海绵城市道路种植土-碎石绿化带的雨水入渗

种植土-碎石绿化带是海绵城市道路雨水入渗的重要组成部分。为分析种植土-碎石绿化带雨水入渗能力,将负孔隙水压力与相对渗透系数和体积含水率之间的关系简化为指数函数,利用试验数据对其进行了验证。基于非饱和渗流方程和拉普拉斯变换,给出了绿化带雨水入渗的数学模型。利用该模型分析了降雨条件下石家庄汇明路植被土-碎石绿化带雨水入渗特征,讨论了不同降雨条件下雨水入渗的特征和影响雨水入渗的因素。结果表明:(1)负孔隙水压力与有效饱和度和相对渗透系数之间都呈指数函数关系,可以利用负孔隙水压力与有效饱和度之间的关系推测非饱和土的渗透系数;(2)随着雨水入渗,地表处的负孔隙水压力迅速减小,植被土的体积含水率逐渐增加,植被土逐渐从非饱和状态向饱和状态过渡,雨水入渗也由非饱和入渗转变为饱和入渗;(3)随α增加,植被土上部的负孔隙水压力降低更快,表层土更快饱和,然而下部土体的负孔隙水压力降低反而趋缓;(4)降雨强度影响着植被土的设计入渗能力,降雨强度小时,雨水完全入渗,随着降雨强度增大,其设计入渗能力降低,雨量径流系数快速增加;(5)降雨强度和植被耐水湿时间是植被土设计入渗水量的重要参数,给出了植被土设计入渗水量计算方法。     

城市道路透水水泥混凝土路面净水特性研究

为研究透水水泥混凝土面层和透水水泥稳定碎石基层的净水特性,根据重庆市主城区雨水主要污染物组成调查分析结果,自制污染物径流雨水来模拟路面雨水。通过净水试验计算径流雨水中各污染物的去除率来评价路面结构的净水特性。试验结果表明:试验溶液通过路面结构层后pH值均有不同程度的提高;对各污染物去除率的大小顺序为TP(总磷)TSS(总悬浮物)TOC(总有机碳);设计空隙率同各污染物质去除率之间存在着良好的线性正相关关系;透水水泥路面的净水效果要优于透水沥青路面;路面结构组合层的净水效果较两种单层结构有一定幅度的提高。     

种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试方法

为监测海绵城市种植土-碎石绿化带结构长期渗透性能,提出了一种种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试装置.测试装置由亚克力板试验桶、降水系统和水位监测系统组成.基于一维非饱和渗流理论,提出了测试过程中种植土饱和时间确定方法,进而形成了种植土-碎石绿化带结构渗透系数原位测试方法.依据提出的测试装置,在试验室开展了种植土-碎石绿化带结构渗透系数测试的足尺模型试验,测试试验模型中种植土的饱和时间和渗透系数,与该文理论方法计算结果对比表明:理论值与试验观测值基本一致,说明该文方法可用于种植土-碎石绿化带结构渗透性能原位测试.     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程,探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响,提出透水铺装雨水入渗模型,并针对影响因素的相关性进行研究。首先,基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性,利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究,并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画,最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次,针对该模型的诸多输入参数,进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性,寻找关键控制指标;基于该结论拟定典型透水铺装结构组合,选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明:所建模型与文献数据具有较好的吻合性,NSE指数可达0.45以上;路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关,暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低,地表径流占比达到30%以上,并且几乎丧失连续储水能力,而路基土饱和渗透系数的影响性较小;溢流管可有效减少地表径流量,降低溢流风险,在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流,并具有50%以上的连续储水能力;时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂,雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律,因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究（双语出版）

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程，探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响，提出透水铺装雨水入渗模型，并针对影响因素的相关性进行研究。首先，基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性，利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究，并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画，最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次，针对该模型的诸多输入参数，进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性，寻找关键控制指标；基于该结论拟定典型透水铺装结构组合，选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明：所建模型与文献数据具有较好的吻合性，NSE指数可达0.45以上；路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关，暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低，地表径流占比达到30%以上，并且几乎丧失连续储水能力，而路基土饱和渗透系数的影响性较小；溢流管可有效减少地表径流量，降低溢流风险，在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流，并具有50%以上的连续储水能力；时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂，雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律，因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

雨水冲刷及地表径流对膨胀土路基边坡稳定的影响分析

通过对大型室内模型试验的研究,分析了膨胀土路基水毁机理,指出雨水冲刷及地表径流是影响膨胀土路基破坏的控制因素,而降雨入渗和干缩裂隙是导致膨胀土路基破坏的间接原因。     

南水北调工程压实换填粘性土料渗透试验研究

压实换填粘性土料是南水北调中线一期工程对总干渠膨胀岩试验段(潞王坟段)渠坡处理方式之一,对其防渗性要求较高。采用GUELPH现场入渗仪在碾压现场开展了原位渗透试验研究。结果表明:采用18 t振动平碾,对不同铺土厚度进行碾压试验,铺土厚度35 cm的碾压效果较好,碾压至12遍时,压实度可达99.4%,渗透系数为4.90×10-6cm/s;采用不同的碾压机械,对铺土厚35 cm,以20 t振动凸块碾的碾压效果较好,碾压10遍,压实度可达97.2%,渗透系数为4.89×10-6cm/s。     

上海暴雨条件下半透式路面径流控制效果研究

通过确定上海地区暴雨降雨过程线,结合半透式路面结构内雨水入渗过程分析,基于水力学基本理论,确定了透水路面渗流指标计算模型。对半透式路面典型道路结构的渗蓄性能进行计算,得到其径流控制效能。为透水路面径流控制效果评价提供了有效的计算方法和案例,为透水路面的径流控制效果评价和推广提供了技术支持。     

绿地辅助排水在石环辅道雨水工程中的应用

石环辅道位于石家庄市城乡结合部,道路两侧有较宽的绿地;雨水工程收水范围只考虑路面雨水,且近期无出路。根据石家庄市气候、水文特点,结合工程所在地周边地面覆盖情况,将雨水口设置在绿化带内,以下凹绿地辅助排水的方式,增加雨水的入渗量,延长径流的地面流行时间,削减洪峰流量。该文介绍的经验可供相关专业人员参考。     

降雨强度对透水沥青混凝土净污能力影响研究

为定量评估降雨强度对透水沥青混合料净化路面径流能力的影响，基于搭建的足尺道路路面平台设计了5种降雨强度下单、双层透水沥青混凝土的人工降雨模拟试验，测定了流经透水沥青混合料前后模拟径流雨水的代表性污染物浓度。结果表明：透水沥青混凝土能有效净化径流污染，且双层透水沥青混凝土的污染净化能力显著优于单层透水沥青混凝土，对悬浮物（SS）、总磷化合物（TP）、重金属锌（Zn）、重金属铅（Pb）、总氮化合物（TN）、化学需氧量（COD）的去除率分别达到80.25%、74.13%、70.30%、65.14%、63.75%、61.38%；随着降雨强度的增大，透水沥青混凝土对径流污染物的净化能力逐渐减弱，通过分析层数、降雨强度对透水沥青混凝土污染物净化率的影响，提出了层系数α和雨强折减系数β，可以通过人工降雨模拟试验结果推算一定降雨强度下实际透水沥青混凝土路面的污染物净化能力，为透水沥青混凝土路面的量化环境评价提供依据。     

非饱和土路基降雨渗流分析

基于路基内部水运动原理,分析了降雨对路基的浸润作用,探讨了IEM和FDEM降雨模型雨水入渗路基机理,推导出降雨作用下雨水入渗路基深度公式;研究了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和流,基于一般渗流方程的基础上,初步推出了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和渗流公式。结果表明,降雨主要通过雨水对路面裂缝、路堑边坡渗流作用及毛细作用来浸润路基;路基渗流深度受降雨强度、降雨时间、土的吸水率等因素影响;最后,根据提出的公式进行数值模拟,模拟结果与试验对比吻合较好。     

稻秸秆加筋土生态护坡室内降雨冲刷试验研究

针对湖南省某高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,提出采用稻秸秆加筋土对坡体表面进行生态防护。通过室内边坡模型的降雨冲刷试验探讨了不同稻秸秆加筋土厚度与不同稻秸秆掺和比例的防护机理与效果,可知降雨冲刷作用下坡面破坏是从雨滴溅蚀开始的,而后是重力、摩擦力和坡面径流推力等对土颗粒的搬运作用,进而对坡面形成冲蚀;稻秸秆加筋土防护层受雨水溅蚀程度要小,泥沙冲刷量少,防护效果较好;稻秸秆掺和比例为0. 3%、防护层厚度为5 cm下的稻秸秆加筋土层防护效果最佳。室内试验结果可为同类工程研究与实际工程应用提供借鉴或参考。     

渗漏情况下非饱和膨胀土地基水分迁移探讨

针对地基浸水增湿的二维膨胀土积水入渗模型,根据土-水特征曲线,求出饱和度与位置和时间的关系表达式,分析了膨胀土在逐级增湿时水分的迁移发展过程,得到湿润锋内各点饱和度的计算方法,可供工程设计参考.     

透水混凝土路面对雨水径流的影响研究

基于"海绵城市"理念的透水路面能有效延迟地表径流的出现时间并降低径流总量,起到缓解城市洪涝灾害的作用。为了研究透水混凝土路面对雨水径流的影响,从透水混凝土路面渗水能力的理论研究入手,首先对透水路面的渗透系数进行了分析,然后以某新建道路为例,就透水混凝土路面对地表雨水径流的延迟时间和径流量削减情况进行试验研究。研究成果表明:第一,透水路面的渗透系数与混凝土有效空隙率(ne)的5. 3961次方呈正比;第二,当降雨总量小于路面渗透能力时,雨量越大,路面对地表径流的延迟时间越长,削减效果也越好;当降雨量超过其渗透能力时,雨水只能以地表径流的形式排出道路系统;第三,降雨持续时间为30、60和120 min时,透水混凝土路面对地表径流总量的削减率分别超过60%、55%和40%,可见,透水混凝土对降低路面地表雨水径流总量具有显著的效果。     

下凹式绿地用于城市雨水径流控制浅析

下凹式绿地是是基于源头控制的一种城市雨水低影响开发技术,对城市雨水径流有一定的蓄滞和净化效果。介绍了下凹式绿地的应用情况,归纳总结了其水文效应和净化效果,并对净化效果的影响因素进行了分析,以期为下凹式绿地的设计和提效提供参考。     

不同下垫面雨水径流的产汇流规律研究

选取屋面、主干道和高架道路等不同下垫面,通过现场采样测试和数理统计分析的方法,研究其各自的雨水径流产汇流规律。结果表明:屋面雨水径流的初始冲刷效应不明显,且污染物浓度较小,建议对于此类屋面不采用初期雨水弃流措施;而城市主干道路和高架道路雨水径流存在较为显著的初始冲刷效应,建议因地制宜地采取措施对初期雨水进行收集处理。     

新型生态渗滤系统处治道路径流污染试验研究

为分析处治城市道路径流污染的浅层渗滤净化系统,选取陶粒、沸石和卵砾石,设计4种配置组合的渗滤系统,通过水质试验研究其对污染物的净化效果。结果表明:系统对污染物的净化率受水力负荷、进水水质、入流时间、植被等影响;植草型陶粒沸石渗滤系统对SS、COD、TP、Pb、Zn、TN、氨氮的净化率分别为89%~98%、55%~85%、70%~90%、65%~91%、50%~79%、34%~60%、25%~51%;系统中植被及微生物生长环境与净化材料协同作用增强径流中氮化物的控制稳定性;道路径流中相同赋存状态污染物去除率波动范围SS、TP为5%~8%和8%~12%,Pb、COD、Zn为11%~27%,TN、氨氮为13%~26%,悬浮态污染物较溶解态净化稳定性高。     

不同因素影响下粉砂质泥岩水分迁移试验

为研究不同因素影响下粉砂质泥岩的水分迁移规律，采用自制的泥岩水分迁移室内模型开展粉砂质泥岩的水分迁移试验，分析其在不同积水厚度、岩石干密度、入渗方向下的累积入渗量、入渗率时程曲线及含水率分布规律。结果表明：粉砂质泥岩累积入渗量-时间曲线先增大后趋于平缓，入渗率则随时间递减并趋于0；积水厚度对粉砂质泥岩累积入渗量的影响主要体现在入渗初期；岩石干密度越大，累积入渗量-时间曲线趋于平缓所需的时间越长；相同入渗时间下，竖向下渗、水平入渗及竖向上渗方向下的累积入渗量依次降低；粉砂质泥岩非饱和入渗时，含水率-时间曲线整体出现先增长后稳定的趋势，可划分为初始稳定期、快速增长期、低速增长期、稳定期4个变化阶段，且4个阶段的持续时间随距入渗面的距离而变化；积水厚度、岩石干密度及入渗方向均对粉砂质泥岩的水分迁移速率或水分迁移量产生影响，进而影响其含水率分布。研究结果可为分析粉砂质泥岩边坡的水分迁移规律及稳定性提供一定的参考依据。     

基于无限元边界的土-桥墩数值模型适用性研究

为有效分析土-结构动力相互作用(SSI效应)对高墩桥梁地震响应的影响,采用有限元与无限元相结合的方式,建立了基于无限元边界的土-桥墩数值模型.通过对参考边界、截断边界及无限元边界3种模型边界条件下的位移、等效应力、加速度响应结果对比分析,验证无限元边界数值模型的有效性;在此基础上,进一步分析在SSI效应影响下,墩高对桥...     

果园种植面源污染电混凝去除的关键设计及PAM强化

针对果园种植面源污染电混凝去除尚不明确的问题，以果园种植面源常规污染物为研究对象，考察电混凝关键设计，分析pH和电导率的影响，并探讨聚丙烯酰胺(PAM)的强化条件。结果表明：电压为10 V(2.5 mA/cm²)，电极间距为1 cm时，电混凝处理性能达到最佳，其中总悬浮颗粒物(TSS)、硝氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为70.6%、30.4%、78.4%、23.7%和92.1%；酸性(pH=5)和碱性(pH=9)条件均不利于这些污染物去除；电导率的增大有利于NH₃-N去除，但不利于其它污染物去除；当PAM投加量为0.5 mg/L、沉淀时间为5 min时，其强化效果最明显，对TSS、NH₃-N和TP去除均有强化，去除率增幅分别为39.1%、10.3%和7.5%，但对NO₃^--N和TN去除有一定的抑制。该研究结果可为电混凝预处理果园种植面源污染提供理论和数据参考。