论文部分内容阅读
随着我国城镇化的推进,城市内涝频发,水环境污染等问题日益突出,为解决此类问题,全国正逐步推行海绵城市建设,而植草沟作为一种重要的海绵措施,可以有效控制雨水径流量与径流污染。武汉市是海绵城市试点城市,在多处海绵设施中均应用了植草沟工艺,但当前的植草沟建设多采用“拿来主义”,缺乏有效的数据支撑,武汉究竟适用何种植草沟,所采用的植草沟具体截流控污效果均不清楚。因此,针对武汉市区域性特点,系统研究工程中常见植草沟对雨水径流量及径流污染的效能,进而优化植草沟的选择及设计具有重要的工程意义。本研究在武汉市四新区四新中路建设了7段不同特性的植草沟试验段,每段长6 m,总设计汇水面积为120 m2,分别研究各植草沟在不同降雨强度、降雨历时、初始污染浓度以及汇水方式下对雨水径流量及径流污染的控制效果。雨水径流量控制上,采用珍珠岩改良基质,且结构为基质-土工布-级配碎石时效果最佳,各植草沟对降雨径流量的削减率为41.8%72.3%,峰值削减率为48.8%72.4%,并且蓄水量可达300 L/m2。;降雨强度越大,植草沟的雨水径流量控制效果越弱;而随着降雨历时增加,植草沟蓄水量增加,峰值削减率降低,径流停止时间延迟;沿程汇水相对于集中汇水径方式的径流峰值削减效果更佳,表面径流比例更低,但流削减率基本一致,且两种汇水方式在高降雨强度下的控制效果趋于统一。植草沟对雨水径流污染有良好的控制效果,下渗径流水质明显优于表面径流,提高植草沟蓄水性能与下渗能力可有效提高植草沟径流污染控制效果;与径流量控制吻合,珍珠岩改良基质同样具有最佳径流污染控制效果,其对COD、NH3-N、TN、TP和TSS负荷去除率分别可达72.0%、88.4%、81.2%、96.0%和97.2%;而煤渣改良植草沟的下渗径流水质最优;表面径流中各污染物浓度随初始污染浓度增加而增加,下渗径流中TP和TSS则有良好的抗污染负荷冲击能力;随着降雨强度增加,植草沟对径流污染控制变弱;沿程汇水相比于集中汇水有更好的径流污染控制效果;植被方面,百慕大草比马尼拉草根茎致密,在去除表面径流TSS方面有优势。综合本研究内容,武汉地区植草沟建设可采用煤渣或珍珠岩改良基质,同时建议采用基质-土工布-级配碎石结构,并在植草沟内种植根茎致密的植物（如:百慕大）;所建设植草沟基质和级配碎石厚度均为30 cm,1 m2植草沟对应20 m2汇水面积时,能削减24.5 mm的雨水径流,对应武汉年径流总量控制率70%,且可使得雨水径流内的COD、NH3-N、TN、TP和TSS减量72%、88%、81%、96%和97%。在实际降雨过程中,植草沟对应汇水区域内雨水存在下渗、蒸发或者滞留,其雨水径流控制效果应会更佳。