發(fā)布時(shí)間：2020-08-12 08:34

【摘要】：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷深入,大量天然透水地面被密實(shí)型道路鋪裝代替,由于受到大氣沉降、垃圾累積、油分滲漏等影響,路面徑流污染已成為面狀污染的主要來(lái)源之一。路面徑流中大部分污染物被攜帶排入天然水體或土壤,造成了嚴(yán)重的水體與土壤的污染。因此,對(duì)路面徑流污染的有效控制已成為道路生態(tài)化建設(shè)亟待解決的重要問(wèn)題。在綜合對(duì)比多種徑流污染處治措施的基礎(chǔ)上,認(rèn)為透水性鋪面、生態(tài)濾溝等原位徑流污染處治技術(shù)是路面徑流污染控制的有效措施。因此,本文以道路路面、邊溝等為結(jié)構(gòu)模塊,選用應(yīng)用范圍廣、使用靈活且凈化效果好的松散顆粒凈化層和透水混凝土(合稱為“滲濾結(jié)構(gòu)”)為研究對(duì)象;在路面徑流水質(zhì)調(diào)研的基礎(chǔ)上,研究了滲濾結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)以及水力參數(shù)對(duì)其凈化路面徑流污染效果的影響;通過(guò)多種測(cè)試手段深入分析了滲濾結(jié)構(gòu)的凈化機(jī)理,并探究了其阻滯路面徑流污染的長(zhǎng)效機(jī)制。對(duì)揚(yáng)州市典型路面徑流調(diào)研分析表明,路面徑流污染嚴(yán)重,初期沖刷效應(yīng)明顯,在交叉口與大量行人活動(dòng)附近表現(xiàn)出污染富集現(xiàn)象;通過(guò)對(duì)路面徑流污染物賦存狀態(tài)分析和粒度分析表明去除懸浮顆粒物是治理路面徑流污染的有效途徑;并確定了懸浮顆粒物主要粒度范圍,對(duì)該粒徑范圍內(nèi)的懸浮顆粒物進(jìn)行處治會(huì)使得路面徑流污染的凈化更加有效。通過(guò)對(duì)5種材料、3種鋪裝厚度(10cm、20cm、30cm)、3種材料粒徑(1～3mm、3～6mm、6～8mm)的松散顆粒凈化層滲濾試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),不同的松散顆粒凈化層對(duì)徑流污染物的凈化效果各不相同,5種松散顆粒凈化層綜合凈化能力排序?yàn)?沸石礦渣火山巖陶粒硅藻土;針對(duì)不同徑流污染物推薦了松散顆粒凈化層鋪裝厚度與材料粒徑大小;采用模糊綜合評(píng)價(jià)法推薦了適用于不同路面徑流污染類型的材料組合形式。通過(guò)對(duì)透水混凝土基本性能測(cè)試和滲濾試驗(yàn)研究,建立了透水混凝土抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)和污染物凈化率與空隙率的關(guān)系模型;并提出了一種基于減少?gòu)搅髁康耐杆炷量障堵视?jì)算方法;兼顧抗壓強(qiáng)度、透水性和凈化效果,確定其空隙率為20%左右。通過(guò)對(duì)滲濾結(jié)構(gòu)凈化前后徑流水樣粒度分析發(fā)現(xiàn),粒度分布主要有三點(diǎn)區(qū)別,(1)粒徑范圍的改變;(2)峰形特征的改變;(3)最頻粒徑的減小;且發(fā)現(xiàn)松散顆粒凈化層和透水混凝土分別對(duì)粒徑范圍在161～800μm和417～800κm的懸浮顆粒物截留效果最佳。對(duì)松散粒狀材料微觀圖像觀測(cè)及元素分析結(jié)果表明,沸石和硅藻土對(duì)懸浮顆粒物的去除以結(jié)構(gòu)空隙截留為主,火山巖、陶粒、礦渣則是其本身的孔隙吸附和結(jié)構(gòu)空隙截留共同作用完成的;5種松散粒狀材料對(duì)TN、TP、Zn和Pb的吸附效果與滲濾試驗(yàn)結(jié)果相符。對(duì)滲濾結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)模擬周期滲濾試驗(yàn)研究結(jié)果表明,滲濾結(jié)構(gòu)的滲透系數(shù)與污染物凈化率基本呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系;滲濾結(jié)構(gòu)堵塞過(guò)程可分為““快速阻塞”、“阻塞部分恢復(fù)”和“漸進(jìn)阻塞”三個(gè)階段,凈化過(guò)程可分為“凈化能力快速提升”、“凈化能力緩慢提升”和“凈化能力緩慢下降”三個(gè)階段;并以滲透系數(shù)為主參考值,污染物凈化率為次參考值提出了確定滲濾結(jié)構(gòu)最佳清理時(shí)間點(diǎn)的方法;松散顆粒凈化層和透水混凝土分別在表層以下30～70mm和0～30mm空隙堵塞最為嚴(yán)重。本文研究成果對(duì)更好地發(fā)揮滲濾結(jié)構(gòu)的生態(tài)功能,推動(dòng)路面徑流污染原位控制技術(shù)的發(fā)展,緩解當(dāng)前嚴(yán)峻的路面徑流污染問(wèn)題提供理論基礎(chǔ)。
【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
【圖文】：

２．２．１采樣點(diǎn)與采樣方法逡逑經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察和實(shí)地對(duì)比，選定江蘇省揚(yáng)州市潤(rùn)揚(yáng)南路路肩四處雨水口處為徑流雨水逡逑采樣點(diǎn)。采樣點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖２．１。降雨徑流形成時(shí)間為第一個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)，記為Ｏｍｉｍ而后逡逑根據(jù)降雨類型，分別在第３、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０ｍｉｎ時(shí)四個(gè)采樣點(diǎn)同時(shí)進(jìn)逡逑行采樣。徑流水樣封存在樣品瓶中待檢，見(jiàn)圖２．２。逡逑為了對(duì)路面徑流中攜帶的大量污染物質(zhì)的評(píng)估和計(jì)算，更好地反映整個(gè)單次降雨事件逡逑中污染物的總體水平，引入次徑流平均濃度（Ｅｖｅｎｔ邋Ｍｅａｎ邋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ簡(jiǎn)稱ＥＭＣ），ＥＭＣ逡逑的計(jì)算方法為整個(gè)降雨事件中排放的總的污染物量除以對(duì)應(yīng)的總徑流量。采樣方法是在相逡逑同的時(shí)間間隔從水樣收集口收集相同體積的徑流雨水倒入儲(chǔ)水桶中，在預(yù)定時(shí)間范圍內(nèi)收逡逑集完畢后將儲(chǔ)水桶中的水樣混勻，此時(shí)從儲(chǔ)水桶中隨機(jī)取得的水樣便可近似認(rèn)為是該時(shí)段逡逑內(nèi)采樣點(diǎn)路面徑流雨水的ＥＭＣ值。逡逑圖２．１路面徑流雨水采樣點(diǎn)逡逑圖２．２路面徑流雨水收集逡逑

圖２．３不同路面徑流污染物濃度隨徑流歷時(shí)的變化規(guī)律逡逑在時(shí)間分布上，隨著降雨歷時(shí)的推移，雨水徑流污染物濃度也在改變，其變化規(guī)律如逡逑圖２．３，由此可見(jiàn)，除ＣＯＤ和Ｐｂ以外，在降雨歷時(shí)前２０分鐘內(nèi)，亦是在降雨強(qiáng)度增長(zhǎng)逡逑的階段，各主要污染物的濃度較高，初期沖刷效應(yīng)明顯。隨降雨歷時(shí)的推移呈現(xiàn)總體下降逡逑的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)殡S著雨水徑流的沖刷，路面累積的污染物逐漸混入雨水，隨雨水徑逡逑流被帶走。部分污染物在后期濃度呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，這主要是因?yàn)椋旱谝�，降雨減小，徑流逡逑污染物濃度增加；第二，由于降雨過(guò)程中，繼續(xù)受到行人、行車的影響，有新的污染物納逡逑入，導(dǎo)致后期雨水污染物濃度增加。逡逑在空間分布上，可以看到處于道路交叉口的采樣點(diǎn)１和高校校門前采樣點(diǎn)３的大部分逡逑污染物的濃度要高于其他兩個(gè)采樣點(diǎn)，這主要因?yàn)檫@兩處的道路受行人、行車干擾最大，逡逑人類活動(dòng)、行車尾氣、輪胎磨損等會(huì)帶來(lái)大量的污染物及交通垃圾。逡逑２．３．２路面徑流污染物賦存狀態(tài)分析逡逑路面徑流污染物賦存狀態(tài)可分為懸浮顆粒態(tài)（＞０．４５ｎｍ）與溶解態(tài)（＜０．４５ｎｍ）

邐Ｚｎ邐Ｐｂ逡逑圖２．４路面徑流污染物固液相比重逡逑２．３．３路面徑流污染物粒度分析逡逑粒徑是顆粒物研宄中的重要參數(shù)，不同的粒徑的顆粒物其特征不盡相同。粒徑的研宄逡逑是對(duì)顆粒大小分布，粒度范圍分析的基礎(chǔ)，是表征顆粒系統(tǒng)、粒流兩相系統(tǒng)中顆粒幾何尺逡逑寸姐成的最有效手段，在區(qū)分凈化程度、判定物質(zhì)輸運(yùn)方式、判別水動(dòng)力條件和分析粒徑逡逑趨勢(shì)等方面具有重要作用，也是基于粒度尺度開(kāi)展?jié)B濾結(jié)構(gòu)凈化路面徑流污染研究的主要逡逑參考。因此本文采用ＢｅｔｔｅｒｓｉｚｄＯＯＯＢ激光粒度分布儀對(duì)路面徑流水樣進(jìn)行了粒度分析，逡逑儀器及其工作界面見(jiàn)圖２．５和２．６。激光粒度分布儀的工作原理、粒徑分布理論及表征參逡逑數(shù)在第５章詳細(xì)介紹。逡逑ｖ邋：；邋ＰＳＨＰＩＢＩＩＰＩＲＭＩＢＩＩＶＮＩＭＢ逡逑Ｉ邐￣邋１逡逑邐邋ＢｉｉＳｗ邋▲？取邋各邐１邐＊？？Ｉ｜Ｂ＞Ｍｕｒ逡逑：：：：＝＝：邐「，‘雷邋Ｉ逡逑一邋 逡逑圖２．５激光粒度分布儀邐圖２．６激光粒度分布儀工作界面逡逑表２－３路面徑流污染物粒度表征參數(shù)逡逑體積平均徑（｜ｉｍ）邐比表面積（ｍ２／ｇ）邋中位徑Ａ。（ｎｍ）邐ｄ＼0邋（（ａｍ）邐ｄｇ0邋（＾ｍ）逡逑２３４．５邐０．０２１邐２１０．５邐７８．８２邐４３０．１逡逑由于實(shí)際路面徑流的顆粒污染物進(jìn)行初步篩分后，發(fā)現(xiàn)粒徑大于８００叫１的顆粒污染逡逑物含量極小

【參考文獻(xiàn)】

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1 李潔;陳繁榮;;4種礦物材料對(duì)磷的吸附特性研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年19期

2 馬效芳;陶權(quán);姚景;梁英;;生物滯留池用于城市雨水徑流控制研究現(xiàn)狀和展望[J];環(huán)境工程;2015年06期

3 呂偉婭;管益龍;張金戈;;綠色生態(tài)城區(qū)海綿城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討[J];中國(guó)園林;2015年06期

4 車生泉;謝長(zhǎng)坤;陳丹;于冰沁;;海綿城市理論與技術(shù)發(fā)展沿革及構(gòu)建途徑[J];中國(guó)園林;2015年06期

5 趙曜;孫紅亮;朱宇杰;趙塵;;透水性瀝青混合料目標(biāo)空隙率的確定方法[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

6 焦健;花偉軍;秦福云;蘇德榮;宋桂龍;;多級(jí)沉淀與生物凈化結(jié)合模式的水質(zhì)凈化特征分析[J];草原與草坪;2014年03期

7 康愛(ài)紅;李濤;丁澤民;徐劍;;我國(guó)道路雨水徑流污染特性及控制措施進(jìn)展[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年06期

8 解曉光;王龍;;基于減少路表徑流污染的多孔瀝青混合料設(shè)計(jì)[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年10期

9 王雪梅;胡金朝;;公路路面徑流污染特征及控制措施研究進(jìn)展[J];綿陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào);2013年05期

10 蔣瑋;沙愛(ài)民;肖晶晶;裴建中;;透水瀝青路面的儲(chǔ)水滲透模型與效能[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

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1 肖海文;城市徑流特征與人工濕地處理技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2010年

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1 孫小麗;景觀式人工濕地削減山地城市地表徑流污染的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

2 張玉玉;高效滲透減排透水鋪裝對(duì)徑流的控制研究[D];北京建筑大學(xué);2015年

3 韓理亞;城市道路透水鋪裝透水功能設(shè)計(jì)計(jì)算與應(yīng)用研究[D];青島理工大學(xué);2014年

4 徐濤;城市低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)及其效應(yīng)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

5 幺海博;透水鋪裝控流截污試驗(yàn)及其設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[D];北京建筑大學(xué);2013年

6 汪鴻山;透水性路面凈化層去污效果評(píng)價(jià)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 徐峰;植被護(hù)坡處理蘇州古城區(qū)徑流污染物模擬試驗(yàn)研究[D];河海大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2790298