植物生长对生物滞留池水文效应影响的试验研究

崔咏军 阙振业 方燕 樊绿叶

摘要：通过模拟生物滞留池的入流和出流过程，研究了植物生长对生物滞留池主要水文参数的影响情况。结果表明，当降雨间歇期较长时，种植植物的相比不种植物的生物滞留池来说，有淹没区的主要水文参数均呈现上升趋势;而无淹没区的除径流总量控制率外均呈现下降趋势。植物的生长对提高生物滞留池水文效应具有积极作用。

Abstract：  The effects of plant growth on the main hydrological parameters of bioretention were studied by simulating the inflow and outflow processes of bioretention. The results showed that when the intermittent period of rainfall was long， the main hydrological parameters of the bioretention with inundation area showed an upward trend for the bioretention with plants compared with the bioretention with no plants， while for the bioretention with no inundation area，all parameters except runoff total control rate showed a downward trend. Plant growth has a positive effect on increasing the hydrological effect of the bioretention.

關键词：生物滞留池;植物;延迟出流时间;峰值削减率;径流总量控制率

Key words： bioretention;plants;outflow delay time;peak runoff reduction rate;total runoff control rate

中图分类号：TV213.4                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）15-0166-03

0  引言

随着我国城市化进程的不断加快，城市原有地貌不断发生变化，当雨季来临时，特别是极端降雨事件来临时，经常会导致城区部分地区淹没，内涝问题严重。究其原因，一方面，是由于传统排水系统能力的不足;另一方面，是城市下垫面透水性和排水模式不断变化所致;从而导致城市水循环系统平衡被打破，引发一系列生态环境问题。

针对上述的问题，世界各国相继提出了各自的雨洪管理措施，如美国的“最佳管理模式（Best Management Practice， BMPs）”，英国的“可持续城市排水系统（Sustainable Urban Drainage System）”，日本的“雨水贮留渗透计划”以及澳大利亚的“水敏型城市设计（Water Sensitive Urban Design， WSUD）”等。生物滞留池作为一种最常见的雨洪管理措施，能很好地调控雨水径流，兼具污染物削减的功效。国外对生物滞留池的研究起步较早，研究范围广泛、成果丰富，而国内的研究多集中于污染物的去除，对径流水文过程少有研究报道，且多为模型模拟。纵观国内外，目前尚缺乏环境条件对水文效应影响的试验研究报道。

因此，本研究通过人工模拟降雨试验来监测生物滞留池的入流和出流过程，探讨植物生长对生物滞留池水文效应的影响，旨在为生物滞留系统在实际应用过程中的水文效应评估提供理论和数据支撑。

1  材料与方法

1.1 试验材料及装置

1.1.1 池体结构

模拟生物滞留池试验装置按照《澳大利亚生物滞留池应用指南》设计建造，池体为圆柱形聚乙烯材桶，直径为1m，外围包裹一层黑色海绵，避免光照。其中两个带淹没区的生物滞留桶高为1.3m（以下简称A类生物滞留池），两个不带淹没区的生物滞留试验桶高为1m（以下简称B类生物滞留池）。

生物滞留试验桶顶部设置直径为30mm溢流管，管底高出桶内填料表面0.2m，作为雨水滞留区;试验桶底部设置直径为110mm的穿孔排水管，A类生物滞留桶通过改变底部排水盲管与外部排水管的连接方式，在滞留池中下部营造了一个长期淹没的厌氧区域，B类生物滞留试验桶排水盲管在底部直接与外部出水管连接。穿孔排水管外包裹一层土工布用以防止填料泄露或堵塞排水孔。

1.1.2 填料配置

生物滞留试验桶内部填料自下而上依次为：

排水层厚度为200mm，A类生物滞留池在过渡层和排水层之间另设250mm的淹没区，填充材料为砾石;过渡层厚度100mm，填充材料为粗砂;过滤层厚度500mm，填充材料为混合砂（粗砂、中砂和细砂的比例为5：3：2，另外掺加3%有机质，均为质量比）;填料上表面覆盖一层砾石（厚度忽略不计），用于减小试验过程中雨水对填料表面的冲刷，同时也能一定程度上降低池内填料的水分蒸发。