崇明東灘生態(tài)城初期雨水自動(dòng)限流截留技術(shù)研究.pdf

1、旋流閥兼顧水力學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)，其獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其能夠在污水徑流井內(nèi)截留限流，即在最大截留量下，升高水位流量不發(fā)生變化，從而精確控制流量在小范圍內(nèi)，保證流量較恒定。鑒于此，為解決上海崇明東灘地區(qū)因雨天截留井溢流引發(fā)的地表水污染問(wèn)題，提高地表水環(huán)境質(zhì)量，從而推動(dòng)?xùn)|灘生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)展對(duì)具有旋流閥的自動(dòng)限流技術(shù)的研究有著極其重要的意義。本文在研究國(guó)內(nèi)外對(duì)由初期雨水引發(fā)面源污染控制的基礎(chǔ)上，以崇明東灘生態(tài)城區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象

2、，進(jìn)行降雨規(guī)律的研究和徑流量的模擬，分析了旋流閥在運(yùn)行中的性能特征及不同安裝角度下的最大截留量，通過(guò)調(diào)試旋流閥驗(yàn)證其工作性能，探討了雨污水中電導(dǎo)率及對(duì)應(yīng)時(shí)段降雨量的變化，這對(duì)于改善崇明東灘地區(qū)河道污染狀況有著非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文的主要工作和研究成果包括：
　?。?）收集整理崇明地區(qū)的區(qū)域概況和水質(zhì)現(xiàn)狀的資料，分析城市雨水徑流污染的定義、來(lái)源、特征、影響因素等，并探討了目前國(guó)內(nèi)外城市雨水徑流污染的研究現(xiàn)狀，針對(duì)上海崇明

3、東灘合流制排水系統(tǒng)中的溢流問(wèn)題提出了自動(dòng)限流截留技術(shù)的研究。
　?。?）運(yùn)用現(xiàn)代氣象統(tǒng)計(jì)方法對(duì)上海崇明東灘地區(qū)近11a年降雨量變化進(jìn)行研究，得到結(jié)果：平均降雨量為1100 mm，線性傾向估計(jì)中回歸常數(shù)a回歸系數(shù)b和降雨量x與 t之間的線性相關(guān)系數(shù) r的值，分別為：a=37274.93，b=-18.03，相關(guān)系數(shù) r=-0.41。Mann-Kendall法檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量曲線顯示突變點(diǎn)在2005年。結(jié)果表明：11a年降雨量隨時(shí)間的增加呈減

4、小的趨勢(shì)，2000年-2005年降雨量呈較快速度下降，2005年-2013年緩慢增加。
　?。?）對(duì)上海崇明東灘降雨時(shí)間、降雨量、短歷時(shí)降雨、暴雨特征等進(jìn)行分析，得到結(jié)果：①降雨時(shí)間主要集中在2-9月，占全年降雨量的79.57％，其中6-8月的降雨量最大，占全年降雨量的41.10%。②從年降雨歷時(shí)時(shí)間分布來(lái)看，6月-8月的降雨歷時(shí)最大。③對(duì)每年降雨事件中的最大降雨量及最小降雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最大降雨強(qiáng)度的變化范圍為121.91-362

5、.39(L/s)/hm2，最小降雨強(qiáng)度的變化范圍為2.23-23.38(L/s)/hm2。④從短歷時(shí)降雨特征來(lái)看，對(duì)1、5、10、30、60min短歷時(shí)的最大降雨量及降雨強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出變化范圍分別為1-4、1.7-8.9、4.3-17.9、15-40.9、21.9-63.2 mm。1min降雨強(qiáng)度最大，最大值668(L/s)/hm2，60 min的降雨強(qiáng)度最小，最大值為175.9(L/s)/hm2。⑤在暴雨特征分析中，11a暴雨平均降

6、雨天數(shù)為4d，年平均暴雨強(qiáng)度值為71.18 mm/d，且呈緩慢減小的趨勢(shì)；6月-8月暴雨日數(shù)較多，其中6月暴雨日數(shù)最大可達(dá)12d，7月和8月的暴雨日也達(dá)到了9d。結(jié)果表明：降雨量及降雨歷時(shí)時(shí)間主要分布在6-8月，6月最多達(dá)6.7d，初期降雨降雨強(qiáng)度最大，隨著降雨時(shí)間的增加，降雨強(qiáng)度逐漸減小，降雨量逐漸增加。
　?。?）初步運(yùn)用SWMM暴雨管理模型對(duì)崇明東灘地區(qū)匯水區(qū)域的徑流量進(jìn)行模擬，研究了降雨頻率及匯水面積對(duì)徑流量的影響，徑流結(jié)

7、果表明：降雨時(shí)間持續(xù)到2h時(shí)達(dá)到洪峰流量；同一滲透性匯水區(qū)域匯水面積越大，徑流量越大；設(shè)計(jì)頻率越大，徑流量越大。
　?。?）以旋流閥為主要設(shè)備進(jìn)行旋流閥進(jìn)出口壓力對(duì)截留量的影響及安裝角度對(duì)流量壓力的影響中試研究，得到結(jié)果：在安裝角度為11、30、45、60°下，最大截留量分別為5.23、7.11、8.91、8.21L/s，對(duì)應(yīng)的進(jìn)出口壓差分別為1.5、4.64、6.48、6.56m，結(jié)果表明：安裝角度越大，截留量越大，最大截留量及

8、水位差對(duì)于指導(dǎo)旋流閥實(shí)際安裝應(yīng)用具有重要的意義。
　?。?）對(duì)安裝在截留井中旋流閥的進(jìn)出口壓力差、截留量進(jìn)行監(jiān)測(cè)與將其與中試曲線上的相應(yīng)的點(diǎn)對(duì)比，得到結(jié)果：誤差范圍為1.11%-8.68%，結(jié)果表明較符合壓差、流量變化曲線，說(shuō)明工作性能良好，能夠滿足工程需要。
　?。?）截留井內(nèi)雨污水的自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示電導(dǎo)率值較大，得到結(jié)果：電導(dǎo)率變化范圍為4500-6000μs?cm-1，降雨后電導(dǎo)率減小，變化范圍約為1500-1800μ