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通过对雨水径流中污染物粒径分布,可对选择雨水径流污染处理工艺、评估不同LID设施对雨水径流污染的去除效果提供支撑。
雨水泵站的水质检测
课题组也对试点区内雨水泵站的水质进行了检测,结果表明雨水泵站的污染物浓度很高,部分泵站 SS浓度高达上千个mg/L,总氮浓度达到几百mg/L。像对于雨水泵站来讲,初期效应是很不明显的,一方面是由于泵站汇水面积大,初期效应弱化,更重要的是由于通过管道进入泵站的除了雨水之外,还有混接串接的污水,另外还有管道沉积物污染,因此,是一种复合污染。在雨水污染治理工程设计时,应该注意这一点,对于进入管道的雨水,要充分考虑到目前我国多数城市存在的雨污串接、混接等问题,否则设计的雨水污染治理设施很可能达不到预期的效果。
成果三:浅层土壤渗透性调查
土壤渗透性是海绵城市建设重要的本底条件。和传统的基坑工程不同,海绵城市建设主要和浅层土壤的渗透性密切相关。
课题组采用原位试验(Guelph仪)和室内试验相结合的方法,调查试点区内地表0.15m~1.0m浅层土壤的渗透性,共进行原位测试420余组、室内试验100余组,比较详细地调查了试点区浅层土壤的渗透性。
原位测试数据较为离散,根据有效试验数据,试验区内土壤渗透系数集中分布在1×10-5~3×10-4cm/s(0.01~0.26m/d)。室内试验渗透系数为7×10-5~3×10-4cm/s(0.06~0.26m/d)。根据相关规范,试验区浅层土壤渗透性属于弱透水性土层。试验方法和结果为试点区海绵城市建设提供指导和借鉴。
原位调查法取得的土壤渗透系数最具有代表性,最接近海绵城市理念,但原位调查法不是标准方法。课题组对原位试验和室内标准方法得到的结果进行了对比,采用Guelph入渗仪进行原位测试得到的渗透系数ks’与室内试验得出的渗透系数ks其比值多分布在2.0~2.8之间,根据分布曲线可得,对于试点区土壤情况,其比值可取2.5。
以上原位调查方法目前正在申请行业标准,希望通过行业标准的制定,使调查的渗透系数更能体现海绵城市的理念,使“渗、滞、蓄、净、用、排”排在第一位的“渗”发挥更重要的作用。
成果四:地下水位及变化幅度调查
课题组对试点区内近十年的地下水位及变化情况进行了调查,为试点区域海绵城市建设提供了支撑。
举一个案例,试点区内一条城市道路绿化设计,建设单位要求种植乔木,最小覆土厚度0.9m。为实现滞蓄雨水的目的,给排水专业要求绿地下凹。原勘察报告提供的地下水位年变幅在0.5~1.0m,设计地面标高1.35m,即使按照最小变幅0.5m计算,如果再考虑下凹0.2m,种植土覆土为:1.35-0.5-0.2=0.65m,不满足乔木种植覆土要求,只能种植灌木或者草本植物。
课题组对道路周围地下水观测井的地下水位及全年变幅分析结果表明,除个别点位外,地下水位年变化幅度基本在0.3m左右,调整后种植土覆土变为0.85m,基本满足乔木种植需求。课题组与景观专业、给排水专业确认后,采用绿地下凹,同时种植乔木,解决了业专业配合中存在的问题。
成果五:植物耐淹性能调查
海绵城市试点城市建设之初,部分园林专家担心绿地下凹,有一些植物可能被淹死,个别专家甚至比较激烈。水专项课题组和南开大学生命科学院共同设计植物耐淹性能试验,选取天津市景观绿化中常用的6种草本植物、7种乔木进行最长40d的耐淹性能试验,在这个过程中检测植物的叶绿素含量、光合特性、渗透调节物质、膜脂过氧化物MDA含量以及抗氧化酶活性的变化,结果表明它们的耐淹性排序依次为:
萱草>万寿菊>三七景天>马蔺>八宝景天>鸢尾
白蜡>国槐>法国梧桐>香花槐>栾树>臭椿>合欢
对于耐淹能力强的植物,例如白蜡、国槐、法国梧桐、香花槐、萱草、万寿菊、马蔺而言,能够通过调节光能分配水平、提高水分利用率、增强渗透调节物质浓度以及抗氧化酶活性等方式维持生命活动,且在排水恢复后各指标重新回到正常状态。
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