生物滞留盆地外文翻译资料

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章节 6 生物滞留盆地

介绍

生物滞留盆地使用在生物滞留表面上方的池塘，以最大化通过渗滤介质处理的径流量。处理操作与生物滞留洼地的方式相同，但通常它们通过溢流坑或旁路通道传送高于设计流量，并且不需要在过滤表面上输送流量。这对于没有受到高速度的生物滞留盆地具有可以移走所收集的污染物或冲刷植被的优点。

生物滞留盆地可以安装在各种尺度上，例如，在花盆中，延缓盆地或与流量平静措施相结合的街景中。在较大的应用中，在盆地上游进行预处理措施以降低生物滞留盆地的维护频率被认为是良好做法。对于小型系统，这不是必需的。

生物滞留盆地通过通过规定的过滤介质通过径流进行操作，通常种植植被，通过过滤，延长的滞留和一些生物摄取提供治疗。它们还提供流体阻滞，并且特别有效地去除营养物质。

图6.1显示了一个集成到当地街景和停车场的盆地的例子。

它们可以被设计为鼓励渗透（其中减少雨水径流的重要性），或者作为不允许过滤的输送系统（其中土壤不适合渗透或靠近周围结构）。

图6.2典型生物滞留盆地剖面。

生物滞留系统不是在渗透系统中，水的主要途径不是通过排入地下水。相反，它们将收集的水转移到下游水域（或收集系统进行再利用），径流损失主要归因于保持过滤介质本身的土壤水分（这也是植被生长的介质）。

在生物滞留系统进行渗滤预处理的过程中，它们被设计为通过移除渗滤介质底部的收集系统来促进渗滤，从而允许与周围土壤接触。

在过滤介质中生长的植被通过防止过滤介质的侵蚀增强其功能，通过植物生长连续分解土壤，以防止系统堵塞，并在植物根系上提供污染物可吸附的生物膜。植被类型取决于对景观要求。通常，植被越密集和越多，渗滤过程越好。渗透对于保持渗滤层的孔隙度至关重要。

选择适当的过滤介质是一个关键问题，涉及到提供足够的水力传导性（即尽可能快地将水通过过滤介质）之间进行权衡，并提供足够的保水性来支持植被生长（即通过具有足够的水分来保持足够的水分）低液压电导率）。通常沙质土壤材料是合适的;然而，土壤可以根据植被类型进行定制。

需要排水层。该材料围绕穿孔的排水管，可以是粗砂（1毫米）或砾石（2-5毫米）。如果使用砾石，建议安装沙子或土工织物的过渡层，以防止任何渗滤介质被冲洗到穿孔管道中。

生物滞留盆地的设计过程与生物滞留洼地略有不同，因为它们不需要能够在其表面上输送大流量（例如五年的ARI流量），并且需要流体流的替代途径。

要考虑的关键设计问题是：

验证大小和配置进行治疗

2.确定设计能力和处理流程

3.指定过滤介质的详细信息

4.检查地面设计：

bull;速度

bull;入口区和溢流坑的设计

bull;以上设计流程操作

5.检查地下设计：

bull;土壤介质层特征（过滤器，过渡层和排水层）

bull;缺乏设计和能力

bull;生物延伸衬里的要求

墨尔本（参考网站）Bioretention TSS去除

生物滞留系统表面积（作为渗透集水率的百分比）

图6.3生物滞留系统在墨尔本清除总溶解固体（TSS）中的性能。

6.推荐植物种类和种植密度

7.提供维护。

6.2

验证治疗大小

以下曲线（图6.3-6.5）显示了具有不同深度沉积的生物滞留盆地的污染物去除性能。曲线基于墨尔本系统的性能，并使用城市雨水改进概念化模型（MUSIC）得出， （2003年度水库水文协作研究中心）为了估计维多利亚州其他地区的等效表现，应使用水文设计区域的关系将处理区域转换为墨尔本的等效处理区域（参见第2章） 。优于使用曲线，本地数据应用于对系统的特定处理性能进行建模。

假设系统接收到直接径流（即没有预处理）并且具有以下特征，则得出曲线：

bull;水力传导率为180 mm / hr

bull;渗滤介质深度为600 mm

bull;粒径0.45 mm。

这些曲线可用于检查用于去除总可溶性固体（TSS），总磷（TP）和总氮（TN）的生物滞留系统的预期性能。

6.3

设计程序：生物滞留盆地

以下部分描述了生物延伸池所需的设计步骤。

6.3.1估计设计流量

生物滞留盆地需要三种设计流程：

墨尔本（参考站点）Bioretention TP去除

生物滞留系统表面积（作为渗透集水率的百分比）

图6.4生物滞留系统在墨尔本清除总磷（TP）中的性能。

墨尔本（参考站点）Bioretention TN删除

生物滞留系统表面积（作为渗透集水率的百分比）

图6.5生物滞留系统去除墨西哥总氮（TN）去除的性能。

bull;较小的流量（通常为五年ARI），以确定流量的大小，以便与传统的雨水系统相比，可以安全地传送小流量并且不会增加任何流失风险

bull;主要流量（通常为100年ARI），以检查生物滞留系统中的流速不会太大，这可能潜在地冲刷污染物或损害植被

bull;通过过滤介质的过滤速度最大，以允许排放不足的尺寸，使得下排水将允许过滤介质自由排出。

6.3.1.1小调和主要估计

可以应用一系列水文方法来估计设计流量。典型的流域面积相对较小，理论方法设计程序被认为是评估设计流程的合适方法。

6.3.1.2最大渗透率

渗滤率最大值表示排污系统的设计流程（即过滤器介质底部的开槽管道）。排水管的容量需要大于渗滤速率的最大值，以确保过滤介质自由排放，而不是成为系统中的“窒息”。

可以通过应用达西方程（方程6.1）来估计渗透率（Qmax）的最大值：

hmax d

Qmax =

ktimes;Ltimes;Wbase d -

（公式6.1）

------------------

其中k是污泥过滤器的水力传导率（m / s）

W是砂滤机上方沉积截面的平均宽度（m）

L是生物滞留区的长度（m）

hmax是砂滤器上方的沉淀深度（m）。

6.3.2进口细节

生物滞留盆地需要对入口细节进行两次检查：检查入口处沟槽中的流量宽度（如此，流量不受影响）;并检查速度，以确保在小风暴和大风暴入场时不会发生冲刷。

6.3.2.1进入时的流量宽度

需要检查在轻微风暴事件（通常为五年ARI）期间进入的流量的宽度。这可以通过应用曼宁方程来确定，并确保流量不超过地方议会规定（例如保持至少一条交通线缆线在五年的ARI风暴中）。

6.3.2.2进入时的遏制开口宽度

为了确定路缘进入生物滞留盆中的入口槽的宽度，可以使用Manning方程与路缘石，沟渠和道路剖面来估计入口处的流量深度。一旦估计了轻微风暴（例如五年ARI）的流量深度，则可以通过应用宽峰值的堰方程（方程6.2）来计算路缘石中所需的开口宽度。这样可以确保自由排水流入生物滞留盆地。开口宽度通过在沟槽中施加流量深度（如H）和求解L（开口宽度）来估计。

Q = Ctimes;Ltimes;H3 / 2

与C =

1.7

（公式6.2）

其中C =堰系数

6.3.2.3入口冲刷保护

在流入生物滞留盆地时，为流域提供侵蚀保护被认为是良好做法。当流量从路缘转移到生物滞留土壤介质的顶部时，典型的速度将增加。岩石海滩是管理这些速度的简单方法。

6.3.3植被冲刷速度检查

通过假设系统的流动深度等于整个系统的整个深度，通过生物滞留盆地检查植被的冲刷速度。然后通过将设计流量除以横截面积，流速可以是估计。假设所有流经生物滞留盆地（特别是100年ARI）是一种保守的方法;然而，这将确保植被的完整性。

放电速度应保持在以下范围内：

bull;五年一度的ARI为0.5米/秒

bull;100年ARI的1.0米/秒。

6.3.4开槽收集管的尺寸

生物滤池介质底部的开槽收集管收集处理后的水，用于下游输送。其尺寸应使排水介质自由排水，收集系统不会成为系统中的“扼流圈”。

已经通过过滤介质的处理水通过“排水层”（通常为砾石或粗砂，直径为5mm-5mm）引导到开槽管道中。为了将水从渗滤介质输送到穿孔管道中，流出必须通过排水层。排水层的目的是有效地将经处理的流体输送到穿孔管中，同时防止任何渗滤介质被冲洗下游。

如果在穿孔管周围使用砾石，建议安装一个额外的“过渡”层，以防止过滤介质被冲洗到多孔管中。通常这是沙子到粗砂（0.7mm-1.0mm）。或者，可以在排水层上方使用土工织物，以防止纤维材料到达穿孔管道;但是，请注意确保此材料不会像过滤器那样过于复杂，整个系统将需要重置。

选择排水层的注意事项包括穿孔管中的槽宽以及施工技术。此外，在生物延伸系统只能具有有限深度（例如，穿孔管的最大深度lt;0.5mu;m）的情况下，优选仅安装一个排水层。

穿孔管道的最大间距应为1.5米（中心到中心），以使需要穿过排水层的距离不会阻碍渗滤介质的排水。

安装平行管道是增加穿孔管道系统容量的手段。 100 mm直径被认为是穿孔管的最大尺寸。可以使用弹性穿孔管（例如AG管）或开槽聚氯乙烯（PVC）管;然而，需要注意的是确保管道中的槽不会太大，以至于沉淀物会从排水层自由流入管道。在指定排水层介质时也应该考虑一下。

为了确保开槽的管道尺寸适中，需要进行几次检查：

bull;穿孔足以使渗透率达到最大值

bull;管道本身具有足够的能力

bull;排水层具有足够的水力传导性，不会冲入穿孔管（考虑过渡层）

6.3.2.1流量检查中的穿孔

通过穿孔来估计流量的能力，假定流域流动条件，并且可以使用尖锐边界方程（方程式6.3）。首先，穿孔的数量和尺寸需要确定（通常来自制造商的规格），并用于使用渗滤介质深度加上沉积深度的头部来估计流入管道的流量。第二，使用阻塞因子（B）来解释排水层介质对穿孔的部分阻塞是保守的但合理的。二分之一被认为是足够的。

Qperforations =

Ctimes;A 2gh / B

（公式6.3）

其中Qperforations =穿过穿孔

g =重力加速度（9.81 m / s2）

A =轨道总面积（m）

h =管道上最大水深（m）

C =有效系数

6.3.4。穿孔管容量

Colebrook-White方程（方程6.4）可用于估计穿孔管道中的流量。 Manning方程可以作为替代方案。该管道的容量需要超过渗透率的最大值。

Q = [-2（2gDSf）0.5log10（k /（3.7D） 2.51v / D（2gDSf）0.5）]times;A（式6.4）

6.3.4.3排水层水力传导率

排水层用于生物滞留系统中使用的其他土壤介质;然而，在选择穿孔管系统时，尤其应考虑到槽尺寸。如果槽尺寸足够大以使沙子被冲洗到槽中，则应使用较粗的材料（如细砾石）。如果使用砾石，则建议使用过渡层以防止渗滤介质冲洗穿孔管道。加入过渡层会增加生物滞留系统的总体深度，并可能是某些场所（因此，管道较小的穿孔可能是优选的）。

6.3.4.4不渗透衬管要求

当不鼓励渗透时，通过特定的土壤介质通过渗滤处理雨水，通过地下排水系统收集的滤液要经过处理的表面流或排放回收再循环。周围土壤的水量大部分取决于在局部土壤和生物滞留系统中的过滤介质的水力传导性。通常，渗滤介质（砂壤土）的水力传导率比原始周围土壤剖面大1-2个数量级，因此优选的流动路径进入穿孔排污系统

在重要的结构附近安装生物滞留盆地时，应注意尽量减少生物滞留系统的泄漏。应对周围土壤进行测试，并估计预期的水力传导率（参见工程师澳大利亚2003年第11章）。

在详细设计过程中，提供一种不透水的衬垫是周到土壤的饱和水力传导性小于渗滤介质的一个数量级以下的优良做法。只有这样才能预期在砂质土壤和在过滤中预计会产生问题。

在许多路边应用中，排水沟与道路平行运行，并将收集生物滞留系统的任何渗漏。

如果周围的土壤对生物滞留盆地（例如土壤，浅层地下水或紧邻重要结构）的任何过滤非常敏感，则可以使用不透水的衬里来包含生物滞留系统内的所有水。衬里可以是易燃膜或混凝土外壳。内衬的意图是消除生物滞留系统的过滤风险。整个生物保留系统在一些地形的衬砌可能是有问题的。完全衬里的生物滞留系统可能会产生浅层地下水运动的地下障碍。在浅层地下水区域，地下水运动的任何中断都可能增加地下水位。

排除风险的最大风险是通过生物截留沟的流行。过滤介质和周围土壤之间的重力和水力传导性差异将起到最小化通过沟槽壁的渗透的作用。为了尽量减少生物滞留盆地流出的可能性，盆地的流域应该是衬里的并确保其最有效的排水。

6.3.5高流量路由和旁路设计

高流量设计的目的是安全地传达与传统的雨水系统相同的防护等级（例如五年ARI流量）。生物滞留盆地通常具有磨碎的过流坑或常规侧入口（位于入口下游）以将流体输送到地下管网（收集经处理的流体的相同管网）。

溢流坑的位置是可变的，但是最好确保流经不超过长度的植被。磨碎的凹坑

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