北京市生产建设项目雨水利用模式探讨

加强生产建设项目雨水利用设施建设,是有效解决北京市水资源短缺、内涝和水污染严重的重要途径。对北京市生产建设项目雨水利用工程存在的问题进行了分析,结合不同类型生产建设项目的特点,总结出了适宜北京市工业厂房、居住区、公共设施、学校、市政交通道路、公园等项目的雨水利用模式。     

湿润地区连栋温室集雨量与蓄水容积计算

湿润地区降水量大,连栋温室集雨设计应以经济、适度集蓄为目标,需要确定合适集雨量和集雨池容积。为探明一种简便的计算方法,该文首先提出集雨容积模数用以描述雨水收集能力与收集程度,然后通过集雨量计算统计,选用origin8.0软件内含指数函数模型进行模拟,建立了集雨容积模数与雨水收集率的拟合方程,并提出集雨量计算式,且计算准确度不受降雨量大小影响。应用时,可利用公式和方程,测算任意集雨面积的全年可集雨总量,按集雨计划确定集雨容积模数,即可计算设计集雨池容积,计算方法对南方湿润地区的温室大棚集雨工程设计有广泛的应用和参考价值。     

豫西山地生活用雨水集流系统的设计计算

生活用雨水集流系统设计计算的任务 ,就是确定最优的集流场面积和贮水窖容积 ,即满足生活供水需求的集流场面积和贮水窖容积的最小值。以频率为 75 %和 95 %的特征水文年为基本计算年份 ,以降雨期的降水量、间雨期持续日数、最大间雨期日数和人均日需水指标为参数 ,根据逐日降水资料 ,计算出豫西山地各代表站的最优贮水窖容积和最优集流场面积。     

基于日水量平衡模型的城市小区雨水池计算分析

随着我国城市雨洪利用工程的快速发展,关于雨水池设计理论及计算也有了较多的探讨和研究,但仍需进一步完善.针对雨水池设计现状,以及半干旱地区的降雨情况,通过对天津市日降雨量的分析,建立了日降雨—用水平衡模型.利用计算机编程计算出不同用水需求条件下,城市小区雨水蓄水池的合理规模.该模型可为雨水池修建提供设计依据,同时也可为源头污染控制以及雨水洪峰调蓄提供数据支持.     

海绵化改造小区调蓄池优化布局及其雨水径流控制效果——以浙江省嘉兴市烟波苑小区为例

[目的]在海绵城市建设背景下,从建筑小区尺度探究调蓄池布局对雨水径流的控制和利用,为平原河网区域城市旧城海绵化改造,增强排水防涝能力,提高雨水利用效率提供技术依据。[方法]以浙江省嘉兴市典型老旧小区烟波苑海绵化改造工程为例,基于暴雨管理模型(SWMM)软件建立排水系统数学模型,通过分析研究区不同降雨重现期和积水节点之间关系,探究最佳的积水节点控制数目;在此基础上,输入设计雨水控制条件探索调蓄池合理布局方案。[结果]①在5～15 a重现期内,研究区积水节点数量分布出现稳定期,并于9 a重现期时积水节点控制数量达到最佳;②模拟容积在20～100 m~3之间的调蓄池比例达84%,达到实际建设标准;③采用合适的"低影响开发(LID)+调蓄池"方案后,研究区雨水径流控制效果提升明显,其中径流峰值削减率达40%以上,外排径流系数降低0.2左右,杂用水供给率最高可达146.3%。[结论]老旧城区在进行海绵化改造时,应当重视调蓄池的合理布局与利用,以构建灰绿结合的径流控制系统,实现高效的雨水管理。     

智慧水箱径流调控效益研究

[目的]探究智慧水箱的径流调控效益变化规律,定量解析关键因素对其径流调控效益的综合影响,以期为智慧水箱的水文设计和径流调控效益评估提供科学参考。[方法]基于日降雨和日需水数据,构建智慧水箱水量平衡模型,采用雨水截留率、溢流率和溢流频率3个指标综合评估智慧水箱的径流调控效益,分析了智慧水箱的径流调控效益变化规律,定量解析水箱容积、水箱排放上限和降雨强度对智慧水箱径流调控效益的影响。[结果](1)智慧水箱和普通水箱雨水截留率相等,均随水箱容积的增大而增加。水箱容积为0～100 m³时,雨水截留率为0～87%;(2)智慧水箱的溢流率比同容积普通水箱低0～19%,且溢流率随水箱排放上限的增大而减小;(3)智慧水箱的溢流频率比同容积普通水箱低0～13%,且溢流频率随降雨强度的增大而增加。[结论]智慧水箱径流调控效益优于普通水箱,可以通过增加水箱容积和排放上限,降低强降雨条件对智慧水箱径流调控效益的影响。     

宁夏南部山区坡地雨水资源化潜力及降水再分配研究

宁夏南部山区是雨养农业区,也是半干旱退化山区,提高降水资源的利用率,是该地区生态环境建设的必然途径,通过分析研究点的雨水资源量,当地缺水的最大问题是降雨的时空分布问题造成了大量的雨水资源流失.坡地改造拦蓄径流就地利用和径流资源的拦蓄储备是解决缺水问题的两种途径.分析了坡地径流资源的潜力,并对坡地改造后不同工程措施降雨再分配情况进行对比研究,土壤平均体积含水量88542整地＞鱼鳞坑整地＞自然坡面,88542工程整地比鱼鳞坑工程整地高12.1%,比无工程整地措施高20.8%,可以有效提高造林成活率.     

土坡面降雨水沙运移实验研究

黄土高原是我国植被破坏与水土流失最为严重的地区.本文基于室内坡地降雨实验,分析了(土娄)土坡面降雨入渗补给系数的变化,对比了不同雨强影响下径流泥沙含量和累积泥沙含量的时间变化趋势,并将侵蚀与入渗结合,分析了同时段产沙量和入渗率的变化关系,研究表明:入渗补给系数随雨强增大而逐渐减小,两者可描述为线性关系,雨强越小,入渗补给系数越高;降雨初始产沙值最大,在产沙10 min内变缓.雨强大的,初始产沙量和稳定沙量都稍大,但总体差异不大,产沙量分布曲线形状与入渗率曲线极为相似;不同雨强下累积泥沙量与降雨历时之间存在明显的幂函数关系,且幂函数的指数部分基本随降雨雨强增加而逐渐增加;不同雨强下入渗率和累积泥沙量的变化趋势相反,当累积泥沙量增加,相应的土壤入渗率减小,两者变化趋势随雨强增大而趋于明显.     

(土娄)土坡面降雨水沙运移实验研究

黄土高原是我国植被破坏与水土流失最为严重的地区。本文基于室内坡地降雨实验,分析了塿土坡面降雨入渗补给系数的变化,对比了不同雨强影响下径流泥沙含量和累积泥沙含量的时间变化趋势,并将侵蚀与入渗结合,分析了同时段产沙量和入渗率的变化关系,研究表明:入渗补给系数随雨强增大而逐渐减小,两者可描述为线性关系,雨强越小,入渗补给系数越高;降雨初始产沙值最大,在产沙10 min内变缓。雨强大的,初始产沙量和稳定沙量都稍大,但总体差异不大,产沙量分布曲线形状与入渗率曲线极为相似;不同雨强下累积泥沙量与降雨历时之间存在明显的幂函数关系,且幂函数的指数部分基本随降雨雨强增加而逐渐增加;不同雨强下入渗率和累积泥沙量的变化趋势相反,当累积泥沙量增加,相应的土壤入渗率减小,两者变化趋势随雨强增大而趋于明显。     

高速公路蒸发池设计改革模式

从建设“节约型社会”的观点出发,提出将高速公路上传统的开敞式蒸发池设计模式改为地埋式蓄水窖,充分集蓄利用雨水资源,以灌溉道路两侧农田内的经济作物或路域内绿化植物.这不仅可变废为宝,也改变了道路蒸发池的不雅景观.文中提出了一个容积为147m3的窑窖和沉沙池结构设计图.     

设施农业雨水集蓄利用与番茄灌溉方案优化

为充分利用雨水资源,提高设施农业灌溉用水效率,该研究对雨水蓄水池容积和大棚番茄灌溉方案进行了优化。以天津市武清区一设施农业小区为研究区,根据2020年6个场次降雨,对蓄水池集雨情况进行分析,基于AquaCrop模型优化大棚番茄灌溉方案,最终设置3种集雨灌溉情景,采用水量平衡法,分别绘制不同情景的丰、平、枯水年雨水集蓄系统的评价指标变化曲线,综合分析其变化特征并确定雨水蓄水池最优容积。结果表明：研究区已建蓄水池集雨率约为57%,有较大改进空间;番茄优化灌溉方案与实际灌溉方案相比,在产量仅减少5.5%的情况下,可节省水量23.6 m3,水分利用效率和灌溉利用效率分别提高7.2%和39%,说明优化方案在保证作物产量的同时可有效节水;实际集雨率和实际灌溉情景下,雨水蓄水池的最佳容积平均值为362 m3,在优化灌溉方案和提高雨水收集设施集雨率后,容积平均值分别为298和288 m3,说明节水灌溉和提高雨水蓄水池集雨率等措施,对雨水蓄水池容积优化和提高复用率具有显著影响。该研究可为指导农业雨水集蓄利用工程建设、促进非常规水利用的推广、保障农业可持续发展提供参考。     

半干旱区生态水箱式道路雨洪资源蓄集利用系统技术研究

[目的]对生态水箱式道路雨洪资源蓄集利用系统技术进行研究,为实现道路雨水收集再利用、有效提高收集雨水水质,也为绿化植物的生长提供优良的水源目标。[方法]生态水箱式道路雨洪资源蓄集利用系统采用聚丙烯(PP)塑料雨水收集模块充分储存水源,为后续系统的"自由呼吸"提供基础。PP雨水收集模块的孔隙率为90%~95%,并采取双层土工布和防水膜的分层布设进行防渗,种植土和绿化植物设施采用30cm的种植土厚度,保证了雨水资源的集蓄和供给的动态平衡。[结果]生态水箱系统具有水资源集蓄、供给动态平衡调整功能和截污功能,可高效集蓄路面优质雨水和有效控制雨水对土壤及地下水的污染。[结论]该系统为雨水的高效再利用提供了条件和新方法,为区域雨洪资源高效管理利用提供了新途径。     

北方城市海绵社区生态效益分析

[目的]分析海绵社区建设带来的经济效益、生态效益,为中国海绵城市建设提供技术参考。[方法]以北京市通州区某建筑小区为研究对象,通过增设屋顶绿化、下凹式绿地、雨水调蓄池等雨水渗蓄措施,对比增设设施前后外排量、节水量、回补地下水量、消除污染而减少的社会损失量、节电量、固碳释氧量的变化。[结果]研究区增设雨水调蓄设施后,年单位面积总效益增加量为38 566元/(hm~2·a),年单位面积节约中水量为208m3/(hm~2·a),年单位面积节电量为145(kW·h)/(hm~2·a),年单位面积回补地下水增加量为281m3/(hm~2·a),年固碳增加量为0.02t/(hm~2·a),年固氧增加量为0.01t/(hm~2·a)。[结论]采用雨水调蓄设施,在节水、节能、截污等方面均可产生具有明显的经济效益和生态效益,值得大力推广和提倡。     

不同绿化屋面对雨水调蓄能力的影响

[目的]为了分析不同基质层厚度的绿化屋面对雨水的调蓄作用。[方法]通过搭建绿化屋面装置,采用人工降雨模拟器开展试验,在不同基质层厚度和降雨条件下,对绿化屋面的降雨—径流过程、持蓄雨水和减滞洪峰能力进行了研究。[结果]基质层厚度在一定的范围内时,绿化屋面出水的洪峰过程具有很高的相似性;绿化屋面基质层厚度与降雨持蓄率呈指数函数的关系;洪峰削减率与降雨强度无明显关系,主要由基质层厚度决定。[结论]绿化屋面能在一定程度上降低雨水的径流峰值,减少总的径流量,延缓产流时间,且随着基质层厚度的增加,绿化屋面对雨水的调蓄能力越好。     

温室农业雨水集蓄利用工程规模优化

为了优化蓄水池最佳工程规模,该文通过构建雨水集蓄利用工程规模优化原理和方法,即工程效益最优法,并以北京某温室农业雨水集蓄利用工程为例对该方法进行了论证。研究结果表明地区日降雨规律以及集雨窖的规模对工程的集雨效率有很大影响,在降雨量、汇流总面积确定的情况下,集雨窖规模越大,可收集的雨量越多,但单位容积可收集的雨量随之减少;工程成本效益分析表明,设计日降雨量为25～40 mm时,工程总效益/费用比值较高,全年可收集雨量与温室农业年用水量基本相当;在工程寿命期内,现有规模下的效益成本比值远低于最优规模时的效益成本比值。因此,适当降低集雨窖的规模可提高工程的经济性。该文论证的雨水集蓄利用工程规模优化方法能够为雨水工程的设计和应用提供理论依据和实践指导。     

基于典型年法的海绵城市建设控制指标研究

[目的]探讨海绵城市控制指标年径流总量控制率的确定方法,为海绵城市建设控制指标的合理确定提供新的思路。[方法]结合中国目前海绵城市建设相关规范及研究成果,分析关于年径流总量控制目标确定方法的合理性。以合肥市为例,分别采用长序列法、典型年法、外排径流系数法、逐日水量平衡法对相关问题进行研究,探讨不同年径流总量控制率对外排径流系数的影响及不同规模雨水调蓄设施的实际控制效果。[结果]提出控制指标的典型年计算法,并总结了外排径流系数随年径流总量控制率变大不能无限减小的规律,提出采用雨水利用有效容积这一指标来校核年径流总量控制率提高的适宜范围。[结论]典型年计算方法与雨水系统设计重现期相对应。结合对实际雨水总量控制率的研究,可为海绵城市建设中径流总量控制目标的确定提供新的思路。