生物滞留设施生态水文效应研究

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1、分类号TU99学号1108522912004学位论文生物滞留设施生态水文效应研究Eco-hydrologicalEffectsofBioretentionFacility郭娉婷指导教师姓名王建龙副教授北京建筑大学邝诺教授级高工北京城市排水集团有限责任公司申请学位级别硕士学位类别专业学位专业名称环境工程年级2012级论文答辩时间2015年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年7月答辩委员会主席刘红教授级高工论文评阅人高景峰教授、陈韬副研究员北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

2、尽我所知，除了文中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，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字：曰期：>0乜年6月巧日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论

3、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和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名校内导师签名：年6月<曰年6月外曰、校外导师签名：知it年6月•^曰项目资助1.国家水体污染控制与治理科技重大专项课题“河网城市雨水径流污染控制与生态利用关键技术研究与工程示范（2011ZX07301-004-01）”2.国家自然科学基金项目“城市雨水径流重金属生物滞留净化机理及迁移特征研究（51208022）”II摘要摘要在全球城市化快速发展的背景下，开放空间逐渐被不透水表面取代，改变了自然的水文循环机制，带来

4、一系列水环境问题，如雨水径流水质污染严重、径流总量和峰值流量急剧上升、径流峰值比降雨峰值的延迟时间逐渐缩短等。低影响开发（LowImpactDevelopment,LID）是一项旨在减小这种变化、恢复自然水文循环过程的新兴土地开发利用理念，对于促进区域良性水文循环具有重要意义。生物滞留措施被证明是行之有效的LID措施之一，可以减轻径流污染、减少地表径流总量和峰值流量、缓解径流热污染、减轻土地开发对区域水文循环的影响。本文模拟了生物滞留设施对径流水质改善、水量削减、温度削减和蒸发蒸腾的实验，并运用暴雨管理模型（StormwaterManagementModel,

5、SWMM）对区域内生物滞留设施的水文效应进行模拟，结合实验所得结果，对生物滞留设施的碳减排能力进行分析，并基于上述分析，探讨生物滞留设施的生态水文效应。本研究主要内容及结论如下：（1）生物滞留单元对径流水质控制效果研究生物滞留设施可有效去除径流中的多种污染物，是一种有效缓解水环境问题的工程+措施。生物滞留单元对化学总需氧量（COD）、总磷（TP）、氨氮（NH4-N）的去除效-果均较好，而对总氮（TN）、硝氮（NO3-N）的去除效果较差。生物滞留单元对锌（Zn）的去除率及其去除效果的稳定性均优于其他四种重金属，对铜（Cu）、铅（Pb）和铬（Cr）的去除率较高且较

6、稳定，而对镉（Cd）的去除率较低且不稳定。生物滞留单元除了对萘的去除效果较差外，对于其他多环芳烃的去除率均在60%以上，其中，芴、菲、蒽、荧蒽、屈、苯并[ghi]芘的去除率相对较稳定。细沙对污染物的去除效果优于其他介质。（2）生物滞留单元对径流水量控制效果研究不同介质深度的生物滞留单元对不同重现期下的降雨径流总量、峰值流量及峰值延迟时间的控制有明显效果，且对峰值流量的削减效果较好，对径流总量的削减效果较差，削减率均低于40%。同一重现期下，总量削减率随着介质深度的增加而增加，峰值削减率随着介质深度的增加无明显变化，峰值延迟时间在较小重现期下随介质深度增加而增加

7、，在较大重现期下随介质深度增加变化不明显。当降雨重现期小于三年时，生物滞留单元对径流可以实现较好的控制；当降雨重现期大于等于三年时，生物滞留单元开始出现溢流，且重现期越大，溢流量占径流总量的比例越大，因此控制重现期大于等于三年的降雨事件，不能完全依靠生物滞留单元的控制，需要其他调蓄设施的辅助。同一介质深度条件下，径流总量削减率随重现期增大而增大，峰值削减率随重现期增大而减小，峰值延迟时间随重现期增大而减小。细沙对降雨径流的控制效果较好。（3）生物滞留单元对缓解径流热污染、促进蒸发蒸腾及碳减排的贡献当径流温度在20~35℃之间时，生物滞留单元的出水温度维持在14

8、~18℃。生物滞I摘要留单元对径流温度