关中地区城市下垫面雨水入渗性能的研究-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 关中地区城市下垫面雨水入渗性能的研究 专 业：建筑与土木工程 硕 士 生：杨 霄 指导教师：张建锋 副教授 摘 要 随着城市化进程脚步加快，城市硬化地面增加，降雨径流下渗量减小，城市 出现一系列洪涝灾害问题。关中地区位于我国湿陷性黄土广泛分布地区，城市下 垫面受到降雨入渗时会遇到湿陷变形的问题。因此，结合关中地区城市下垫面入 渗规律解决城市降雨入渗问题迫在眉睫。 目前，国外学者提出低影响开发（Low Impact Develpoment, LID）这一理念， 旨在解决城市降雨入渗等一系列生态环境问题。LID 成功实施的核心在于因地制 宜，目前在湿陷性黄土地区开展 LID 建设无先例可循。本文通过雨水下渗试验和 变水头入渗试验研究下凹式绿地技术，分析下凹式绿地对提高降雨入渗量、减小 城市洪涝灾害的作用。同时，在增加降雨入渗量条件下，计算降雨对城市绿地周 边黄土路基的影响深度。 结果表明： （1）不同类型下垫面入渗试验结果表明，入渗率指标规律为：小区绿地 (7.02×10-2cm/min)校园绿地(6.48×10-2cm/min)踩踏小路(2.79×10-2cm/min)公园绿 地(2.55×10-2cm/min) 市 政 绿 地 (2.25×10-2cm/min) 密 实 黄 土 (0.9×10-2cm/min) 的 规 律 ； 90min 累 计 入 渗 量 呈 现 ： 小 区 绿 地 (5.27cm) 市 政 绿 地 (2.35cm) 校 园 绿 地 (1.98cm）公园绿地(1.73cm)密实黄土。入渗速率差异的影响原因包括土壤容重、 通气孔隙率、下垫面土壤质地、土体构型，实验发现大孔隙和裂隙的存也显著了 提高土壤的入渗能力； （2）表层土的入渗率制约着土壤整体的入渗性能；心土层的入渗速率大于表 层土并不能增加整个土体的入渗能力。但是从理论上可以推知：当心土层的入渗 能力小于其上层表土时就能够阻碍水的下渗，使整个土体的入渗能力下降； （3）下凹式绿地的下凹深度一般为 5~25cm，其蓄渗能力与下凹深度（入渗 水头）成正比。同等下渗速率下，下凹式绿地蓄渗效率远高于普通绿地； （4）入渗深度随降雨持续时间的增加而逐渐增加，实验结果表明：12h 内同 类型绿地、黄土降雨入渗深度呈现：居民区绿地（1.79m)＞市政绿化带（1.43m) ＞公园绿地（1.39m)＞黄土（0.35m）； （5）降雨对路基影响深度为 2m 左右，低阶低降雨入渗深度为 0.5m，高阶地降雨 入渗深度为 1.79m，在西安城区范围的湿陷性黄土呈透镜状不连续分布，在 LID 下渗措施中，可以通过“插管深渗”避过湿陷性黄土层来保证路基的结构稳定性。 关键词：下垫面；降雨入渗；下凹式绿地；黄土路基破坏；低影响开发； Study on urban surface rainwater infiltration capacity in the Guanzhong area Specialty: Municipal Engineering Author: Yang Xiao Instructor: prof. Zhang Jian-feng ABSTRACT With the accelerated pace of urbanization, increasing urban harden the ground, reducing the amount of rainfall runoff infiltration, there was a series of urban flooding problems. Guanzhong area is located in the distributed collapsible loess area. Urban surface inevitably encounters the problem of collapsible deformation eroded by rain. Therefore, combined with infiltration law of urban surface of Guanzhong area to solve the urban rainfall infiltration problems is imminent. At present, foreign scholars put forward the concept of low-impact development, the purpose is to solve a seri