【摘要】：透水路面和生物滯留設(shè)施是海綿城市建設(shè)過(guò)程中重要的源頭減排設(shè)施。常見(jiàn)的機(jī)動(dòng)車(chē)道透水路面材料為多孔隙透水瀝青路面也稱為開(kāi)級(jí)配排水式瀝青路面(OGFC)。從1960年德國(guó)首次提出大孔隙透水瀝青路面以來(lái),距今OGFC已經(jīng)研究并應(yīng)用了幾十年,因其優(yōu)秀的性能,和對(duì)城市良性雨水循環(huán)顯著的貢獻(xiàn),被廣泛應(yīng)用于城市人行道、城市廣場(chǎng)和停車(chē)場(chǎng)等道路。OGFC優(yōu)點(diǎn)包括:(1)提高浸濕路面的摩擦阻力;(2)減少雨水飛濺;(3)減少路面打滑;(4)減少夜間炫光;(5)降低路面噪音(6)改善城市道路積水問(wèn)題等。常見(jiàn)的生物滯留設(shè)施有生物滯留帶、雨水花園和高位花壇等,其不僅能削減雨水徑流總量還能實(shí)現(xiàn)峰值滯后、凈化雨水水質(zhì)等。目前業(yè)內(nèi)有少量針對(duì)透水路面-生物滯留設(shè)施的研究,但大多停留在通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析其水文效果方面,缺少進(jìn)一步針對(duì)其滲-滯作用機(jī)理的研究。本文首先剖析并總結(jié)了透水路面及生物滯留設(shè)施的產(chǎn)匯流機(jī)理和相關(guān)計(jì)算方法,結(jié)合人工降雨實(shí)驗(yàn)和Infoworks模型進(jìn)一步研究組合系統(tǒng)對(duì)道路徑流雨水的控制效能和作用機(jī)理。本文的主要研究?jī)?nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:(1)研究大孔隙透水瀝青路面的產(chǎn)匯流機(jī)理,提出適用于透水路面的產(chǎn)匯流計(jì)算方法并總結(jié)目前常用的匯流時(shí)間計(jì)算方法和綠化帶入出流量計(jì)算方法,通過(guò)實(shí)際算例和SWMM模型分析各匯流計(jì)算方法的適用性及精確度。(2)總結(jié)目前OGFC材料的應(yīng)用現(xiàn)狀和現(xiàn)行相關(guān)技術(shù)參數(shù)、透水瀝青路面和生物滯留設(shè)施構(gòu)造設(shè)計(jì)方法,并針對(duì)研究目的、組合系統(tǒng)對(duì)徑流雨水控制的主要影響因素及實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。(3)實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)道路的高程數(shù)據(jù),搭建傳統(tǒng)不透水瀝青路面的Infoworks模型。通過(guò)對(duì)比分析模型模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析組合系統(tǒng)對(duì)徑流雨水的控制效能。結(jié)果表明,1%縱坡+1%橫坡的實(shí)驗(yàn)條件下,實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的道路徑流峰值的削減率為48.4-93.69%,平均削峰率67.07%,峰現(xiàn)時(shí)間滯后15-358s,平均滯峰時(shí)間125s;3%縱坡+1.5%橫坡的實(shí)驗(yàn)條件下,道路徑流峰值的削減率為40.72-86.93%,平均削峰率60.63%,峰現(xiàn)時(shí)間滯后22-324s,平均滯峰時(shí)間110s;5%縱坡+2%橫坡的實(shí)驗(yàn)條件下,道路徑流峰值的削減率為29.75-94.89%,平均削峰率52.14%,峰現(xiàn)時(shí)間滯后11-285s,平均滯峰時(shí)間98s。(4)利用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析,得到組合系統(tǒng)中各影響因子與路面徑流峰值削減率的相關(guān)性排序如下:峰值雨強(qiáng)降雨總量路面坡度。(5)對(duì)比分析了Linsley-Horton下滲法、SCS法計(jì)算透水路面的產(chǎn)流量,發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用于大孔隙透水瀝青路面時(shí)精確度不是很高。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),提出了利用變徑流系數(shù)法計(jì)算大孔隙透水瀝青路面時(shí)不同雨強(qiáng)對(duì)應(yīng)的徑流系數(shù)推薦取值。(6)分析計(jì)算組合系統(tǒng)對(duì)市政管網(wǎng)入流量控制的貢獻(xiàn)比。案例情景下,組合系統(tǒng)中透水路面對(duì)市政管網(wǎng)入流峰值削減的貢獻(xiàn)比為80%,生物滯留設(shè)施為20%;透水路面對(duì)峰值延遲時(shí)間的貢獻(xiàn)為8%,生物滯留設(shè)施為92%。生物滯留設(shè)施對(duì)市政管網(wǎng)入流總量的削減量占削減總量的24%,透水路面占76%。
【圖文】：

峰值削減率的相關(guān)性排序，指導(dǎo)不同地區(qū)不同的基底條件下組合系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以達(dá)到對(duì)路面徑流控制的最佳效果；采用理論計(jì)算結(jié)合實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的方法，分析透水性瀝青路面的透水機(jī)理過(guò)程，并將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)適用于大孔隙透水瀝青路面的產(chǎn)匯流計(jì)算方法，量化組合系統(tǒng)中透水路面和生物滯留設(shè)施對(duì)市政管網(wǎng)入流控制效果的貢獻(xiàn)比。本文旨在通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和模型模擬，，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入研究，以期為緩解城市道路積水問(wèn)題提供理論支持，指導(dǎo)組合系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程雨水口和豁口的布局設(shè)置。

圖 2-1 單位線參數(shù)示意圖Fig.2-1 Unit hydrograph Parameters ——單位線峰現(xiàn)時(shí)間（min）；——單位降雨歷時(shí)，計(jì)算過(guò)程中通常令其等于時(shí)間步長(zhǎng)（min）；——單位降雨中心到單位線峰值的時(shí)間差（洪峰滯時(shí)）（min）；——單位線峰值大�。╩3/s）；W50——單位線上流量大小為峰值 50%處的時(shí)間跨度（min）；W75——單位線上流量大小為峰值 70%處的時(shí)間跨度（min）；W1——單位線上峰值流量前大小為峰值流量 50%的點(diǎn)到峰現(xiàn)時(shí)間的時(shí)）；W2——單位線上峰值流量前大小為峰值流量 70%的點(diǎn)到峰現(xiàn)時(shí)間的時(shí)）。算單位線峰現(xiàn)時(shí)間及峰值大小時(shí)，定義 CT為峰現(xiàn)時(shí)間系數(shù)、CP為峰值參數(shù)。其中，CT將匯水區(qū)不透水面積比與峰現(xiàn)時(shí)間相關(guān)聯(lián)；CP將匯水區(qū)和面積與峰值大小相關(guān)聯(lián)。應(yīng)注意的是，該計(jì)算方法中參數(shù) CT和 P 是基降雨量擬合的經(jīng)驗(yàn)公式，所以本文案例計(jì)算也以 1inch 為單位降雨量。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TU992

【參考文獻(xiàn)】

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1 許萍;司帥;張建強(qiáng);張雅君;鄭克白;孫坤鵬;;深圳光明新區(qū)透水瀝青道路與滯留帶對(duì)徑流水質(zhì)水量控制效果研究[J];給水排水;2015年11期

2 李海燕;羅艷紅;馬玲;;生物滯留設(shè)施對(duì)地表徑流中磷去除效果的研究述評(píng)[J];中國(guó)水土保持;2014年06期

3 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

4 何衛(wèi)華;車(chē)伍;楊正;李世奇;呂放放;;城市綠色道路及雨洪控制利用策略研究[J];給水排水;2012年09期

5 潘國(guó)艷;夏軍;張翔;王紅萍;劉恩民;;生物滯留池水文效應(yīng)的模擬試驗(yàn)研究[J];水電能源科學(xué);2012年05期

6 趙飛;張書(shū)函;陳建剛;孔剛;龔應(yīng)安;;透水鋪裝雨水入滲收集與徑流削減技術(shù)研究[J];給水排水;2011年S1期

7 王國(guó)安;賀順德;李超群;李榮容;蓋永崗;崔鵬;;論廣東省綜合單位線的基本原理和適用條件[J];人民黃河;2011年03期

8 王國(guó)安;賀順德;李榮容;李超群;蓋永崗;王鵬;;論推理公式的基本原理和適用條件[J];人民黃河;2010年12期

9 趙飛;陳建剛;張書(shū)函;蘇東斌;龔應(yīng)安;;透水鋪裝地面降雨產(chǎn)流模型研究[J];給水排水;2010年05期

10 唐寧遠(yuǎn);車(chē)伍;潘國(guó)慶;;城市雨洪控制利用的雨水徑流系數(shù)分析[J];中國(guó)給水排水;2009年22期

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1 關(guān)彥斌;大孔隙瀝青路面的透水機(jī)理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];北京交通大學(xué);2008年

2 任伯幟;城市設(shè)計(jì)暴雨及雨水徑流計(jì)算模型研究[D];重慶大學(xué);2004年

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1 李輝;開(kāi)級(jí)配瀝青磨耗層（OGFC）排水性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

2 倪若晨;城市雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)分析研究[D];合肥工業(yè)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 高曉麗;道路雨水生物滯留系統(tǒng)內(nèi)填料的研究[D];太原理工大學(xué);2014年

5 王家福;綠地系統(tǒng)處理城市雨水徑流的實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

6 劉金星;城市暴雨徑流模型及透水式管道設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2633960