生態(tài)濾溝處理城市雨水徑流的小試與模擬.pdf

1、隨著城市化進程的飛速發(fā)展,城市綠地被不透水地面以及房屋屋頂所代替,不可滲透地表的面積比例越來越大,原本可下滲的地表徑流轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊性較強的暴雨徑流,隨著排水管網(wǎng)進入城市排水系統(tǒng)并最終進入受納水體。生態(tài)濾溝作為一種典型的低影響開發(fā)(LID)生物滯留技術(shù),將徑流污染控制與雨水蓄滯利用有機結(jié)合,對于干旱缺水地區(qū)具有重要意義和實用價值。本文設(shè)計了6組30根生態(tài)濾溝小型試驗柱,通過室外試驗、數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)學模擬,研究填料的組合方式與類型、填料厚度、淹

2、沒區(qū)的深度與碳源的投加量、植被條件和進水水量水質(zhì)等因素對生態(tài)濾溝調(diào)控效果的影響,得出以下結(jié)論:
　　(l)生態(tài)濾溝水量削減率隨著進水水量的增大而減小;植被因子對水量削減率的影響表現(xiàn)為:水蠟+麥冬草>黃楊+黑麥草>女貞+金邊吊蘭>不栽種植物;生態(tài)濾溝的水量削減率隨著種植土層厚度的減少而明顯增加,生態(tài)濾溝水量削減率不隨人工填料層厚度改變發(fā)生明顯改變;人工填料因子對水量削減率的影響由強到弱依次為:沙子>爐渣>爐渣+沙子>土>粉煤灰+沙子

3、;水量削減率隨著淹沒區(qū)深度的增加而降低。進水水量、淹沒區(qū)深度均與水量削減率呈現(xiàn)線性遞減關(guān)系,而植被條件、土層厚度、人工填料下滲率均與水量削減率呈現(xiàn)線性遞增關(guān)系。經(jīng)過逐步回歸模型得到水量削減率Y與進水水量Xl、植被條件X2、土層厚度 X3、人工填料下滲率X4、淹沒區(qū)深度X5之間的線性回歸方程為: Y=80.515-0.130X1+46.301X2+38.955X3-0.566X4-I.OIIXs.
　　(2)生態(tài)濾溝對COD濃度去除

4、效果會隨著進水濃度的增加而降低;植被條件對于單場降雨歷時內(nèi)COD濃度去除無明顯作用;增加種植土層厚度會明顯提高COD濃度去除率;增加填料厚度也會對COD濃度去除效果起增益作用;人工填料因子對生態(tài)濾溝COD濃度去除效果影響表現(xiàn)為:粉煤灰+沙子>土>爐渣>爐渣+沙子>沙子;不同的淹沒區(qū)深度的設(shè)置對于COD濃度去除效果無明顯作用:外加碳源會降低生態(tài)濾溝系統(tǒng)對COD濃度的凈化效果。土層厚度、填料類型參數(shù)、填料厚度均與COD濃度去除率呈現(xiàn)線性遞增

5、的關(guān)系,而進水濃度呈現(xiàn)線性遞減的關(guān)系。經(jīng)過PLS模擬得到COD濃度去除率y與進水濃度XI、土層厚度X2、填料類型X3、填料厚度 x4的標準化回歸方程為:y.-0.1206xi’+0.1975X2‘+0.8563x3‘+0.0334x4‘,原始變量回歸方程為:y=-O.OlOxl+0.915x2+0.118x3+0.270x4-15.525.
　　(3)生態(tài)濾溝對TN濃度去除效果會隨著進水濃度的增加而降低;植被條件對于單場降雨歷時內(nèi)

6、TN濃度去除僅僅起著微弱的作用;增加種植土層厚度也會明顯提高TN濃度去除率;增加填料厚度也會對TN濃度去除效果起到一定的增益效果;不同種類的人工填料對生態(tài)濾溝TN濃度去除效果由強到弱依次是:土>粉煤灰+沙子>爐渣>爐渣+沙子>沙子;TN去除效果隨著淹沒區(qū)的深度的增加而變好;外加碳源會提高生態(tài)濾溝系統(tǒng)對TN濃度的凈化效果。土層厚度、填料類型參數(shù)、填料厚度、淹沒區(qū)深度均與TN濃度去除率呈現(xiàn)線性遞增的關(guān)系,而進水濃度呈現(xiàn)線性遞減的關(guān)系。經(jīng)過P

7、LS模擬得到TN濃度去除率y與進水濃度x1、土層厚度 x2、填料類型 x3、填料厚度 x4、淹沒區(qū)深度 x5的標準化回歸方程為:y*=-0.2515x1*+0.2382x2*+0.8628x3*-0.0245x4*+0.1080x5*,原始變量回歸方程為:y=-1.153x1+1.032 x2+0.181x3+0.147 x4+0.111x5-12.268。
　　(4)生態(tài)濾溝對TP濃度去除效果會隨著進水濃度的增加而降低;植被條件

8、對于單場降雨歷時內(nèi)TP濃度去除作用較小;增加種植土層厚度會明顯提高 TP濃度去除率;增加填料厚度也會增加TP濃度去除率;不同種類的人工填料的TP濃度去除效果由強到弱依次是:粉煤灰+沙子>土>爐渣+沙子>爐渣>沙子;不同的淹沒區(qū)深度的設(shè)置對于TP濃度去除效果也無明顯作用;外加碳源對生態(tài)濾溝系統(tǒng)的TP濃度的凈化效果無明顯作用。土層厚度、填料類型參數(shù)、填料厚度均與TP濃度去除率呈現(xiàn)線性遞增的關(guān)系,而進水濃度呈現(xiàn)線性遞減的關(guān)系。經(jīng)過PLS模擬得

9、到TP濃度去除率y與進水濃度x1、土層厚度x2、填料類型x3、填料厚度x4直線的標準化回歸方程為:y*=-0.6211x1*+0.3004x2*+0.5798x3*-0.0465x4*原始變量回歸方程為:y=-5.657x1+0.704 x2+0.035x3+0.104 x4+52.207。
　　(5)HYDRUS-1D軟件可以較為準確的模擬生態(tài)濾溝小型試驗出水情況以及污染物濃度的垂向分布。但是,HYDRUS軟件不能較為精確的模擬