透水路面植草沟的渗蓄排性能研究

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1、中图分类号：U416.217论文编号：102870118-S150学科分类号：082301硕士学位论文透水路面植草沟的渗蓄排性能研究研究生姓名吴成浩学科、专业道路与铁道工程研究方向路基路面新材料与新工艺指导教师解建光教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchoninfiltration,storage,dr

2、ainagepropertiesofpermeablepavement&grassedswalesAThesisinHighwayandRailwayEngineeringWuChenghaoAdvisedbyProf.XieJianguangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中

3、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着我国城市化进程的快速发展，硬质路面代替了原始地表，致使地表汇流时间缩短，径流下渗受阻，洪涝灾害频发。传统道路排水系统的设计以“快排”为主要目的，不能满

4、足可持续发展的要求。“海绵城市”建设的理念要求排水系统规划时优先考虑把雨水留下来，然后考虑利用自然力量排水。基于此，论文提出了透水路面和植草沟相结合的生态排水设计理念，下雨时吸水、蓄水，雨后补充地下水或外排。论文针对透水路面植草沟系统的渗、蓄、排能力，进行了入渗试验和蓄排试验，并借助SWMM模型，量化了透水路面植草沟在道路径流控制利用方面的作用。主要成果如下：研究了透水路面植草沟的结构设计、径流路径、运行工况，提出了径流削减率、蓄水率、径流系数的计算公式，形成了完整的透水路面植草沟径流削减理论体系。建立了透水沥青

5、路面渗透模型。通过一维垂直渗透试验，发现植草沟土壤渗透系数的适宜范围为：3.47×10-6m/s≤K≤1.00×10-5m/s；通过一维水平渗透试验，发现土壤水平渗透系数Kh与入渗水头h的函数关系式为：Kh=-19.985h2+19.723h+4.200。通过蓄排试验，发现透水路面植草沟在小雨条件下，蓄水效应明显，暴雨条件下，雨水消纳能力逐渐趋于饱和，大部分雨水径流通过地表漫流或渗排管出流的形式排出，植草沟径流系数φ与纵向坡度i、降雨重现期P的函数关系为：φ=11i+0.114+(2.157i+0.051)Ln(

6、P-46.667i2-3.3i-0.225)，与进水强度q的函数关系为：φ=(5.343i+0.074)Lnq+13.743i+0.180。通过SWMM模型构建了研究区域渗蓄排评估模型和传统开发模型，发现透水路面植草沟在重现期为0.33a、1a、3a、5a、10a时对径流总量的削减率为38.35%~100%，对峰值流量的削减率为15.91%~100%，达到一定降雨强度后产流时间延缓5~17min，峰值时间延缓5~13min。无论是对于径流总量、峰值流量的削减效应，还是产流时间、峰现时间的延缓效应，透水路面植草沟的

7、运行效果均优于普通植草沟。关键词：透水路面，植草沟，入渗，蓄排I透水路面植草沟的渗蓄排性能研究II南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTWiththespeedingupofurbanizationinChina,rigidpavementreplacedprimitivesurface,whichshortenedtheconcentrationtime,cuttherunoffinfiltrationpath,increasedthefrequencyoffloods.Thetraditionalpla

8、nanddesignmethodofroaddrainagesystemmainlyfocusedonrapiddrainage,whichisnotconsistentwiththeconceptofsustainabledevelopment.Consequently,anewecologicalpatternwhichintegratedpermeablepavem