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《长安大学》 2002年
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利用土壤层净化城市雨水人工补给地下水的研究

姜凌  
【摘要】: 水是生命之源。随着经济发展和人口的增长,水资源短缺日益成为人类面临的严峻问题。中国拥有世界22%的人口却只享有世界6%的水资源,全国668个城市中,有400多个缺水,为了满足日益增长的供水需求,一些城市盲目超采地下水,导致水位下降、地面下沉、海水倒灌,进而污染了地下水。与此同时,随着城市建设的不断发展,不透水面积逐年增加,又使得许多水资源严重缺乏的城市,城区大量的雨水没有得到充分的利用而白白流失,同时还可能直接造成城市的洪涝危害。因此,若能利用城市汇集的雨水回灌地下不仅可以补充日益匮乏的地下水资源、阻止或减缓地面下沉、提高地下水位,同时还可以通过分流部分雨水减少城市排水管道和泵站的投资以及运行费用,并可减轻暴雨时洪涝灾害的发生。 但由于城市环境因素和汇水面材料的影响,城区雨水受到相当程度的污染,COD可高达数千毫克每升,并含有重金属等有毒物质,如果将这些雨水直接回灌地下势必污染地下水源。因此,雨水中污染物的控制是利用雨水人工补给地下水技术中最棘手的问题。针对这一问题,本文提出就地利用土壤层收集净化雨水的方案,研究了雨水在土壤层中的净化规律,确定需要采取的污染控制措施,并在此基础上以西安市某规划小区为例,提出雨水通过土壤层净化后人工补给地下水的实施方案。 本论文的第一章通过对水资源利用现状的分析,提出利用雨水进行地下水人工补给是改善城市环境,保持良好的水循环系统及生态平衡,保证城市可持续发展的必由之路。第二章分析了城区不同性质汇水面上雨水的水质变化规律及其主要影响因素。确定了雨水中主要污染物的种类及其浓度变化范围,以及汇水面性质、气温、降雨强度、降雨量和降雨时间间隔等因素对雨水径流水质的影响。第三章和第四章在前两章的基础上,通过土壤柱渗透试验,研究了雨水在土壤中的净化作用及其规律,分析了土壤结构、污染物负荷、渗透深度对土壤净化效果的影响,并对污染物的累积和土壤净化能力的恢复进行了探讨。第五章探讨了土壤层对雨水中污染物的净化机理。第六章在试验基础上,以西安市某生活小区为例提出利用城市雨水经土壤层净化后人工补给地下水的实施方案。并对其技术经济效益进行分析,得出在该小区实施雨水回灌方案优于传统雨水排放方案,可多收益29423元。 本论文的研究结果表明,经合理设计控制,利用人工加人细砂的土层处理雨水径流, 可达到较好的处理效果,实际工程中,尤其是在土壤渗透性很差,地下水位较高等情况 下,可以在绿地表层采用lm左右的人工土壤层,‘也可在建筑物附近设计专门的人工土 壤净化装置来处理雨水径流,既可保证处理效果,又可节省占地和改善环境。本论文的 研究结果为人们正确合理的利用雨水资源,有效的控制城市非点源污染提供了依据,为 缺乏其它补给水源的地区进行地下水人工补给开拓了一条行之有效的新途径。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P641.25

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