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基于CFD的雨水调蓄池颗粒物沉淀特性研究

环境工程 2021年第12期39卷 44-50页

作者：王建龙秦美娜黄涛涂楠楠北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室北京100044 北京建筑大学北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心北京100044 北京市首都规划设计工程咨询开发有限公司北京100045 中国市政工程华北设计研究总院有限公司北京分公司北京100044

雨水调蓄池在峰值流量和合流制溢流污染控制中发挥着重要作用,但对于雨水径流中颗粒物在调蓄池的沉淀特性尚缺乏系统研究。运用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟技术,系统研究了雨水调蓄池不同构造和不同工况条件... 详细信息

雨水调蓄池在峰值流量和合流制溢流污染控制中发挥着重要作用,但对于雨水径流中颗粒物在调蓄池的沉淀特性尚缺乏系统研究。运用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟技术,系统研究了雨水调蓄池不同构造和不同工况条件下颗粒物的沉淀特性。模拟结果表明:进水流速由0.276 m/s增加到0.553 m/s时,普通(Ⅰ型)、增加挡板(Ⅱ型)、增加消能孔(Ⅲ型)构造调蓄池颗粒物去除率分别降低14.90%、13.89%和15.32%。当进水中颗粒物粒径由0.075 mm增加到0.15 mm时,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型构造调蓄池颗粒物去除率分别增加9.10%、62.48%和36.65%;进水浓度由1000 mg/L增加到2000 mg/L时,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型构造调蓄池颗粒物去除率分别增加3.60%、2.84%和13.30%。各影响因素对Ⅰ型调蓄池水质控制效果影响的重要程度顺序为进水流速>颗粒物粒径>进水浓度,其对Ⅱ型、Ⅲ型调蓄池水质控制效果影响的重要程度顺序为颗粒物粒径>进水流速>进水浓度。

关键词：雨水调蓄池颗粒物沉淀 CFD模拟

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北京市雨水径流中颗粒物沉降特性

环境工程 2019年第2期37卷 67-72页

作者：赵梦圆王建龙黄涛涂楠楠北京建筑大学北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心北京100044 北京建筑大学城市雨水与水环境教育部重点实验室北京100044 北京市首都规划设计工程咨询开发有限公司北京100031

选择北京市中心城区某合流制和分流制系统排出口雨水径流为研究对象,采用虹吸式沉降柱静态沉淀试验,分析了典型降雨场次雨水径流中颗粒物的沉淀特征。结果表明:合流制溢流及分流制雨水径流中颗粒物沉速区间均主要集中于0.1～1 mm/s,该... 详细信息

选择北京市中心城区某合流制和分流制系统排出口雨水径流为研究对象,采用虹吸式沉降柱静态沉淀试验,分析了典型降雨场次雨水径流中颗粒物的沉淀特征。结果表明:合流制溢流及分流制雨水径流中颗粒物沉速区间均主要集中于0.1～1 mm/s,该沉速区间的颗粒物对于污染物去除效果影响较大。分流制排水系统颗粒物的沉速随产流时间的增加而降低,沉速越大颗粒物去除效率越高,而合流制系统颗粒物沉速随时间波动较大,各沉速区间颗粒物去除率分布较均匀,当控制沉降速率>0.05 mm/s时,合流制颗粒物控制效果优于分流制。

关键词：雨水径流颗粒物沉速排水体制

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山东某调蓄水库水质评价及污染来源分析

水利科技与经济 2023年第8期29卷 32-35页

作者：宋宜彤王庆红涂楠楠临沂市水文中心山东临沂276000

某调蓄水库作为城市主要的饮用水源,对其水质及主要污染物进行监测意义重大。选择2020年1-12月份某水库的pH值、COD_(Mn)(高锰酸盐指数)、NH_(3)-N(氨氮)、NO_(3)-N(硝酸盐氮)、TN(总氮)、TP(总磷)、Fe(铁)、Mn(锰)等8项指标,对其时间... 详细信息

某调蓄水库作为城市主要的饮用水源,对其水质及主要污染物进行监测意义重大。选择2020年1-12月份某水库的pH值、COD_(Mn)(高锰酸盐指数)、NH_(3)-N(氨氮)、NO_(3)-N(硝酸盐氮)、TN(总氮)、TP(总磷)、Fe(铁)、Mn(锰)等8项指标,对其时间变化特征及相关性进行研究。结果表明,在浮游植物作用下,pH值最高可达9.8;6月份时,高锰含量6.3 mg/L;全年的总NH_(3)-N含量低于0.1 mg/L;NO_(3)-N占TN的比例约为71%,TN含量在0.5 mg/L以上;TP年均含量0.014 mg/L;有较高关联度的Fe、Mn在一年内均低于0.2 mg/L。此外,利用因子分析及绝对主成分的多元回归方法得出,该调蓄水库水质的主要影响因素是引水汇入、浮游植物的大量繁殖以及由于水体热分层带来的内源释放。

关键词：调蓄水库水质评价污染来源

UASB-A/O-ASBR工艺实现晚期垃圾渗滤液深度除碳脱氮

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北京工业大学学报 2018年第1期44卷 27-32页

作者：吴莉娜涂楠楠王建龙赵远玲孔佳雯闫立志北京建筑大学城市雨水与水环境教育部重点实验室北京100044 北京石油化工学院机械工程学院北京102617

针对晚期垃圾渗滤液实现深度除碳脱氮,采用上流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)-缺氧/好氧反应器(anoxic/aerobic reactor,A/O)-厌氧氨氧化反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR)组合工艺,以短程硝化-厌氧氨氧化耦合反应为依托,通过UASB实现有机物的大部分降解,在A/O中实现短程硝化,在ASBR中通过厌氧氨氧化深度脱氮.研究结果表明:当进水ρ(CODcr)、ρ(NH_4^+-N)和ρ(TN)分别为2 220 mg/L、1 400~1 450 mg/L和1 450~1 500 mg/L;最终出水分别为98、7、25 mg/L,实现了分别为95.6%、98.3%和99.5%的高去除率.故该工艺无须投加任何外碳源,最终实现化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(NH_4^+-N)和总氮(total nitrogen,TN)的高效、深度去除.

关键词：晚期垃圾渗滤液脱氮短程硝化厌氧氨氧化

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城市雨水总量控制方法及应用

中国给水排水 2017年第16期33卷 1-7页

作者：席广朋王建龙赵梦圆涂楠楠北京建筑大学北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心北京100044 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

城市雨水总量控制是海绵城市建设过程中的重要指标之一,对于促渗减排、涵养水源、维护区域水生态至关重要。但是,目前对于城市雨水总量控制的理解存在概念上的混乱和理解误区,结合美国城市雨水径流管理的发展历程,分析了城市雨水径流总... 详细信息

城市雨水总量控制是海绵城市建设过程中的重要指标之一,对于促渗减排、涵养水源、维护区域水生态至关重要。但是,目前对于城市雨水总量控制的理解存在概念上的混乱和理解误区,结合美国城市雨水径流管理的发展历程,分析了城市雨水径流总量控制的必要性、总量控制参数及特点,并选择我国8个典型城市近30年的降雨资料作为统计样本,比较了不同统计方法对应的设计降雨量的差别,以期为我国海绵城市建设过程中城市雨水总量控制指标的选择提供科学依据。

关键词：雨水总量控制年降雨总量控制率年降雨场次总量控制率年径流总量控制盎

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美国雨水收费制度设计及其启示

中国给水排水 2018年第6期34卷 35-40页

作者：涂楠楠王建龙席广朋李俊奇北京建筑大学城市雨水与水环境教育部重点实验室北京100044 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京建筑大学海绵城市研究院北京100044

近年来,城市化快速发展过程中雨水问题日益突出,海绵城市建设得到快速发展,但海绵城市建设项目普遍存在投资大、回报周期长、收益低、公益性强等特点。目前大多数海绵城市建设试点城市积极响应国家号召,采用PPP模式吸引社会资本参与海... 详细信息

近年来,城市化快速发展过程中雨水问题日益突出,海绵城市建设得到快速发展,但海绵城市建设项目普遍存在投资大、回报周期长、收益低、公益性强等特点。目前大多数海绵城市建设试点城市积极响应国家号召,采用PPP模式吸引社会资本参与海绵城市建设,以缓解政府的财政负担。针对城市化过程中雨水管理设施建设的资金问题,美国采用雨水收费的办法,为雨水设施的建设提供资金保障,并在推动雨水设施的建设方面发挥了激励奖惩和筹集资金的双重作用,但如何制定有效的雨水收费制度是一项长期、系统、复杂的工作。系统分析了美国的雨水收费模式、激励政策以及雨水收费计算方法等,以期为我国海绵城市建设过程中资金保障提供参考。

关键词：雨水收费海绵城市制度设计 PPP模式

大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制试验研究

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给水排水 2018年第12期44卷 36-43页

作者：李芃抒王文海李俊奇王建龙杨擎柱涂楠楠北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育重点实验室北京100044

为研究大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制效果,通过人工控制降雨条件,更换路面材料等方式,模拟纵坡5%、横坡2.5%坡度条件下1 h内普通沥青路面/透水沥青路面及其与生物滞留带联用条件下的产汇流过程,监测流量并进行对比分析。试验... 详细信息

为研究大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制效果,通过人工控制降雨条件,更换路面材料等方式,模拟纵坡5%、横坡2.5%坡度条件下1 h内普通沥青路面/透水沥青路面及其与生物滞留带联用条件下的产汇流过程,监测流量并进行对比分析。试验结果显示:降雨重现期为1～20年内,所铺设的透水路面径流总量削减率可达71%～93%,联用滞留带后的总量削减率为81%～93%;联用滞留带后的峰值削减率为75%～95%,削峰效果明显。透水路面的径流系数为0.07～0.29,联用滞留带之后则为0.07～0.19。透水路面雨水口的雨水收集率为0.06～0.13,联用滞留带后可减少82%～95%的雨水口入流总量。针对道路坡度的特殊性,可在道路面层下设置排水边沟及排水横篦,以提升径流削减控制效率。

关键词：透水沥青生物滞留带径流削减径流系数

城市雨水调蓄池水质控制效果及其影响因素分析

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环境工程 2018年第12期36卷 98-102页

随着我国城市化进程的加快,城市不透水区域面积急剧增加,导致雨水径流外排总量和峰值流量增加,同时城市区域人类活动带来的道路交通、地表沉积物、空气沉降等污染,最终在雨水径流的冲刷作用下排入受纳水体,对城市排水防涝和水体水质带... 详细信息

随着我国城市化进程的加快,城市不透水区域面积急剧增加,导致雨水径流外排总量和峰值流量增加,同时城市区域人类活动带来的道路交通、地表沉积物、空气沉降等污染,最终在雨水径流的冲刷作用下排入受纳水体,对城市排水防涝和水体水质带来了极大的威胁。针对上述问题,雨水调蓄池在城市雨水管理中得到越来越广泛的应用,但目前普遍存在投资大、设计功能单一、利用效率较低等问题。分析了雨水调蓄池内水质变化规律,同时模拟某下凹桥区调蓄池在不同重现期及进水浓度下污染物的变化规律,以期为雨水调蓄池优化运行和实时控制提供参考。

关键词：雨水调蓄池合流制溢流实时控制 SS 雨水径流污染控制

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坡度对低影响开发道路水文参数的影响

环境工程 2019年第12期37卷 98-103页

作者：张敬玉王建龙涂楠楠靳俊伟苏定江北京建筑大学北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心北京100044 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 重庆市市政设计研究院重庆400030

近年来,海绵城市在我国得到快速发展,其中低影响开发道路是重要建设内容之一。坡度是影响低影响开发道路雨水控制利用效果的关键因素之一,尤其是山地城市道路纵坡普遍较大,目前尚缺乏系统研究。针对上述问题,在实验室搭建了1∶1物理模型... 详细信息

近年来,海绵城市在我国得到快速发展,其中低影响开发道路是重要建设内容之一。坡度是影响低影响开发道路雨水控制利用效果的关键因素之一,尤其是山地城市道路纵坡普遍较大,目前尚缺乏系统研究。针对上述问题,在实验室搭建了1∶1物理模型,通过人工模拟降雨实验,系统研究了坡度对低影响开发道路雨水径流总量控制率、峰值削减率、径流系数等水文参数的影响。实验结果表明:低影响开发(LID)道路场次雨水径流总量和峰值流量受坡度影响较大,其削减率分别为7.5%~73.2%和4.5%~52.6%;径流系数受重现期影响较大,在低重现期时为0.20~0.66,在大纵坡和高重现期时均接近1。LID道路在纵坡<5%和重现期<10 a时雨水径流总量和峰值削减效果较明显,在大纵坡和高重现期时雨水外排总量和峰值削减效果较差。上述研究成果可为山地城市低影响开发城市道路设计提供技术支撑。

关键词：低影响开发城市道路总量削减峰值削减