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随着我幽城市化进程的快速发展,不透水地表比例逐渐增大,城市降雨牲流污染问题变得日益突出。同时,随着世界人口膨胀,缺水问题已对全球构成威胁。将城市雨水进行适当的净化处理及资源化利用显得尤为重要和迫切。生态滤沟作为一种典型的低影响开发(LID)生物滞留技术,将径流污染控制与雨水蓄滞利用有机结合,对于干旱缺水地区具有重要意义和实用价值。本文在西安理工大学露天试验场设计和建造了2套中型试验装置,其中一套为0.5米宽的10条滤沟,每条沟槽的规格为长2m×宽0.5m×深1.05m;另一套为l.Om宽的8条滤沟,每条沟槽的规格为长2.5m×宽l.Om×深1.05m。通过室外试验和数理统计分析,从进水水量、运行间隔时间、填料种类三个方面研究生态滤沟水量削减效果;从进水污染物浓度、运行间隔时间、填料种类、沟宽四个方面研究生态滤沟的污染物净化效果,研究得出以下结论: (1)在三种进水水量(0.5m宽沟槽进水水量分别为424.8L/60min、885.6L/60min、1189.8L/60mm; Im宽沟槽进水水量分别为1009.8L/60nun、2102.4L/60min、2824.2L/60min)条件下.0.5m宽沟槽(除4号沟外)及Im宽沟槽均随进水水量的增大,径流削减率及洪峰流量削减率减小。随着进水水量的增大,洪峰推迟时间在15-30min之间,大部分情况下在20min左右。在不同运行间隔时间条件下,中水量(1771.2L/60min)进水时,随着间隔时间的增加,径流削减率先增大后减小。不同种类填料沟槽的径流体积削减率、洪峰流量削减率由强到弱排序为:沙+种植土+腐殖质>种植土>高炉渣+沙>粉煤灰+沙>高炉渣。 (2)相同试验条件下,高炉渣对正磷、总磷和Zn的去除率最高;种植土对氮和COD的去除率最高;高炉渣+沙混合填料对Cd的去除率最高。装置运行间隔时间分别为1天和3天时,随着时间间隔的增大,试验沟槽对氨氮、硝氮、总氮、正磷、COD、Zn的去除率减小:对Cd浓度去除率随着运行时间间隔的增大而增大,甚至达到100％全部去除。在三种进水浓度下,试验沟槽氮类浓度去除率会随着进水浓度的增加而降低;磷类浓度去除率与进水污染物浓度成正比:COD浓度去除率随着进水污染物浓度增大而减小。Cd浓度去除率随着进水污染物浓度的增大而增大。 不同宽度但填料相同的四条沟槽(分别为0.5m装置的7、8、9、10号沟和Im装置的西4号沟,西3号沟、东4号沟、东3号沟)在中浓度(COD为400mg/L)进水条件下,除8号沟和西3号沟(人工填料均为高炉渣+沙)氮去除率基本相同外,其余三组均表现出宽度越大,氮浓度去除率越大。8号沟与西3号沟表现出沟宽越宽磷去除率越大,其他三组磷去除率随沟宽的增大而减小。沟宽越宽,COD浓度去除率越大。7号沟与西4号沟(人工填料均为粉煤灰+沙)表现出沟宽越宽,Cd、Zn去除率越大;8号沟与西3号沟表现出沟宽越宽,Cd、Zn去除率越小。 (3)进水水量、运行间隔时间、填料种类与径流体积削减率存在线性关系;经过逐步回归,水量削减率Y与进水水量xl、运行间隔时间X2、孔隙率X3、渗透系数X4之间方法一和方法二分别得到回归方程:Y=246.54-0.02X1+3.08X2-4.49X3+10.4IX和 Y=246,12-0.017Xi+2.54Xr4.5IX3+4.3IX4。方法一和方法二模拟结果均用确定性系数检验,方法一模拟检验Ens均大于方法二,因此方法一得到的回归模型可信度更高,预测结果也更为准确。进水污染韧浓度、运行间隔时间、填料种类、沟宽与TN、TP、COD浓度去除率之间存在线性关系。运用两种多元线性回归建模方法得到回归模型,检验后方法一更为可信。TN、TP、COD去除率Y与进水污染物浓度xl、运行间隔时间X2、沟宽 X3、孔隙率X4、填料因子X5间的多元线性回归方程(方法一)分别 Y=-25.003-1.692XI-10.455X2+13.195X3+1.762X4+0.02IX5,Y=-63.587+4.239Xl-0.982Xz+3.192X3+3.268X4+0.032X5,Y=-61.074-0.008X1-4.913X2+37.703X3+2.278X1+0.034Xs。模拟结果表明,模型的预测值与实测值吻合度高,能较为准确的反映实测值。