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典型海綿設(shè)施水循環(huán)過程綜合實(shí)驗(yàn)場構(gòu)建 《重慶市固體廢物(含危險(xiǎn)廢物)集中處置建設(shè)布局規(guī)劃(2021—2025年)》征求意見 江蘇今年生態(tài)環(huán)保和治理將投近一百二十億 河北:關(guān)于穩(wěn)妥有序做好煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能有關(guān)工作的通知 江門市涉揮發(fā)性有機(jī)物重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)(2021年版第二批)績效分級評定結(jié)果 《亳州市城市生活垃圾分類管理辦法》發(fā)布 自2022年5月1日起施行 四部門關(guān)于發(fā)布《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實(shí)施指南(2022年版)》的通知 聚焦 | “雙碳”目標(biāo)下我國能源如何轉(zhuǎn)型? ​重大突破!哈工大馬軍院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新成果實(shí)現(xiàn)可持續(xù)海水淡化 《六安市生活垃圾分類管理辦法》發(fā)布 將于2022年5月1日起實(shí)施 環(huán)境部發(fā)布《污染地下水抽出-處理技術(shù)指南(試行)(征求意見稿)》 再回首 我們不負(fù)過往 向未來 我們斗志昂揚(yáng)!首創(chuàng)大氣2021年成績單全揭秘之 “定州篇” 為何說垃圾焚燒發(fā)電能雙重降碳? 云南瀘水林業(yè)生態(tài)扶貧PPP項(xiàng)目規(guī)劃營造林7.8萬畝 福建將樂開展松林改造提升百日攻堅(jiān)行動 一年三胎四崽 華南虎如何創(chuàng)繁育紀(jì)錄 陜西神木開展森林草原防火宣傳 北京春節(jié)期間強(qiáng)化自然保護(hù)地資源和安全監(jiān)管 陜西韓城督查林長制工作 2021年廣西林科院科技創(chuàng)新成果豐碩 山東臨沂督導(dǎo)野生動物保護(hù)與安全管理工作 廣東中山開展新春植樹活動 福建詔安開展“世界濕地日”宣傳活動 福建進(jìn)一步加強(qiáng)松材線蟲病疫木監(jiān)管 青海發(fā)布第1號總林長令加快推進(jìn)林長制體系建設(shè) 重慶國儲林2021年度實(shí)現(xiàn)“雙百萬” 云南怒江州林草局調(diào)研半山酒店和毀林案件查處工作 2021年湖南省環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)名錄發(fā)布 行業(yè)巨頭比比皆是!長三角生態(tài)綠色一體化示范區(qū)6個(gè)重大項(xiàng)目集中簽約! 四部門聯(lián)合發(fā)布《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實(shí)施指南(2022年版)》 ?重大突破!哈工大馬軍院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新成果實(shí)現(xiàn)可持續(xù)海水淡化 慈溪中科眾茂環(huán)保熱電有限公司爐排爐工程(三期)煙氣凈化系統(tǒng)中標(biāo)候選人公示 偉明環(huán)保:成立的項(xiàng)目公司簽署平泉市生活垃圾焚燒發(fā)電特許經(jīng)營項(xiàng)目特許經(jīng)營協(xié)議 計(jì)劃投資56.2億!黃岡浠水縣綠色建材循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目開工 合肥高新區(qū)打造“國際環(huán)??萍紙@” 支持總額最高可達(dá)四千萬元! 225個(gè)!南通市2022年市級重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目清單 上海市生態(tài)環(huán)境局關(guān)于開展低碳示范創(chuàng)建工作的通知 2021年湖南省環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)名錄發(fā)布 超3億/年!上海市普陀區(qū)環(huán)衛(wèi)日常養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目開標(biāo)! 肉食(雞肉)加工廢水提標(biāo)改造的思路及過程! 余勇調(diào)研指導(dǎo)北京冬奧會氣象服務(wù)工作 天津:啟動暴雪三級應(yīng)急響應(yīng) 做好城市運(yùn)行等氣象服務(wù) 如約而至 京津冀等地迎瑞雪 暴雪預(yù)警持續(xù) 京津冀晉內(nèi)蒙古將有明顯降雪 湖南衡南全面推行林長制 云南峨山獲批建設(shè)油橄欖專家工作站 山東泰安開展“世界濕地日”宣傳 福建戴云山保護(hù)區(qū)強(qiáng)化資源保護(hù)管理舉措促穩(wěn)定 上海持續(xù)開展崇明東灘小天鵝物種保護(hù)科研項(xiàng)目 湖南祁陽開展“謀新篇、開新局”解放思想大討論

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典型海綿設(shè)施水循環(huán)過程綜合實(shí)驗(yàn)場構(gòu)建

來源:中國給水排水更新時(shí)間:2022-02-14

摘要:低影響開發(fā)(LID)是海綿城市建設(shè)的重要技術(shù)之一,常用的LID設(shè)施又稱典型海綿設(shè)施。為了對典型海綿設(shè)施的降雨、入滲、徑流、蒸發(fā)過程進(jìn)行長期監(jiān)測分析,豐富典型海綿設(shè)施水文過程與污染物遷移轉(zhuǎn)化過程的研究內(nèi)容,加深對海綿設(shè)施的水量、水質(zhì)轉(zhuǎn)化全過程的了解,在北京市西郊雨洪調(diào)蓄工程園區(qū)建立了一個(gè)典型海綿設(shè)施水文過程綜合監(jiān)測實(shí)驗(yàn)場。該實(shí)驗(yàn)場的研究對象包括透水鋪裝、生物滯留設(shè)施和綠色屋頂。主要介紹該實(shí)驗(yàn)場典型海綿設(shè)施的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水循環(huán)過程以及污染物削減過程監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建等,可為類似研究提供參考。

海綿城市強(qiáng)調(diào)恢復(fù)城市下墊面對雨水徑流的存蓄、入滲和凈化等自然功能,是未來城市建設(shè)的重要發(fā)展方向?!逗>d城市建設(shè)技術(shù)指南(試行)》指出,針對不同類型城市下墊面特點(diǎn),選取適宜的海綿設(shè)施進(jìn)行組合應(yīng)用,能夠充分發(fā)揮海綿城市建設(shè)的源頭徑流調(diào)控與面源污染物削減作用。典型海綿設(shè)施包括透水鋪裝、生物滯留設(shè)施和綠色屋頂?shù)阮愋?,相關(guān)學(xué)者針對各類海綿設(shè)施的運(yùn)行效果開展了大量實(shí)驗(yàn)研究。透水鋪裝的研究主要關(guān)注鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和面層材料對徑流污染過濾凈化作用的影響,生物滯留設(shè)施的研究主要圍繞植物選型、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和填料改良等方面開展對比分析,在常規(guī)水量水質(zhì)調(diào)控效果研究的基礎(chǔ)上,綠色屋頂?shù)难芯恐攸c(diǎn)關(guān)注植被配置、基質(zhì)層輕質(zhì)化改良、養(yǎng)護(hù)管理等環(huán)節(jié)。然而上述研究在實(shí)驗(yàn)監(jiān)測對象上主要針對外排徑流量這一關(guān)鍵要素,在分析指標(biāo)上主要關(guān)注徑流滯蓄、洪峰削減和洪峰延遲效果,缺乏從水循環(huán)的角度系統(tǒng)開展海綿設(shè)施的多要素聯(lián)合監(jiān)測與綜合分析。在降雨過程中伴隨著徑流的入滲滯蓄,海綿設(shè)施土壤和填料的水分含量逐漸增加,調(diào)蓄能力不斷消耗。降雨結(jié)束后,海綿設(shè)施通過蒸散發(fā)過程降低土壤含水量,逐漸恢復(fù)其原有的調(diào)蓄能力。入滲和蒸散發(fā)過程的耦合作用是影響海綿設(shè)施徑流調(diào)控效果的重要原因,因此迫切需要在傳統(tǒng)降雨、徑流監(jiān)測分析的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充開展分層土壤水分和蒸散發(fā)監(jiān)測,同時(shí)進(jìn)行關(guān)鍵環(huán)節(jié)的水質(zhì)采樣分析,實(shí)現(xiàn)海綿設(shè)施水循環(huán)要素全面感知與污染物遷移轉(zhuǎn)化過程系統(tǒng)監(jiān)測。

針對海綿設(shè)施水文轉(zhuǎn)化過程精細(xì)化分析需求,綜合運(yùn)用蒸滲儀、土壤水分傳感器、干濕沉降儀、土壤溶液提取裝置、水質(zhì)自動采樣器的監(jiān)測設(shè)備,構(gòu)建了一個(gè)包含透水鋪裝、生物滯留設(shè)施和綠色屋頂?shù)葘?shí)驗(yàn)對象的海綿設(shè)施水循環(huán)過程綜合實(shí)驗(yàn)場,實(shí)現(xiàn)了降雨-入滲-產(chǎn)流-蒸發(fā)與污染物遷移轉(zhuǎn)化過程系統(tǒng)監(jiān)測。該實(shí)驗(yàn)場的建設(shè)能夠?yàn)楹>d設(shè)施的水循環(huán)轉(zhuǎn)化機(jī)理、運(yùn)行效果評估、結(jié)構(gòu)材料優(yōu)選等多角度研究提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)支撐平臺,并為相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)提供借鑒,服務(wù)海綿設(shè)施的技術(shù)改進(jìn)與運(yùn)維管理。

1 實(shí)驗(yàn)場概況與海綿設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)場概況

實(shí)驗(yàn)場總面積2200m2,設(shè)有透水鋪裝、生物滯留設(shè)施、綠色屋頂三個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域。其中,透水鋪裝實(shí)驗(yàn)區(qū)位于停車場,共設(shè)有6處透水鋪裝;生物滯留設(shè)施實(shí)驗(yàn)區(qū)位于停車場周圍的綠地,共設(shè)有3處生物滯留設(shè)施;綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)位于停車場西邊空地,設(shè)有5個(gè)綠色屋頂、1個(gè)混凝土屋頂和7個(gè)布設(shè)在小型蒸滲儀上的綠色屋頂。

1.2 透水鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

每個(gè)透水鋪裝單獨(dú)為1個(gè)實(shí)驗(yàn)小區(qū),共6個(gè)透水鋪裝實(shí)驗(yàn)小區(qū),各小區(qū)均采用透水混凝土長方磚隔開,各透水鋪裝結(jié)構(gòu)見表1。透水鋪裝的面層和墊層材料均為影響透水鋪裝實(shí)際滲透能力的主要因素,因此選擇了4種應(yīng)用較廣泛的面層材料和2種墊層材料,以此探究面層材料和墊層材料對透水鋪裝的滲透能力影響,而且為了對透水鋪裝的水循環(huán)過程進(jìn)行精細(xì)化監(jiān)測,將其中1個(gè)透水鋪裝布設(shè)在蒸滲儀上。

1.3 生物滯留設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

每處生物滯留設(shè)施單獨(dú)為1個(gè)實(shí)驗(yàn)小區(qū),共3個(gè)生物滯留設(shè)施實(shí)驗(yàn)小區(qū)。3處生物滯留設(shè)施結(jié)構(gòu)見表2。生物滯留設(shè)施Ⅰ為常規(guī)結(jié)構(gòu),填料為再生骨料;生物滯留設(shè)施Ⅱ?yàn)榈怪媒Y(jié)構(gòu);生物滯留設(shè)施Ⅲ為布設(shè)在蒸滲儀上的常規(guī)結(jié)構(gòu)。生物滯留設(shè)施Ⅰ、Ⅲ均收集來自屋面的雨水,雨水通過增設(shè)的檐溝和雨落管收集,其匯水面積分別為97、21m2;生物滯留設(shè)施Ⅱ收集來自非透水路面的雨水,雨水通過明溝引入,匯水面積120m2。

1.4 綠色屋頂設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)包括大型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)和小型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)。大型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)包括5個(gè)綠色屋頂和1個(gè)混凝土屋頂;小型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)為7個(gè)均布設(shè)在蒸滲儀上的小型綠色屋頂。

①大型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)

大型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)有5個(gè)綠色屋頂(分別是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)和混凝土屋頂Ⅵ,大型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)方案見表3。

綠色屋頂?shù)姆N植植物選擇了耐旱性好且適宜在北京生長的佛甲草,種植密度為80株/m2。為了研究不同排水口形式對徑流峰值大小及其延遲時(shí)間的影響,設(shè)計(jì)了3種不同排水口形式:a.出水口設(shè)置為全透水磚;b.在設(shè)置30mm不透水磚基礎(chǔ)上安放透水磚;c.在預(yù)埋30mm的排水管上安放不透水磚。

綠色屋頂Ⅳ相較于傳統(tǒng)綠色屋頂進(jìn)行了改進(jìn),安裝了蓄水模塊作為雨水回用的設(shè)施。為研究設(shè)置不同密度吸水柱情況下蓄水模塊的供水能力,進(jìn)行了3種處理,其中處理Ⅰ:鋪設(shè)吸水柱18根/m2,共15m2;處理Ⅱ:鋪設(shè)吸水柱12根/m2,共15m2;處理Ⅲ:鋪設(shè)吸水柱8根/m2,共20m2。

②小型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)

小型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)共設(shè)有7個(gè)綠色屋頂,且均布設(shè)在小型蒸滲儀上。實(shí)驗(yàn)采用正交實(shí)驗(yàn)原理設(shè)置7個(gè)處理方案,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表4所示。

實(shí)驗(yàn)方案考慮了基質(zhì)層厚度、排水方式和灌溉水平3個(gè)因素?;|(zhì)厚度有C1(6 cm)和C2(10 cm)兩個(gè)水平;排水方式有D1(蓄排水層直接排水)和D2(透水側(cè)墻排水)兩個(gè)水平;灌溉水平有M1(蓄水關(guān)鍵期補(bǔ)充水分)、M2(充分灌溉)和M3(無灌溉)3個(gè)水平。

2 典型海綿設(shè)施的精細(xì)化監(jiān)測

2.1 氣象與水質(zhì)監(jiān)測

為了精確獲取降雨、溫度等氣象數(shù)據(jù),在實(shí)驗(yàn)場布設(shè)了一個(gè)小型氣象站,開展風(fēng)速、風(fēng)向、降雨、溫度、相對濕度等指標(biāo)的自動監(jiān)測,并利用蒸發(fā)皿獲取水面蒸發(fā)數(shù)據(jù)。針對大氣干濕沉降過程,布設(shè)了一個(gè)降水降塵自動采樣器,自動收集干沉降與雨水樣品后進(jìn)行水質(zhì)指標(biāo)檢測。在海綿設(shè)施的入流與出流處均布設(shè)徑流自動采樣器,以發(fā)生降雨或開始產(chǎn)流為觸發(fā)條件,按照5~60 min的間隔時(shí)間進(jìn)行徑流水樣的自動采集,以便掌握徑流污染的輸入和輸出過程。

2.2 透水鋪裝水文過程監(jiān)測

透水鋪裝需監(jiān)測的水文要素有降雨、地表徑流、礫石層出流、土壤水等。6個(gè)透水鋪裝的集水區(qū)獨(dú)立封閉,透水鋪裝實(shí)驗(yàn)區(qū)的監(jiān)測儀器布設(shè)見圖1。

2.2.1 透水鋪裝Ⅰ~Ⅴ水文過程監(jiān)測

透水鋪裝Ⅰ~Ⅴ需監(jiān)測的水文要素有:降雨、地表積水、礫石層出流、土壤濕度,監(jiān)測儀器布設(shè)見圖2。以透水鋪裝Ⅰ實(shí)驗(yàn)小區(qū)儀器布設(shè)為例,在實(shí)驗(yàn)小區(qū)的末端開挖1座監(jiān)測井,井口是邊長0.4m的方形,井深1m,底部鋪設(shè)300mm厚的礫石。透水鋪裝Ⅰ~Ⅴ除降雨外無其他來水,降雨通過氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)理論計(jì)算獲得;為監(jiān)測實(shí)驗(yàn)小區(qū)的地表徑流過程,通過封閉實(shí)驗(yàn)小區(qū)的線性排水溝收集雨水并通過監(jiān)測井中的含壓力式水位計(jì)的三角堰排出;為充分反映土壤水的變化,在距透水磚面610、710、910、1310mm處均布設(shè)1個(gè)土壤水分傳感器;在礫石層底部布設(shè)一根Ø100mm的穿孔管,穿孔管中的水通過監(jiān)測井的含壓力式水位計(jì)的三角堰排出,以此監(jiān)測透水鋪裝的礫石層出流過程。5個(gè)監(jiān)測井通過PVC管相互連通,當(dāng)水位到達(dá)一定高程時(shí),水泵自動啟動將監(jiān)測井中的水排到周圍綠地里。

2.2.2 透水鋪裝Ⅵ水文過程監(jiān)測

透水鋪裝Ⅵ需監(jiān)測的水文要素有降雨、土壤濕度、礫石層出流、深層滲漏、蒸發(fā),監(jiān)測儀器布設(shè)見圖3。

透水鋪裝Ⅵ除降雨外無其他來水,降雨通過氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)理論計(jì)算獲得;土壤濕度通過蒸滲儀的稱重系統(tǒng)測得,為充分反映土壤水變化,識別土壤層濕度變化規(guī)律,在距面層600、700、900、1100、1300mm均布設(shè)1個(gè)土壤水分傳感器;為了監(jiān)測礫石層排水情況,在礫石層設(shè)置一根穿孔管,水從鐵箱上的開孔流出,并通過PVC管與翻斗流量計(jì)相連;同理,在反濾層的底部開孔,下滲的水通過開孔排出,開孔與另一個(gè)翻斗流量計(jì)相連。在兩個(gè)翻斗流量計(jì)下放置一個(gè)水箱,用于承接翻斗流量計(jì)的來水,當(dāng)水量達(dá)到一定值,水泵自動啟動將水排出蒸滲儀;設(shè)施的蒸發(fā)則借助蒸滲儀通過水量平衡計(jì)算得到。此外,為了分析透水鋪裝的污染物削減效果,在距表面260、400、600、700、900、1000、1100、1300mm處均布設(shè)土壤溶液提取裝置。

2.3 生物滯留設(shè)施水文過程監(jiān)測

2.3.1 生物滯留設(shè)施Ⅰ、Ⅱ

生物滯留設(shè)施Ⅰ、Ⅱ需監(jiān)測的水文要素有降雨、入流、地表積水、溢流、土壤濕度、礫石層出流。生物滯留設(shè)施Ⅰ、Ⅱ具體監(jiān)測細(xì)節(jié)見圖4。設(shè)施的匯入水量由直接落在設(shè)施的降雨和設(shè)施外接匯水面的來水組成,降雨通過氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得,匯水面(屋面、道路)來水通過安裝有壓力式水位計(jì)的三角堰監(jiān)測;在生物滯留設(shè)施Ⅰ、Ⅱ旁均布設(shè)監(jiān)測井,生物滯留設(shè)施Ⅱ垂直均分的兩部分共用一座監(jiān)測井;為監(jiān)測生物滯留設(shè)施的溢流量,在表層土面的中間布設(shè)Ø110mm PVC溢流管,溢流管的水從低于監(jiān)測井面300mm的安裝有壓力式水位計(jì)的三角堰排出;在靠近溢流管處垂直安裝壓力式水位計(jì),用于監(jiān)測地表徑流過程;通過距離種植土層頂端5cm和15cm對稱布設(shè)的土壤水分傳感器監(jiān)測種植土層水分變化;在礫石層底部安放一根Ø110mm的穿孔管,穿孔管中的水通過監(jiān)測井中另一個(gè)安裝有壓力式水位計(jì)的三角堰排出,以此監(jiān)測礫石層出流;兩種生物滯留設(shè)施的蒸散發(fā)均可通過水量平衡計(jì)算出。

2.3.2 生物滯留設(shè)施Ⅲ

生物滯留設(shè)施Ⅲ需監(jiān)測的水文要素有降雨、入流、地表積水、礫石層出流、土壤濕度、深層滲漏。生物滯留設(shè)施Ⅲ的監(jiān)測細(xì)節(jié)見圖5。設(shè)施的匯入水量由直接落在設(shè)施的降雨和設(shè)施外接匯水面的來水組成,降雨通過氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得,匯水面(屋面)來水通過安裝有壓力式水位計(jì)的三角堰監(jiān)測;在生物滯留設(shè)施地表中間位置安放壓力式水位計(jì)用于監(jiān)測設(shè)施地表積水過程;土壤濕度通過蒸滲儀的稱重系統(tǒng)監(jiān)測,為充分反映土壤水變化,識別土壤層濕度變化規(guī)律,在距離表面100、250、350、450、1000和1100mm處均布設(shè)一個(gè)土壤水分傳感器;在礫石層安裝一根穿孔管,使得礫石層的水可以從鐵箱的開孔流出,并通過管道與翻斗相連(翻斗翻轉(zhuǎn)一次,會形成一次脈沖,電腦會記錄一次數(shù)據(jù));同理,在鐵箱反濾層底部也開了一個(gè)孔,通過管道與翻斗相連,使得深層滲漏的水排出;在兩翻斗流量計(jì)下放置一個(gè)水箱,用于承接翻斗流量計(jì)的來水,當(dāng)水量達(dá)到一定值時(shí),水泵自動啟動將水排出;設(shè)施的蒸散發(fā)則借助蒸滲儀通過水量平衡得以實(shí)現(xiàn)。此外,為了分析透水鋪裝的污染物削減效果,在距表面260、400、600、700、900、1000、1100、1300mm處均布設(shè)土壤溶液提取裝置。

2.4 綠色屋頂水文過程監(jiān)測

①降雨和徑流監(jiān)測

綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)水文輸入要素為直接落在屋面上的降雨,降雨通過氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)理論計(jì)算獲得。大型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)的徑流計(jì)量設(shè)備分為兩部分:壓力式水位計(jì)和計(jì)量堰,通過壓力式水位計(jì)記錄水位數(shù)據(jù),利用堰流公式計(jì)算流量,徑流收集后儲存在蓄水池中。小型綠色屋頂?shù)膹搅魍ㄟ^翻斗流量計(jì)監(jiān)測。

②土壤水分監(jiān)測

在大型綠色屋頂中,為研究無蓄水模塊以及設(shè)有蓄水模塊情況下不同密度吸水柱設(shè)置土壤的墑情,采用土壤水分傳感器對土壤含水率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,監(jiān)測數(shù)據(jù)可在相關(guān)網(wǎng)頁讀取。在綠色屋頂Ⅳ區(qū)域三種方案各設(shè)2個(gè)探頭進(jìn)行土壤含水量監(jiān)測,同時(shí)在綠色屋頂Ⅰ設(shè)2個(gè)探頭進(jìn)行土壤含水量監(jiān)測。每個(gè)小型綠色屋頂均布設(shè)6個(gè)土壤水分傳感器,可對土壤含水率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,監(jiān)測數(shù)據(jù)可在相關(guān)網(wǎng)頁讀取。

③蒸散發(fā)

大型綠化屋頂蒸散發(fā)規(guī)律采用基于土壤水分動態(tài)的水量平衡分析。利用FDR土壤水分傳感器測得的土壤水分動態(tài)和降雨、徑流過程數(shù)據(jù),采用水量平衡原理得到蒸散發(fā)量。對于小型綠色屋頂,基于蒸滲儀稱重系統(tǒng)通過水量平衡分析算出蒸散發(fā)量。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)場主要特色體現(xiàn)在基于長時(shí)間尺度,對透水鋪裝、生物滯留設(shè)施和綠色屋頂三種典型海綿設(shè)施監(jiān)測困難較小的水文要素進(jìn)行監(jiān)測,再借助蒸滲儀進(jìn)行包括土壤水、蒸散發(fā)、深層滲漏3種監(jiān)測存在較大困難的水循環(huán)組成水文要素的監(jiān)測,以此實(shí)現(xiàn)對透水鋪裝、生物滯留設(shè)施、綠色屋頂水文調(diào)控效果分析和水循環(huán)過程分析。

透水鋪裝選擇了4種運(yùn)用較廣泛的面層材料和2種墊層材料,能實(shí)現(xiàn)對多種透水鋪裝的水文調(diào)控效果比較分析;布設(shè)在蒸滲儀上的透水鋪裝,在對透水鋪裝的多層土壤濕度、深層滲漏、蒸發(fā)進(jìn)行監(jiān)測分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對透水鋪裝整個(gè)水循環(huán)的監(jiān)測分析。

生物滯留設(shè)施實(shí)驗(yàn)區(qū)共設(shè)有3處生物滯留設(shè)施,能實(shí)現(xiàn)不同類型生物滯留設(shè)施的水文調(diào)控效果比較。其中2處生物滯留設(shè)施的結(jié)構(gòu)分別為填料層材料采用再生骨料以及種植土層與填料層位置互換;布設(shè)在蒸滲儀上的生物滯留設(shè)施,在對生物滯留設(shè)施的多層土壤濕度、深層滲漏、蒸散發(fā)進(jìn)行監(jiān)測分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對生物滯留設(shè)施整個(gè)水循環(huán)的監(jiān)測分析。

基于綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)可實(shí)現(xiàn)對綠色屋頂?shù)乃恼{(diào)控效果分析,布設(shè)了土壤水分傳感器的綠色屋頂Ⅰ、Ⅳ能實(shí)現(xiàn)綠色屋頂?shù)乃h(huán)過程分析。大型綠色屋頂還能實(shí)現(xiàn)對不同排水口形式的綠色屋頂蓄水能力和設(shè)有蓄水模塊在不同吸水柱密度土壤的墑情探究;通過小型綠色屋頂實(shí)驗(yàn)區(qū)可探究不同基質(zhì)層厚度、排水方式、灌溉水平對綠色屋頂蒸散發(fā)的影響。

在污染物削減效果方面,實(shí)驗(yàn)場布設(shè)了降水降塵自動采樣器對大氣干濕沉降進(jìn)行監(jiān)測。透水鋪裝、生物滯留設(shè)施、綠色屋頂三種海綿設(shè)施均能實(shí)現(xiàn)不同出流時(shí)間的污染物削減效果分析。對于布設(shè)在蒸滲儀上的透水鋪裝、生物滯留設(shè)施兩種設(shè)施,采取多層采樣的方式,在設(shè)施的8個(gè)不同埋深進(jìn)行土壤溶液采集,可在不同出流時(shí)間污染物濃度變化研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)施不同深度的污染物濃度變化研究。

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