基于径流量和水质目标的LID-BMPs设施优化选择研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mabeishangdeniuzi
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我国水资源匮乏,各类水环境问题错综复杂,同时存在着“水多、水少、水脏”的问题。日益宝贵的雨水资源越来越受到重视。国际上相关的雨洪管理新思路如:低影响开发(LID)和最佳管理实践(BMP)在实际应用中已经形成了较为完整的从实施原则到技术措施的体系。我国积极引进国外先进理念,提出并开始实施海绵城市建设。在建设海绵城市过程中,利用“渗、滞、蓄、净、用、排”等相关技术措施,既可以对城市开发对环境带来的不利影响进行有效控制,同时,还可以实现对宝贵的雨水资源的收集利用。目前,国内结合工程实际已经开展了一些相关研究,出台了《海绵城市建设技术指南》等指导性技术文件,也分批在多个城市开展工程试点。但由于我国在雨洪管理方面的研究与实践方面起步较晚,积累时间不长,目前海绵城市的规划编制更多地侧重于规划体系的顶层设计,具体到地块规模的措施选择时,更多是针对雨水径流控制目标的定性选择原则,缺少定量确定的依据及更为细致明确的技术方法。因此,在工程实践中选择相关技术设施时不可避免地存在主观性和一定的盲目性。  针对上述情况,课题分别从LID-BMPs技术设施措施对雨水径流总量和峰值流量的控制效果,以及对雨水径流水质改善的有效性两个方面,对LID-BMPs技术设施措施的优化选择进行了研究。论文第三章针对径流量控制提出了一种在SWMM模型中利用参数全局敏感性分析进行措施优选的方法,并结合工程实例对方法有效性和可行性进行了验证。第四章主要对比研究了不同LID-BMPs技术设施对雨水径流水质污染物去除效果的差异,通过对国际雨水径流BMPs数据库中多种LID-BMPs设施进出流中粪大肠菌群、总氮、铜、总悬浮固体做箱图和对数分位数图统计,分析了雨水径流中四类污染物质的含量;选择数种常见的LID-BMPs技术设施,对比分析了其各自对雨水径流不同水质指标的控制和改善效果。  研究结果表明:将雨洪分析模型与敏感性分析方法相结合,通过分析敏感参数与LID-BMPs技术设施的相关关系,有助于定量确定针对特定区域降雨径流总量和峰值流量控制更有效的技术设施,可以为实际工程中地块规模的技术设施设计提供一种新的思路。利用对国际雨水径流BMPs数据库中监测到的四项常见水质指标数据进行分析发现,雨水径流中的粪大肠菌群、总氮含量较高,有时甚至远高于地表水环境V类标准,有可能加重地表水的污染;但重金属铜含量较低,基本上可以达到Ⅰ类地表水质标准;雨水径流中TSS含量也较高。不同的LID-BMPs技术设施对去除径流中以粪大肠菌群、总氮、铜和TSS为指标的污染物质有一定控制效果。其中,湿地流域、生态调节池、湿地通道对粪大肠菌群的去除效果较好,植草沟效果最差;而对总氮来说,生态调节池和植草沟效果较好,透水铺装反而会加剧污染;蓄滞洪区和植草带对重金属铜具有良好的去除效果,而生态调节池会使其含量增加;LID-BMPs设施对雨水径流中总悬浮固体TSS均有较好的去除效果,其中介质过滤对总悬浮固体的去除效果最好。通过分析LID-BMPs技术设施对雨水径流水质的影响,为水资源利用和雨水排放进入水体等更关注雨水水质时,选择LID-BMPs技术设施提供了依据。
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