过滤带22-23
• 1.3.5 渗透铺装23-24
• 1.3.6 暴雨塘24-26
• 1.4 课题的来源、研究目的、内容及技术路线26-29
• 1.4.1 课题来源26
• 1.4.2 研究目的26
• 1.4.3 研究内容26-27
• 1.4.4 技术路线27-29
• 2 材料与方法29-37
• 2.1 试验地点概况29
• 2.2 试验装置29-33
• 2.2.1 试验装置的构造29-33
• 2.2.2 试验装置的运行33
• 2.3 研究方法33-37
• 2.3.1 雨水监测方法33
• 2.3.2 雨水水样采集及检测方法33-35
• 2.3.3 水质评价方法35-37
• 3 改良型阶梯式绿地对径流污染物的控制效果分析37-59
• 3.1 降雨事件分析37-42
• 3.1.1 试验地降雨量分析37-40
• 3.1.2 试验地降雨强度分析40-42
• 3.2 径流污染物特性分析42-51
• 3.2.1 污染物浓度随降雨历时的变化42-47
• 3.2.2 径流污染物EMC值分析47-49
• 3.2.3 径流污染物各指标相关性分析49-51
• 3.3 试验装置对径流水质的控制效果试验研究51-57
• 3.3.1 试验装置对SS的去除效果52-53
• 3.3.2 试验装置对COD的去除率分析53-54
• 3.3.3 试验装置对TP的去除率分析54-55
• 3.3.4 试验装置对氮的去除效果55-57
• 3.4 本章小结57-59
• 4 改良型阶梯式绿地对径流水量控制效果试验研究59-69
• 4.1 试验装置对径流洪峰的控制分析61-64
• 4.1.1 试验装置对径流洪峰的延时61-62
• 4.1.2 试验装置对径流洪峰的削减62-64
• 4.2 试验装置对径流水量的控制分析64-67
• 4.2.1 试验装置对径流水量的削减64-65
• 4.2.2 不同服务面积下试验装置对水量控制分析65-67
• 4.3 试验装置对污染物的削减67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 5 设计与维护69-77
• 5.1 设计原则69-70
• 5.2 不同目标下改良阶梯式绿地设计方法70-74
• 5.2.1 以设计降雨量为目标71-72
• 5.2.2 以径流体积削减率为目标72-74
• 5.2.3 以洪峰延时率为目标74
• 5.3 维护74-75
• 5.4 本章小结75-77
• 6 结论与建议77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 建议78-79
• 致谢79-81
• 参考文献81-87
• 附录87
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文87
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的相关科研项目87
• C. 作者在攻读硕士学位期间申报和获批的专利和计算机软件著作权87

【参考文献】

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本文编号：672661