【摘要】：目前,徑流污染逐漸成為城市河湖的主要污染源,是雨洪管理工作的重點(diǎn)。傳統(tǒng)基于“初期沖刷”理論的雨水截留模式?jīng)]有直接和水質(zhì)掛鉤,因而不能準(zhǔn)確攔截污染雨水、棄流清潔雨水。對(duì)此,本文提出了1種基于光感技術(shù)的徑流雨水分質(zhì)截留模式,建立了徑流水質(zhì)與透光性的關(guān)系,并以此為依據(jù)確定了光感模式的水質(zhì)控制閾值。將該模式與傳統(tǒng)的容積式截留模式進(jìn)行比較,對(duì)實(shí)測(cè)降雨進(jìn)行模擬截留,計(jì)算各模式的截留雨水量,并分別評(píng)價(jià)了其對(duì)徑流污染的控制效果。在此基礎(chǔ)上,完成了基于光感技術(shù)的截留井裝置的設(shè)計(jì)制作與運(yùn)行試驗(yàn),并分析了裝置的水質(zhì)關(guān)聯(lián)性和截污準(zhǔn)確性。主要研究結(jié)果如下:(1)揚(yáng)州市內(nèi)3種下墊面產(chǎn)生的徑流雨水均存在不同程度的污染,徑流雨水中粒徑小于150μm的細(xì)小顆粒物占比較大,大部分含磷污染物為顆粒態(tài),大部分含氮污染物為溶解態(tài),有機(jī)物污染物則兩種形態(tài)各占一半。(2)選用650nm的半導(dǎo)體激光器作為光感檢測(cè)器的光源。徑流雨水SS、CODCr、TP和TN與透射光衰減率的Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.867、0.872、0.828和-0.655;SS、CODCr、TP和TN與透射光衰減率的回歸方差R2分別為0.738、0.734、0.729和0.427;所有水質(zhì)參數(shù)及透射光衰減率之間的Kendall協(xié)和系數(shù)為0.793,表明徑流雨水水質(zhì)與透光性有較高的一致性。使用透射光衰減率0.3(30%)作為徑流雨水分質(zhì)截留的依據(jù),其對(duì)應(yīng)的各指標(biāo)閾值為:SS=25.00mg.L-1,CODcr=40.00mg·L-1,TP=0.25mg.L-1。(3)受多方面因素的影響,徑流水質(zhì)在各降雨過(guò)程中呈不同的變化趨勢(shì)。對(duì)于雨峰偏后的單峰型降雨,初期徑流雨水的水質(zhì)較好,在產(chǎn)流一段時(shí)間后各污染物的濃度才開(kāi)始上升,隨后逐漸下降,出現(xiàn)了后期沖刷現(xiàn)象;對(duì)于雨峰偏前的降雨,產(chǎn)流前期的徑流雨水中國(guó)污染物的濃度極高,并在20min內(nèi)迅速下跌,直至產(chǎn)流過(guò)程結(jié)束,屬于典型的初期沖刷事件;而對(duì)于連續(xù)降雨,下墊面較為清潔,徑流雨水的污染物濃度在整個(gè)產(chǎn)流過(guò)程中始終處于較低水平,水質(zhì)情況較好。(4)選用0.2236hm2的實(shí)際區(qū)域進(jìn)行研究,對(duì)7場(chǎng)降雨進(jìn)行流量-水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)。以前5mm降雨的產(chǎn)流量作為傳統(tǒng)模式的截留容積,以透射光衰減率0.3作為光感模式的截留閾值,對(duì)各降雨徑流進(jìn)行模擬截留。經(jīng)分析,傳統(tǒng)模式會(huì)攔截清潔雨水,棄流污染雨水;光感模式以徑流透光性的強(qiáng)弱為依據(jù)調(diào)節(jié)截留水量,只攔截高污染雨水。在本文實(shí)測(cè)的降雨中,光感模式的最高截留容積為傳統(tǒng)模式的3.75倍,最低為0m3,截留雨水SS平均濃度為傳統(tǒng)模式的2.32、2.87和2.54倍,棄流雨水的平均污染物濃度在所有降雨中較低且穩(wěn)定�？梢�(jiàn),傳統(tǒng)模式對(duì)徑流水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性較差,即便對(duì)于徑流水質(zhì)濃度前低后高的降雨過(guò)程,其仍采用相同的截留量,這是不妥的,而對(duì)于雨季的連續(xù)降雨或多峰雨、后峰雨,其是不適用的。相比之下,對(duì)于不同條件下的各類雨型,光感模式均是適用的。(5)設(shè)計(jì)了基于光感技術(shù)的分質(zhì)截留井裝置,制作完成了進(jìn)出水管徑為DN200的截留井裝置樣品,并對(duì)其進(jìn)行了模擬截留運(yùn)行。截留井裝置檢測(cè)的水流透射光衰減率與污染物SS、CODCr和TP濃度的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了 0.936、0.916和0.928。翻板每次動(dòng)作對(duì)應(yīng)的透射光衰減率在0.289～0.310之間,為0.290±0.006,與設(shè)定的截留閾值0.3接近;觸發(fā)翻板動(dòng)作的水質(zhì)SS、CODCr和TP的平均濃度分別為24.84mg.L-1、39.89mg.L-1和0.249mg.L-1,標(biāo)準(zhǔn)差分別為 0.66mg·L-1、1.82mg·L-1 和 O.011mg·L/1,變異系數(shù)為 2.65%、4.66%和 4.55%,與透射光衰減率截留閾值對(duì)應(yīng)的污染物濃度25mg.L-1、40mg·L-1和0.25mg·L-1的相對(duì)誤差分別為0.64%、0.28%和0.40%。上述結(jié)果表明,翻板動(dòng)作與水流透射光衰減率、污染物濃度具有較高的響應(yīng)性,透射光衰減率與水質(zhì)的相關(guān)程度較高,基于光感技術(shù)的徑流分質(zhì)截留井裝置能較準(zhǔn)確地截留污染雨水,棄流清潔雨水。
【圖文】：

收集池與雨水花園相結(jié)合，將初期雨水進(jìn)行單獨(dú)收集后通入雨水花園進(jìn)行處理回用，雨水逡逑利用率達(dá)５４．５５°／Ｊ３５＼廈門(mén)通過(guò)在地下建造雨水調(diào)蓄模塊對(duì)初期雨水進(jìn)行收集，在降低洪峰逡逑流量的同時(shí)為雨水利用創(chuàng)造條件（圖１－２）逡逑圖１－２雨水調(diào)蓄模塊逡逑目前國(guó)內(nèi)對(duì)雨洪管理的探索方興未艾，各地的試點(diǎn)研究均取得了初步成效１３７］，但和國(guó)逡逑外的進(jìn)展相比，仍存在以下不足：0缺少對(duì)于徑流水質(zhì)全面監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和成熟的數(shù)學(xué)模型；逡逑２）專項(xiàng)行動(dòng)的施行周期長(zhǎng)、見(jiàn)效速度慢，，試點(diǎn)工程的普及范圍較小，效果有限；３）尚未逡逑建立與徑流污染控制相配套的治理模式及技術(shù)體系。逡逑１．２研究意義逡逑１．２．１徑流污染負(fù)荷的復(fù)雜性逡逑作為非點(diǎn)源污染，徑流雨水的水質(zhì)變化復(fù)雜，影響因素繁多，使得徑流污染量難以被逡逑定量計(jì)算與精準(zhǔn)防治，治理難度較大。概括而言，影響徑流雨水水質(zhì)特征的因素主要包括逡逑污染源、降雨條件、輸送過(guò)程和流域特征等［３Ｍ１］。逡逑（１）污染源逡逑研究指出，附著在地表上的污染物可被分為兩類：一類為最外層的短期污染源，其極逡逑易被徑流沖刷；另一類是處于地表粗糙縫隙內(nèi)的長(zhǎng)期污染源，其在雨水流經(jīng)地表時(shí)不直接逡逑受到剪切力作用

陳翊基于光感技術(shù)的徑流雨水分質(zhì)截留模式研究打開(kāi)激光器進(jìn)行預(yù)熱，待其輸出功率達(dá)一穩(wěn)定值下讀取透射光電信號(hào)強(qiáng)度，記為空腔值隨樣以相同的流速依次通入透光室，讀取對(duì)應(yīng)的透錄當(dāng)前的光源波長(zhǎng)與環(huán)境溫度。定義水樣值相對(duì)水樣透光性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，按下式計(jì)算：０＝＾１。逡逑尸空逡逑
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52;TU992

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6 陳

本文編號(hào)：2673186