海绵城市LID措施“生物滞留带”对提高径流控制率、降低溢流污染,缓解城市内涝具有重要作用,开展其蓄渗效应研究对未来海绵城市建设实施策略影响深远。论文在分析城市道路生物滞留带蓄渗效应影响因素的基础上,开展了生物滞留带组合填料正交试验和蓄渗效应试验研究。分析了种植土层和填料层的成分及含量、透水土工布位置、砂层颗粒级配和构造厚度5因素4水平正交试验下的径流水量削减率、峰值流量削减率、产流延时、蓄水层积水时间、土体孔隙削减率等蓄渗效应指标,并采用极差分析得出了5因素对蓄渗效应的影响程度,提出了生物滞留带最优蓄渗效应的构造组合方式。在此基础上,又开展了基于最优构造填料组合的蓄渗效应试验,通过模拟道路降雨径流分析干净雨水与不同含泥量雨水的蓄渗效应,得出生物滞留带所能承接的最大累计沉积泥量,进而评估生物滞留带的运行寿命周期。研究成果有望为海绵城市道路生物滞留带构造层设计建造以及生物滞留带的运行寿命周期评估提供理论支撑和依据。主要研究成果如下:1.基于国内外生物滞留带蓄渗效应的试验和数值模拟研究,总结得出影响其蓄渗效应的因素主要为:生物滞留带的蓄水层下凹深度、面积负荷、降雨历时和设计暴雨重现期、降雨间隔时间和气温、植物耐淹时间、构造设置、各土层渗透速率和纵向坡度等。2.根据正交试验原理设计组合填料试验,由极差分析得出:各因素对整个生物滞留带蓄渗效应影响程度大小顺序为:砂层颗粒级配>填料层成分及含量>构造厚度>透水土工布位置>种植土成分及含量,砂层的颗粒级配是对其蓄渗效应影响最显著的因素,种植土成分及含量对其蓄渗效应影响最小。3.根据各蓄渗指标在5因素下的水平值,得出各个蓄渗指标的最优水平,最终得出生物滞留带的最优构造方式为:种植土层厚200mm,其成分砂、草炭和黏土含量为为75%、20%和5%;填料层厚350mm,其成分砂、壤土、蛭石和珍珠岩含量为75%、10%、5%和10%;砂层厚100mm,其颗粒级配为0⁰.5mm占比15%、0.5⁰.7mm占比40%、0.7¹mm占比30%、1²mm占比15%;砾石层厚200mm;不添加透水土工布。4.基于最优构造组合生物滞留带,开展蓄渗效应试验研究,雨水含泥量为5g/L的出水总量为20g/L出水总量的1/3,累计出水量和时间呈幂函数关系V=at^b,幂函数75%以上拟合度都高于0.99。干净雨水淋洗作用对含泥量5g/L和10g/L的峰值出现时间延后了9min和5min,对含泥量15g/L和20g/L的峰值出现时间提前了2min和6min,同时,干净雨水淋洗作用可以减小出流峰值。5.本试验的渗透速率随时间变化曲线可以用霍顿（Horton）模型、考斯加科夫（Kostiakov）模型、通用经验模型进行拟合。通用经验模型f=m+nt^-β拟合效果最好,相关系数R²几乎都在0.9997以上。其次拟合效果较好的是Kostiakov模型f=at^-b,相关系数R²为0.9942,Horton模型f=f_c+（f_o-f_c）e^-αt的拟合效果相比之下较差,相关系数R²为0.9644。6.不同累计沉积泥量生物滞留带对雨水径流总量削减率为1.77%⁵9.04%。干净雨水入流的径流水量削减率和累计沉积泥量呈正相关,含泥雨水入流的径流水量削减率和累计沉积泥量呈负相关。不同累计沉积泥量生物滞留带对雨水峰值流量削减率为87%⁹7%,随着累计沉积泥量增加,峰值出流量减小,峰值流量削减率增加,峰值出流量与累计沉积泥量呈反比例关系,峰值流量削减率与累计沉积泥量呈正比例关系,且这种关系可以进行良好的线性拟合。7.随着累计沉积泥量增加,产流延时也增长,最高产流时间长达65.72min。积水时间随着累计沉积泥量的增加而增加,最大积水时间7.8h是最小积水时间的21.5倍,满足植物生长所必须的排空时间24⁴8h,积水深度最高大约175mm。土体孔隙削减率随着累计沉积泥量的增加而减小,最初土体孔隙削减率仅为3%,总沉降量仅为2.5cm。8.国内相关规定生物滞留带系统填料的渗透系数不低于10^-5m/s。当生物滞留带内累计沉积泥量达1.126kg后,其SS负荷大约为4265.15kg/hm²,完全排空2年一遇、降雨历时10min且汇流面积为自身10倍的降雨径流量需3h,渗透系数仅为0.98×10^-5m/s,渗透效果已经很差,不满足最初设计的使用功能。当累计沉积泥量达到1.877kg后,蓄水层积水完全排空时间甚至需要7.8h。以成都市交大路为例,根据鲁雄飞对道路降雨初期的雨水污染特性研究,对于一年的降雨量,若SS污染负荷取值202.98kg/（hm²·a）,则生物滞留带的蓄渗寿命周期约为21年。