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基于低影响开发模式的城市雨水控制利用技术体系研究

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基于低影响开发模式的城市雨水控制利用技术体系研究
长安大学
硕 士 学 位 论 文


摘 要
本论文基于低影响开发(LID)模式建立现代城市雨水控制利用技术体系,实现控制城市水土流失和水涝,减轻城市排水和水处理系统的负荷,减少水污染,补给地下水,缓解地面沉降等一系列城市化所带来的问题。
论文主要工作及成果包括以下几个方面:
(1)分析我国排水现状及传统城市雨水排放系统技术原理,得出造成内涝雨水排除系统的原因包括城市雨水设计理念陈旧、设计标准偏低及建设滞后、政府管制和经济激励政策不完善、资金投入不足等四个方面。
(2)结合最佳管理实践、低影响开发和绿色雨水基础设施等原理,根据我国城市发展要求及特征提出了基于低影响开发模式下的现代城市雨水控制利用技术体系;城市雨水控制利用系统实现了径流体积削减、污染物控制、峰流量削减、延长汇流时间、雨水集蓄利用和雨水转输排放等多种目标,根据施用对象的不同,城市雨水控制利用体系可以分为建筑与小区雨水系统、道路雨水系统、绿地与开放空间雨水系统等。
(3)建立了由雨水生物滞留设施系统、雨水渗透设施系统和雨水贮留设施系统三个系统组成的LID 模式雨水控制利用技术措施。其中生物滞留系统包括绿色屋顶技术、下凹绿地技术;雨水渗透系统包括渗透地面、渗透管沟、渗透井、渗透池(塘);雨水贮留系统包括屋面蓄水系统、地面蓄水池、地下砾石蓄水。
(4)基于低影响开发模式的现代城市雨水控制利用技术体系下,以杨凌“锦逸国际城”住宅小区为例进行雨水控制利用设计,通过雨水控制利用技术措施实现住宅小区开发后径流量产生不大于开发之前的目标。实现控制利用目标共需要滞留雨水量985m3。其中屋顶绿化滞留雨水量163m3;渗透铺装滞留雨水量70m3;屋顶雨水收集水量318m3;下凹绿地滞水量366m3;雨水花园滞水量68m3。
(5)杨凌“锦逸国际城”住宅小区雨水体积削减效果评价,选取P=1, =0.65,暴雨强度公式参照西安市,LID 措施后径流系数选取0.3,通过计算,得出在不改变原有市政管线的情况下,可以使本区域现有市政雨水管线的排水能力达到五年一遇以上。
关键词:城市雨水、低影响开发模式、雨水控制利用



目录
第一章 绪论 .............................................................................................................................. 1
1.1 本课题研究的背景 ...................................................................................................... 1
1.1.1 城市雨水问题分析 ............................................................................................ 1
1.1.2 现代城市雨水综合利用行业发展要求 ............................................................ 3
1.2 问题的提出 .................................................................................................................. 5
1.3 研究目的 ...................................................................................................................... 6
1.4 国内外城市雨水控制利用研究现状 ........................................................................... 6
1.4.1 城市雨水控制利用的定义 ................................................................................. 6
1.4.2 国外雨水控制利用技术研究现状 .................................................................... 6
1.4.3 国内雨水控制利用技术研究现状 ..................................................................... 7
1.5 研究内容 ....................................................................................................................... 8
第二章 城市雨水控制利用基本理论 .................................................................................... 9
2.1 城市化对城市水循环的影响 ....................................................................................... 9
2.1.1 城市化对气候的影响 ........................................................................................ 9
2.1.2 城市化对降雨的影响 ........................................................................................ 9
2.2 城市化对径流的影响 ................................................................................................ 10
2.3 传统雨水排放系统设计技术原理 ............................................................................ 12
2.3.1 雨水设计流量确定 .......................................................................................... 12
2.3.2 暴雨强度公式确定 ........................................................................................... 14
2.3.3 雨水径流调节原理 .......................................................................................... 17
2.4 我国传统雨水排放系统存在问题 ............................................................................ 17
2.5 小结 ............................................................................................................................ 18
第三章 现代城市雨水控制利用技术原理研究 .................................................................... 20
3.1 城市雨水控制利用新理念 ........................................................................................ 20
3.1.1 转变态度,变防汛为迎讯 .............................................................................. 20
3.1.2 适当滞留、安全利用 ...................................................................................... 20
3.2 现代城市雨水控制利用技术原理 ............................................................................. 21
3.2.1 最佳管理实践 .................................................................................................. 21
3.2.2 低影响开发模式 .............................................................................................. 21
3.2.3 绿色雨水基础设施 .......................................................................................... 23
3.3 传统雨水利用模式和LID 模式的比较 ................................................................... 24
3.4 基于LID 模式的现代城市雨水控制利用技术体系构建 ....................................... 24
3.4.1 雨水控制利用技术措施的阶段化 .................................................................. 24
3.4.2 雨水控制利用技术措施的目标性 .................................................................. 25
3.5 小结 ............................................................................................................................ 25
第四章 LID 模式雨水控制利用技术措施研究 .................................................................... 27
4.1 生物滞留设施系统 .................................................................................................... 27
4.1.1 绿色屋顶技术 .................................................................................................. 27
4.1.2 下凹绿地技术 ................................................................................................... 29
4.1.3 雨水花园 .......................................................................................................... 31
4.2 雨水渗透设施系统 .................................................................................................... 31
4.2.1 雨水渗透设施技术概况 ................................................................................... 31
4.2.2 渗透地面 .......................................................................................................... 32
4.2.3 渗透管渠 .......................................................................................................... 33
4.2.4 渗透井 .............................................................................................................. 34
4.2.5 渗透池(塘) .................................................................................................. 35
4.3 贮留利用技术 ............................................................................................................. 35
4.3.1 屋面蓄水池 ....................................................................................................... 35
4.3.2 地面蓄水池 ...................................................................................................... 36
4.3.3 地下砾石蓄水 .................................................................................................. 36
4.4 现代城市雨水控制利用典型设计原理 .................................................................... 37
4.4.1 体积削减 .......................................................................................................... 37
4.4.2 污染物削减 ...................................................................................................... 38
4.4.3 峰流量削减 ...................................................................................................... 40
4.4.4 集蓄回用 .......................................................................................................... 42
4.5 小结 ............................................................................................................................ 43
第五章 LID 模式雨水控制利用实证应用 .......................................................................... 44
5.1 项目概况 .................................................................................................................... 44
5.2 雨水控制利用技术体系及方案概要 ........................................................................ 44
5.3 雨水措施的设计及其体积削减计算 ......................................................................... 45
5.4 雨水体积削减效果评价 ............................................................................................ 48
5.5 小结 ............................................................................................................................ 48
结论与建议 .............................................................................................................................. 50
结论 ................................................................................................................................... 50
建议 ................................................................................................................................... 51
参考文献 .................................................................................................................................. 52
致 谢 ........................................................................................................................................ 54



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