【摘要】：城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,使原有自然地貌轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅坎煌杆乇?造成城市地表徑流量增加,雨水下滲量和蒸發(fā)量明顯減少,改變了城市原有的水文循環(huán)過程。而傳統(tǒng)城市道路徑流雨水通過合流制或分流制排水管道排入城市污水處理廠或受納水體,會(huì)引發(fā)因徑流雨水體積與峰值流量增加而導(dǎo)致的管道排水壓力增大等一系列城市道路積水問題。目前,國內(nèi)外城市雨水管理中提倡從源頭開始對雨水進(jìn)行管控,降低道路積水風(fēng)險(xiǎn)。透水路面與生物滯留設(shè)施作為道路滲-滯系統(tǒng)典型設(shè)施,廣泛應(yīng)用于海綿城市建設(shè),二者對徑流雨水峰值流量、外排徑流雨水總量和峰現(xiàn)時(shí)間均有較好的控制效果。目前國內(nèi)外多進(jìn)行了單一設(shè)施的水文與水質(zhì)控制效能研究,對道路滲-滯系統(tǒng)的水文控制效果研究較少,缺乏道路滲-滯系統(tǒng)的產(chǎn)匯流過程及徑流雨水控制效果研究。本文以道路滲-滯系統(tǒng)為研究對象,分析在不同降雨重現(xiàn)期、不同降雨雨型、不同降雨歷時(shí)和不同生物滯留設(shè)施的蓄水層深度情景下,道路滲-滯系統(tǒng)對徑流雨水的控制效果。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)分析了道路滲-滯系統(tǒng)中單個(gè)設(shè)施的下滲過程和產(chǎn)流過程,根據(jù)水文學(xué)原理,對透水路面水膜厚度進(jìn)行了研究分析。(2)對透水路面和道路滲-滯系統(tǒng)的徑流雨水體積控制效果進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明,不同降雨情景下透水路面對徑流雨水體積控制率為10.09%~32.26%,且透水路面情景下控制率與雨峰位置系數(shù)無明顯關(guān)系。道路滲-滯系統(tǒng)對徑流雨水體積控制率為62.46%~96.74%,說明增加生物滯留設(shè)施后,控制效果改善明顯。隨著降雨重現(xiàn)期、降雨歷時(shí)和雨峰位置系數(shù)增加,道路滲-滯系統(tǒng)對徑流雨水體積控制效果有所下降。隨著生物滯留設(shè)施蓄水層深度增加,道路滲-滯系統(tǒng)對徑流雨水體積控制效果逐漸升高。(3)分析了道路滲-滯系統(tǒng)中透水路面與生物滯留設(shè)施對徑流雨水體積控制效果的貢獻(xiàn)比,發(fā)現(xiàn)生物滯留設(shè)施在不同降雨情境下均為道路滲-滯系統(tǒng)中發(fā)揮體積控制效果的主要設(shè)施,其貢獻(xiàn)比達(dá)65%以上。并利用SPSS軟件對實(shí)驗(yàn)影響因素進(jìn)行了相關(guān)性大小分析,得到了如下的相關(guān)性大小排序:蓄水層深度降雨量降雨歷時(shí)峰值雨強(qiáng)雨峰位置系數(shù)。(4)分析了透水路面和道路滲-滯系統(tǒng)對外排徑流雨水峰值流量和峰現(xiàn)時(shí)間的控制效果。結(jié)果表明,生物滯留設(shè)施與透水路面聯(lián)用后對外排徑流雨水峰值流量和峰現(xiàn)時(shí)間的控制效果改善明顯,道路滲-滯系統(tǒng)削峰率為29.18%~90.25%,滯峰時(shí)間為65s~287s,相比透水路面,道路滲-滯系統(tǒng)削峰率提高了14.83%~40.86%,滯峰時(shí)間提高了28s~131s。。隨著降雨重現(xiàn)期的增大,透水路面對削峰率的貢獻(xiàn)比減小,生物滯留設(shè)施的貢獻(xiàn)比增大。不同降雨情景下,透水路面在道路滲-滯系統(tǒng)對徑流雨水峰現(xiàn)時(shí)間延遲效果中發(fā)揮主要作用,貢獻(xiàn)比達(dá)56%以上。(5)利用SPSS軟件對實(shí)驗(yàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性大小分析,得出了道路滲-滯系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)影響因素與削峰率的相關(guān)性,由大到小依次為:降雨量蓄水層深度峰值雨強(qiáng)雨峰位置系數(shù)降雨歷時(shí)。得出了道路滲-滯系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)影響因素與滯峰時(shí)間的相關(guān)性,由大到小依次為:降雨量峰值雨強(qiáng)降雨歷時(shí)蓄水層深度雨峰位置系數(shù)。(6)通過對比分析透水路面產(chǎn)匯流實(shí)驗(yàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)變徑流系數(shù)法—等流時(shí)線法更適合本實(shí)驗(yàn)透水路面產(chǎn)匯流理論計(jì)算。提出了基于透水路面的推理公式法修正方法,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),給出了本實(shí)驗(yàn)條件下的推理公式修正參數(shù),以期為工程設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU992;X52
【圖文】：

3圖 1-1 研究技術(shù)路線Fig. 1-1 Technology roadmap道路滲-滯系統(tǒng)基于道路源頭控制，與傳統(tǒng)雨水排放方式相比，能夠從源頭上減少徑流雨水，降低城市道路積水與城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。道路滲-滯系統(tǒng)能夠增加原有區(qū)域的環(huán)境生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)徑流雨水調(diào)控，降低管網(wǎng)系統(tǒng)排水壓力，緩解道路積水狀況。道路滲-滯系統(tǒng)作為城市道路徑流雨水控制系統(tǒng)得到越來越多的使用，對緩解因城市發(fā)展而產(chǎn)生的道路積水甚至城市內(nèi)澇具有重要的作用和意義。

圖 2-1 均勻降雨下透水路面下滲過程ig. 2-1 Infiltration process of asphalt pavement under uniform rain過程，即天然降雨條件下。天然降雨形式多樣，但總體路面下滲過程為下滲曲線。當(dāng)雨強(qiáng) 小于下滲能力時(shí)，透不同降雨過程，其下滲過程與下滲雨量也不盡相同，但且 時(shí)的下滲量要小。流過程分析降落到透水路面形成徑流雨水會(huì)經(jīng)歷潤濕瀝青表面、填和空隙飽和等四個(gè)過程[34]。青表面。瀝青是一種憎水材料，當(dāng)雨滴降落在瀝青表著降落的雨滴越來越多，水滴會(huì)隨著道路表面移動(dòng)在道面構(gòu)造。透水瀝青面層結(jié)構(gòu)空隙較大，道路混合料表青面層的空隙。飽和流動(dòng)。瀝青混合料表面存在一層極薄水膜，在水

圖 2-2 透水瀝青面層混合料空隙形成的不飽和流動(dòng)示意圖ig. 2-2 Unsaturated flow formed in asphalt pavement surface mixt 為逼近速度， 為透水瀝青面層混合料水膜流速，其孔隙內(nèi)水流速度， = / ， 為空隙率。 為氣表面水膜厚度， 為道路有效飽和度，則 的計(jì)算公式= ， 余含水量；和含水量。和度 確定的不飽和透水系數(shù)為：( ) =.1 1 ( ) = ( )對水力傳導(dǎo)系數(shù)；為 函數(shù)的水力傳導(dǎo)系數(shù)；和水力傳導(dǎo)系數(shù)；

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4 孫U

本文編號(hào)：2768821