海绵城市生物滞留设施关键技术研究进展 被引量：36

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作者 李家科 张兆鑫 +1 位作者 蒋春博 王书敏 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-8,17,共9页

海绵城市生物滞留设施是适用于分散式雨水处理与利用的代表性生态技术,但目前仍旧存在一些问题制约其运行效率及寿命。综述了海绵城市建设中生物滞留设施关键技术及国内外研究进展,指出高效净化能力填料的研制、污染物迁移转化模型的建... 海绵城市生物滞留设施是适用于分散式雨水处理与利用的代表性生态技术,但目前仍旧存在一些问题制约其运行效率及寿命。综述了海绵城市建设中生物滞留设施关键技术及国内外研究进展,指出高效净化能力填料的研制、污染物迁移转化模型的建立及设计参数的优化、有机微污染物累积风险评价及修复技术的构建等将成为海绵城市生物滞留设施未来的研究热点。 展开更多

关键词 面源污染 海绵城市 生物滞留 填料 模型模拟 有机微污染物

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4种生物滞留填料对径流污染净化效果对比 被引量：25

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作者 刘增超 李家科 +2 位作者 蒋春博 罗陶然 陈梦杰 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期71-79,共9页

为提高生物滞留系统净化效果,探讨了绿沸石、蛭石、活性炭、珍珠岩等材料用作特殊填料时对道路径流雨水中NH_4^+-N、TN、TP、COD等污染物的吸附性能。静态摇床实验研究了填料对各污染物的吸附能力,并建立了各填料等温吸附模型。结果表... 为提高生物滞留系统净化效果,探讨了绿沸石、蛭石、活性炭、珍珠岩等材料用作特殊填料时对道路径流雨水中NH_4^+-N、TN、TP、COD等污染物的吸附性能。静态摇床实验研究了填料对各污染物的吸附能力,并建立了各填料等温吸附模型。结果表明沸石的综合吸附性能较好,活性炭次之,4种填料的等温吸附过程拟合结果基本符合朗格缪尔(Langmuir)吸附模型。以沸石作为特殊填料的小试结果表明,生物滞留系统对NH_4^+-N、TN、TP、COD的负荷削减率可分别达到70.59%、85.83%、79.98%、66.02%。从净化性能及经济性方面考虑,沸石作为生物滞留系统特殊填料是一种较好的选择。 展开更多

关键词 填料 生物滞留 径流 等温吸附模型 净化性能

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雨水花园对实际降雨径流的调控效果研究 被引量：25

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作者 蒋春博 李家科 +2 位作者 马越 李怀恩 阮添舜 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期122-127,共6页

基于海绵城市倡导的雨水自然积存、自然渗透、自然净化理念,根据西安地区降雨特征,设计建造了入渗型和防渗型两套雨水花园。2015~2017年对33场次降雨事件径流调控效果进行了监测分析。结果表明:(1)以原状土为填料的防渗型雨水花园设施... 基于海绵城市倡导的雨水自然积存、自然渗透、自然净化理念,根据西安地区降雨特征,设计建造了入渗型和防渗型两套雨水花园。2015~2017年对33场次降雨事件径流调控效果进行了监测分析。结果表明:(1)以原状土为填料的防渗型雨水花园设施水量削减率为11.2%~100%(中位数=69.14%);(2)污染物浓度超越概率分析结果显示,径流雨水经过雨水花园系统后,总氮、氨氮、总磷和化学需氧量出流浓度超过地表水环境质量标准Ⅳ类限制的概率,与入流浓度超过地表Ⅳ限制的概率相比,分别降低了58.57%,2.71%,20.57%和29.71%;(3)雨水花园设施场次径流水量削减率与污染物负荷削减率的相关关系在0.857以上;(4)通过监测的场次降雨量及系统进水和出水水质水量,估算的雨水花园系统年径流污染物浓度去除率为11.93%~60.97%,径流污染物年负荷削减率基本在70%以上。 展开更多

关键词 海绵城市 雨水花园 超越概率 相关关系 年负荷削减率

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生态滤沟对城市路面径流的净化效果试验及模拟 被引量：13

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作者 李家科 蒋春博 +1 位作者 张思翀 李怀恩 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期898-908,共11页

通过试验和模拟,研究生态滤沟对城市路面径流的净化效果及适宜工况。设计了半渗透型和防渗型两套生态滤沟试验系统,每套系统由5种典型填料滤沟组成。不同影响因素的多水平正交试验和单因素试验结果表明:填料组合方式是对整体处理效果影... 通过试验和模拟,研究生态滤沟对城市路面径流的净化效果及适宜工况。设计了半渗透型和防渗型两套生态滤沟试验系统,每套系统由5种典型填料滤沟组成。不同影响因素的多水平正交试验和单因素试验结果表明:填料组合方式是对整体处理效果影响最重要的因素,且以粉煤灰+沙(FS)为人工填料层的生态滤沟净化效果最好,防渗与半渗透型沟槽综合去除率分别为83.12%和73.18%,最佳淹没区高度为150 mm。建立了污染物(TN、TP)去除率、出水率与各影响因素的多元回归模型,经Nash-Suttcliffe系数和决定系数检验,拟合效果良好。采用Hydrus-1D模型对3种入流浓度下TP在生态滤沟系统中的迁移进行了模拟,TP出水浓度模拟值与实测值平均相对误差分别为14.11%、17.33%和26.57%,模拟结果可靠。 展开更多

关键词 生物滞留 城市路面径流 填料 多元回归模型 HYDRUS-1D

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生物炭作为土壤/填料改良剂的应用研究进展 被引量：11

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作者 李亚娇 林星辰 +1 位作者 李家科 蒋春博 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2688-2693,2697,共7页

归纳了生物炭的制备原料、方法;总结了部分生物炭的全碳和灰分含量与热解温度之间的对应关系以及随着热解温度的升高,不同来源的生物炭性质大致变化规律;综述了生物炭的土壤环境效应,对土壤中不同种类污染物质的净化机理以及作为改良剂... 归纳了生物炭的制备原料、方法;总结了部分生物炭的全碳和灰分含量与热解温度之间的对应关系以及随着热解温度的升高,不同来源的生物炭性质大致变化规律;综述了生物炭的土壤环境效应,对土壤中不同种类污染物质的净化机理以及作为改良剂在土壤修复、低影响开发(LID)中的应用进展。最后,探讨了目前该技术存在的不足,并对该技术未来的研究重点和方向进行展望。 展开更多

关键词 生物炭 性质 环境效应 净化机理 改良剂 应用进展

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生物滞留槽快速设计方法及实例研究 被引量：3

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作者 刘增超 李家科 +2 位作者 蒋春博 李怀恩 黄宁俊 《西安理工大学学报》 北大核心 2017年第2期145-151,共7页

为便于生物滞留技术在海绵城市建设中的推广应用,提出了一种生物滞留槽快速设计方法——汇流比速算法,本方法基于水量平衡原理,综合考虑了降雨量,降雨历时,下垫面类型,滞留槽表面蓄水层深度、填料渗透性能和储水性能、植被密度等因素对... 为便于生物滞留技术在海绵城市建设中的推广应用,提出了一种生物滞留槽快速设计方法——汇流比速算法,本方法基于水量平衡原理,综合考虑了降雨量,降雨历时,下垫面类型,滞留槽表面蓄水层深度、填料渗透性能和储水性能、植被密度等因素对生物滞留槽调控效应的影响,同时避免了复杂的设计计算。据此方法设计建造的生物滞留槽实际运行监测结果表明,生物滞留槽对道路径流调控效果明显,其对中小型降雨的径流量削减率维持在80%以上,径流中主要污染物负荷削减率在85%以上,采用汇流比速算法设计生物滞留槽方法简便,效果可靠。 展开更多

关键词 海绵城市 降雨 生物滞留 汇流比 速算法

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城市绿地空间径流下渗与海绵设施参数研究 被引量：2

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作者 蒋春博 许文斌 +3 位作者 高佳玉 李家科 刘柯涵 党振国 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第4期146-153,169,共9页

[目的]对城市绿地空间径流下渗特性与海绵设施参数进行研究,为城市建成区绿地空间海绵设施构建提供理论支持。[方法]以江西省南昌市为例,通过土壤颗粒级配和SPAW(Soil-Plant-Air-Water)模型演算获取土壤特性参数;利用单环现场实测结合Ma... [目的]对城市绿地空间径流下渗特性与海绵设施参数进行研究,为城市建成区绿地空间海绵设施构建提供理论支持。[方法]以江西省南昌市为例,通过土壤颗粒级配和SPAW(Soil-Plant-Air-Water)模型演算获取土壤特性参数;利用单环现场实测结合Matlab拟合霍顿(Horton)入渗公式,获取初始、稳定入渗率与衰减系数;通过HYPROP2与HYPROP-Data Evaluation Software(HYPROP-DES)测定土壤水张力以及非饱和导水率。[结果]现场入渗开始5~10 min后基本达到稳定入渗过程,且稳定入渗率大部分低于100 mm/h;入渗过程受水文土壤分组差异以及人为扰动等影响较大;土壤在完全饱和状态下约需7 d可以恢复到初始状态的下渗速率;基于RECARGA模型构建了海绵城市理念下绿地空间海绵设施改建技术路线。[结论]3种方法推演绿地土壤下渗过程可提高海绵设施关键参数设计精度。模型演算过程需考虑初始含水率与现场因素影响。 展开更多

关键词 雨水径流 绿地空间 水分特征曲线 恢复系数

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雨水生物滞留系统关键设计参数研究进展 被引量：13

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作者 段小龙 李家科 蒋春博 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期111-119,共9页

低影响开发(LID)雨水系统构建是海绵城市实现雨水控制与利用的有效手段,其中雨水生物滞留系统的设计对城镇区域削减雨水径流量与降低径流污染等具有重要的意义。在综合国内外研究成果的基础上,探讨了雨水生物滞留系统的规模、填料、植... 低影响开发(LID)雨水系统构建是海绵城市实现雨水控制与利用的有效手段,其中雨水生物滞留系统的设计对城镇区域削减雨水径流量与降低径流污染等具有重要的意义。在综合国内外研究成果的基础上,探讨了雨水生物滞留系统的规模、填料、植物、布局等关键设计要素的选择和确定方法。首先,对雨水生物滞留系统的规模设计方法进行了归纳总结,并阐述了不同种类填料改良的效果以及对雨水生物滞留系统性能的影响;然后,介绍了雨水生物滞留系统常用的优化模型和布局优化研究进展,并对雨水生物滞留设施中的植物应用研究进行了归纳和讨论,指出寒冷地区影响LID设计的关键因素是冻融与融雪剂,湿陷性黄土地区LID设计的要点在于防渗漏及避免土体沉降;最后,提出雨水生物滞留系统设计中存在的问题和未来需要加强研究的重点方向。 展开更多

关键词 雨水生物滞留系统 LID设计 填料 植物 湿陷性黄土 寒冷气候

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雨水花园水力传导度的衰减过程及其防治措施研究 被引量：1

9

作者 党振国 蒋春博 +3 位作者 李怀恩 汤海川 饶茂郅 宋凯歌 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期137-144,共8页

雨水花园通过“植物-土壤-微生物”的综合作用来渗透、净化雨水径流,但随着运行时间的延长,雨水花园填料堵塞会造成水力传导度降低,从而导致其运行寿命的衰减。以运行10 a的实例入渗型雨水花园及其周围常规绿地作为研究对象,通过对比二... 雨水花园通过“植物-土壤-微生物”的综合作用来渗透、净化雨水径流,但随着运行时间的延长,雨水花园填料堵塞会造成水力传导度降低,从而导致其运行寿命的衰减。以运行10 a的实例入渗型雨水花园及其周围常规绿地作为研究对象,通过对比二者消纳的污染总负荷、填料下渗率以及不同埋深填料的颗粒级配,研究雨水花园水力传导度衰减的影响因素。结果表明:雨水花园主要污染物SS、TN、TP、COD入流总负荷量分别为544.51、21.55、1.65和514.50 g/m^(2),是常规绿地的7~34倍;现阶段,常规绿地的稳定下渗率是雨水花园的近10倍。从时间尺度上对比,雨水花园运行10 a后的稳定下渗率为23.24 mm/h,与建成初期相比衰减达5.2倍;与常规绿地在空间尺度上对比,雨水花园填料埋深0~50 cm以内黏粒和粉粒的含量相对较高,埋深50~100 cm范围内雨水花园和常规绿地颗粒级配基本一致,表明雨水花园堵塞主要发生在填料埋深0~50 cm范围内。最后,结合降水条件和运行机制,提出了雨水花园堵塞防治措施。 展开更多

关键词 雨水花园 常规绿地 水力传导度 衰减过程 下渗率 颗粒级配

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高效渗滤介质径流污染物淋溶特性研究进展

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作者 彭昕竺 蒋春博 李家科 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期195-204,共10页

低影响开发(LID)/绿色基础设施(GI)在缓解城市内涝、改善城市水环境和水生态方面发挥着重要作用,经济、高效的填料/介质又是设施功能发挥的决定性因素之一。由于LID设施受到间歇性暴雨径流冲击,水力/污染负荷时空变异性强,同时填料的改... 低影响开发(LID)/绿色基础设施(GI)在缓解城市内涝、改善城市水环境和水生态方面发挥着重要作用,经济、高效的填料/介质又是设施功能发挥的决定性因素之一。由于LID设施受到间歇性暴雨径流冲击,水力/污染负荷时空变异性强,同时填料的改良(提高了下渗能力、污染物净化能力,丰富了生物多样性等)和长期运行也会增加污染物淋溶的风险。且针对LID系统污染物溶出行为、溶出机制及环境风险评估等问题目前尚缺乏系统试验及模型研究。该文总结了典型LID设施(绿色屋顶、生物滞留池、人工雨水渗井)结构组成和填料特性;明晰了LID设施功能强化和长期运行条件下的潜在风险,识别了系统填料污染物淋溶特征、形成机制及其主控因子;从数学经验模型和模拟软件角度分析了径流污染物在典型LID设施填料中的迁移归趋机制。 展开更多

关键词 低影响开发 渗滤介质 长期运行 污染物淋溶 迁移归趋

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雨水调蓄池优化设计与实时控制综述

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作者 蒋春博 韩巧慧 +2 位作者 张阳烜 李家科 吕怡雯 《水电能源科学》 2025年第8期23-26,36,共5页

极端降雨与面源污染引起的城市水问题日益突出,在雨水基础设施建设和运行过程中,调蓄池的优化配置与调控对减少泵站耗能、降低雨水径流污染、提高运行效率等方面具有重要意义。对此,梳理了雨水调蓄池关键参数设计程序及优化方法;识别了... 极端降雨与面源污染引起的城市水问题日益突出,在雨水基础设施建设和运行过程中,调蓄池的优化配置与调控对减少泵站耗能、降低雨水径流污染、提高运行效率等方面具有重要意义。对此,梳理了雨水调蓄池关键参数设计程序及优化方法;识别了多目标雨水调蓄池区域优化配置关键路径;模型预测控制策略(MPC)的不确定性、动态风险评估控制策略(DORA)变量的控制、深度强化学习控制策略(DRL-RTC)的数据校准与可解释性,是当前实时控制面临的主要难点。研究结果可为构建暴雨实时控制系统及投资环境效益比最优化体系提供参考。 展开更多

关键词 雨水调蓄池 结构设计 实时控制 耦合优化

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