【摘要】：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進程的持續(xù)推進,大量自然地面被硬質(zhì)鋪裝地面取代,造成城市不透水面積比例不斷增加,我國在相當多地區(qū)缺水的同時,雨洪內(nèi)澇與污水蔓延,洪澇災害、徑流污染、地下水位降低等雨水控制與管理的相關問題日益嚴重。雨水是水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),對水資源的調(diào)節(jié)補充、生態(tài)環(huán)境的改變起著關鍵作用,綠地作為一種生態(tài)的城市景觀環(huán)境,可以有效地維持和保護場地自然水文功能、緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數(shù)增大、污染負荷加重等問題。然而現(xiàn)有的上凸式綠地形式大多根據(jù)造景的目的以及某些城市公用的特定功能要求決定,綠地的實際蓄滲效果達不到應有的削峰滯洪、源頭徑流污染防治及雨洪控制與利用的要求,不利于海綿城市的建設。本研究以傳統(tǒng)的斜坡上凸式綠地為研究對象,通過水量平衡原理、綠地產(chǎn)流入滲理論和人工模擬降雨試驗在分倉式滲透床上研究斜坡綠地的階梯式改造對綠地蓄滲效果、徑流總量的影響。并擴大了試驗模型尺度,通過研究階梯式綠地中試裝置的產(chǎn)流過程,進一步驗證了綠地的階梯構(gòu)型對徑流總量控制具有良好的改善效果,并從海綿城市徑流總量控制的角度進行評價。主要結(jié)果如下:1.斜坡綠地的徑流過程主要包括三個階段,分別是初始入滲階段、初始產(chǎn)流階段和穩(wěn)定產(chǎn)流階段。降雨強度和坡度會對綠地徑流過程產(chǎn)生一定程度的影響,主要體現(xiàn)在初始產(chǎn)流時間、穩(wěn)定徑流強度和徑流總量上,當雨強增加至一定程度時,降雨強度超過坡度,成為影響綠地徑流過程最重要的因素。土壤的入滲強度隨著降雨過程的持續(xù)而呈指數(shù)降低,下降的過程符合Horton模型,最終趨于穩(wěn)定。2.為了方便描述階梯式改造對上凸斜坡綠地水文過程所產(chǎn)生的影響,本研究提出“梯坡比”的概念(即,階梯式綠地面積與上凸斜坡綠地總面積之比),當雨強一定時,初始產(chǎn)流時間隨著梯坡比S的增大而滯后,穩(wěn)定徑流強度隨著梯坡比的增大而呈下降的趨勢,這種由階梯地形改造所產(chǎn)生的差異性,在斜坡坡度較大、降雨強度較小的條件下更為明顯。通過坡改梯可以使得雨水能夠充分的蓄積和入滲,增加土壤的入滲強度,在40mm/h~70mm/h的降雨范圍內(nèi),穩(wěn)定入滲強度f_c與梯坡比S之間存在如下關系式:f_c=a(1-sina+Ssi na)~(1.3192)+b,其中a為綠地的坡度,a、b的取值與降雨強度有關,a的取值范圍為0.162~0.301,b的取值范圍為0.266~0.320。3.為了使試驗結(jié)果更加靠近工程實際,將試驗場地的尺度擴大,對階梯式綠地進行中試試驗,進一步研究了階梯構(gòu)型對徑流總量控制的效果,對綠地的蓄滲效果模型進行了實際應用驗證,試驗結(jié)果表明,當降雨強度為29.7mm/h時,面積為2.7m×2.2m的階梯式綠地,不僅能夠消納自身的雨水,還能夠承接40.89~61.77m~3的混凝土不透水路面的匯水,并不發(fā)生外排,能夠滿足海綿城市對徑流總量控制率的要求。
【圖文】：

圖 1-1 低影響開發(fā)水文原理示意圖Fig.1-1 Sketch map of LID hydrological principle態(tài)利用技術(shù)市建設中的雨水生態(tài)利用技術(shù)按主要功能可分為滲化等幾類，在實際工程中，應結(jié)合不同水文地質(zhì)、技術(shù)組合應用，實現(xiàn)徑流總量控制、峰值控制以及較為廣泛且技術(shù)相對成熟的雨水生態(tài)利用技術(shù)主要頂、透水鋪裝、凈化濕地、景觀水體、雨水花園、念、凈化機理、適用條件等進行闡述。要分為廣義下凹式綠地和狹義下凹式綠地，廣義下積，且可用于調(diào)蓄和凈化雨水徑流的綠地，主要包

圖 1-2 下凹式綠地Fig.1-2 The low elevation greenbelt2.植草溝植草溝[24]是一種在地表溝渠中種有植被，具有景觀性能的工程性措施，，通過重力流收集、輸送、處理和排放徑流雨水，雨水經(jīng)過植草溝時，在植被和土壤的沉淀、過濾、下滲和生物降解等作用下去除污染物并凈化雨水，從而滿足徑流雨水收集和削減污染物的要求[25]。根據(jù)徑流轉(zhuǎn)輸方式的不同，植草溝可以分為轉(zhuǎn)輸型植草溝、滲透型植草溝和常有水的濕式植草溝三類：轉(zhuǎn)輸型植草溝是指開闊的淺植物型溝渠，它將集水區(qū)中的徑流引導和傳輸?shù)?BMP 的其他處理措施；滲透型植草溝是指開闊的、覆蓋著植被的水流輸送渠道，其設計主要通過改造土壤過濾層及過濾層底部的排水系統(tǒng)，強化雨水的滲透和持留能力；濕式植草溝與轉(zhuǎn)輸溝類似, 但設計為溝渠型的濕地處理系統(tǒng), 該系統(tǒng)長期保持潮濕狀態(tài)。針對徑流削減和水質(zhì)凈化兩個基本目標，植草溝的設計提出了以下要求：
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU992

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本文編號：2590773