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雨水花园是海绵城市中解决径流带来的面源污染及水文问题的可靠设施,但引入我国的时间较短,因地制宜的设计和应用还未充分展开。针对南方红壤区降雨量多、土壤渗透性低的地域特点,从填料配比、植物优选及IWS(Internal Water Storage)设置方面对雨水花园进行设计优化,并探讨其水质净化效果。结合工程实际应用案例,探讨雨水花园的设计及运行情况,并分析其水质净化及水文调控效果,为低影响开发设施的推广及海绵城市的建设提供参考。主要结论如下:(1)沸石、煤渣、砂子、膨胀蛭石、陶粒和红壤等雨水花园填料的NH3-N和P等温吸附实验表明,红壤的NH3-N理论饱和吸附量仅次于膨胀蛭石,为2500mg/kg,沸石的P理论饱和吸附量最高,为2272.73mg/kg,沸石适宜添加在红壤中以提高其N/P吸附效果及渗透系数。综合考量植物生长、径流渗透及堵塞问题,宜在红壤中掺入65%以上的砂子或55%以上的沸石,同时搭配10%的堆肥以配置雨水花园填料层。(2)柳叶马鞭草、菖蒲、鸢尾和美人蕉的水质净化及生长适宜性实验表明,有植物的装置对NO3-N和TN的去除率比无植物的装置分别高2.20%46.52%和0.77%29.34%,各装置的COD平均去除率为68.84%77.28%,植物对TSS、NH3-N和TP的去除影响不显著,其平均去除率分别为97.59%、84.06%和93.36%。综合植物的生理状况及污染物去除效果,柳叶马鞭草和美人蕉较适宜在南方红壤区的雨水花园中种植。(3)IWS的设置使COD、NO3-N和TN的去除率分别增加了6.64%、9.43%和7.68%,但对NH3-N、TSS和TP的去除率影响较小,且植物与IWS对COD、NO3-N和TN的去除有极显著的交互作用,而对TSS、NH3-N和TP去除的交互作用较小。(4)工程案例中,年径流总量控制率为85%,设计降雨量为38.9mm时,以30%砂、10%堆肥和60%红壤配置填料层,面积为203m2的雨水花园可调控1533.24m2汇水区的径流。监测结果表明,雨水花园对TSS和NH3-N的去除效果较好,平均EMC(Event Mean Concentration)去除率分别为71.89%和31.73%,因填料不含沸石等材料,且秋冬季节植物与微生物代谢缓慢,对其它污染物的去除效果较差,NO3-N、COD、TN和TP的平均EMC去除率分别为-38.57%、-9.76%、11.85%和26.16%。SWMM模拟结果表明,雨水花园的水量调控效果与重现期成反比,当重现期为0.5年5年时,汇水区径流量可降低32.46%60.81%,径流峰值可降低51.41%86.34%,洪峰来临时刻可延迟3min12min;雨水花园的水量调控效果与填料渗透系数成正比,重现期为1年时,以纯红壤为填料,径流量和径流峰值将分别提高20.33%和31.99%,以35%红壤、55%沸石和10%砂子为填料,径流量和径流峰值可分别降低30.90%和40.90%。