【摘 要】
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植草沟是海绵城市建设中应用较广泛的设施之一,其主要功能为传输雨水径流,同时还可渗蓄和净化雨水,目前关于植草沟的沿程流量变化特征仍缺乏系统研究,通过实验室物理模型模拟实验,系统研究了恒定进水流量下,传统型和渗排型植草沟的沿程流量变化特征,通过与曼宁公式理论值比较,提出了曼宁修订公式,并根据实验数据,进一步验证了曼宁修订公式的精度;研究了恒定和非恒定进水流量、不同植被高度下,传统型和渗排型植草沟的径流
【基金项目】
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十三五”水体污染控制与治理科技重大专项课题“北京市海绵城市建设关键技术与管理机制研究和示范”2017ZX07103-002；
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植草沟是海绵城市建设中应用较广泛的设施之一,其主要功能为传输雨水径流,同时还可渗蓄和净化雨水,目前关于植草沟的沿程流量变化特征仍缺乏系统研究,通过实验室物理模型模拟实验,系统研究了恒定进水流量下,传统型和渗排型植草沟的沿程流量变化特征,通过与曼宁公式理论值比较,提出了曼宁修订公式,并根据实验数据,进一步验证了曼宁修订公式的精度;研究了恒定和非恒定进水流量、不同植被高度下,传统型和渗排型植草沟的径流总量削减率、峰值流量削减率和峰值延迟时间;同时,结合某工程案例,通过理论计算,比较了不同断面形状植草沟的最大过流能力和渗透能力。研究成果可为植草沟的优化设计提供依据,本研究的主要结论如下:（1）在传统型和渗排型植草沟中,由曼宁公式算得的理论流量与实测流量均存在较大的误差,且随着流量的增大,理论流量与实测流量的误差均呈先减小后增大趋势,采用实验数据拟合的方法推导出了传统型和渗排型植草沟的修订曼宁公式,并分别验证了其精度,修订后的曼宁公式精度显著提高,当流量为0.5 m3/h～9.7 m3/h时,传统型植草沟误差范围为-0.71%～9.05%,渗排型植草沟误差范围为-3.13%～5.96%,误差较修订前提高约60.25%～68.71%;（2）传统型和渗排型植草沟均具有较好的径流总量削减、峰值流量削减和峰值延迟效果,渗排型植草沟对雨水径流的总量削减率优于传统型,随着重现期的增大,两种植草沟的径流总量削减率均不断降低,峰值流量削减率相差较小,峰值延迟时间均逐渐降低;随着植被高度的增大,各重现期传统型和渗排型植草沟对径流的总量削减率和峰值削减率均逐渐增大,峰值延迟时间逐渐延长;（3）恒定进水流量下,随着进水流量的逐渐增大,下渗峰值流量逐渐增大,不同重现期下,随着进水重现期的增大,下渗峰值流量逐渐增大,植被高度越高,渗排型植草沟的下渗流量相对越大;（4）植草沟宽度、横、纵坡坡度,粗糙系数等条件相同时,抛物线形植草沟对径流的最大传输能力相对较大,V形和抛物线形植草沟下渗过流断面面积较大,渗透效果较好;在植草沟设计中,从径流传输能力和渗透效果等方面考虑,宜优先考虑采用抛物线形植草沟。
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