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目前城市排水管道几乎都存在不同程度的污染物沉积现象,排水管道沉积物的淤积不仅会腐蚀管道、导致管道输水能力下降,而且管道沉积物中的污染物会释放到城市水体,会严重威胁受纳水体的水环境。因此,为预防和控制城市水体水质污染、遏制其进一步恶化,保证城市水环境的可持续发展,须要加强对排水管道沉积物累积与冲刷规律的研究。本研究以SWMM模型模拟为基础,通过现场试验和模型计算,研究不同降雨条件下城市雨水管沉积物累积冲刷规律及其污染负荷,以期为城市排水管道清淤及沉积物污染提供数据支持,以及达到减少管道沉积物对城市水体的污染。本研究得出主要结论如下:(1)通过比较实验测定方法和SWMM模拟方法两种方式得到降雨量与单场降雨径流SS负荷的关系,当两种方法得到的二者关系曲线近似吻合时,可认为此时的SWMM累积冲刷主要参数(C1、C2、S1、S2)即为SWMM模型模拟中所需的适宜典型水质参数值。(2)通过对车公庄大街区域和五栋大楼区域的模拟得到了在不同重现期下管道沉积物SS累积负荷与其不同影响因素的关系,并进一步通过SPSS软件的相关性分析得出了影响北京城区排水管道沉积物累积的主要因素为:降雨量、边界剪切力、水流挟沙力和降雨强度。(3)通过影响北京城区排水管道沉积物累积的主要因素的确定,利用多元非线性回归分析方法得出了排水管道沉积物SS累积负荷关系式,并对关系式进行了验证,验证结果表明:在不同重现期下,当汇水面面积和管径发生变化时,SS累积负荷计算值与SS累积负荷模拟值的相对误差变化很小。因此,认为此排水管道沉积物SS累积负荷关系式具有一定的可靠性。(4)通过排水管道沉积物累积关系式的建立以及SWMM的模拟得出了:a、车公庄大街区域近30年降雨重现期与SS累积负荷关系表明在重现期小于0.376时,单场降雨SS累积负荷随重现期的增加而增加,当重现期大于0.376时,随重现期的增大SS累积负荷逐渐减少,但SS累积负荷均在90mg/m2以上,约占单场降雨SS总累积负荷的69.03%。因此,在管道沉积物的控制中应重点控制降雨重现期大于0.376的降雨,对应的降雨量应大于25mm的降雨。因此,对于旧居民区,主要控制降雨量大于25mm的降雨时所累积的污染物;b、五栋大楼区域近30年降雨重现期与SS累积负荷关系表明随着重现期的增加,单场降雨SS累积负荷也逐渐增加,当重现期为0.276时,单场降雨SS累积负荷达到最大,为29.01mg/m2,之后单场降雨SS累积负荷逐渐降低。当重现期小于0.276时,即降雨量在小于20mm,单场降雨SS累积负荷占总负荷的60.4%,而降雨量大于20mm时,单场降雨SS累积负荷占总负荷的39.6%。因此,对于新建小区,主要控制降雨量小于20mm的降雨时所累积的污染物。(5)通过对车公庄大街区域和五栋大楼区域的模拟得到了在不同重现期下管道沉积物SS冲刷负荷与其不同影响因素的关系,并进一步通过SPSS软件的相关性分析得出了影响北京城区排水管道沉积物冲刷的主要因素为:平均剪切应力、最大流量、最大降雨强度和平均降雨强度。(6)通过影响北京城区排水管道沉积物冲刷的主要因素的确定,利用多元非线性回归分析方法得出了排水管道出流SS负荷关系式,并对关系式进行了验证,验证结果表明:在不同重现期下,当汇水面面积和管径发生变化时,SS冲刷负荷计算值与SS冲刷负荷模拟值的相对误差很小。因此,认为此排水管道出流SS负荷关系式具有一定的可靠性。之后结合SWMM模型所提供的地面SS冲刷负荷,根据系统污染物进--出平衡计算方法,得出了排水管道沉积物SS冲刷关系式。(7)通过排水管道沉积物冲刷关系式的建立以及SWMM模拟,得出了车公庄大街区域和五栋大楼区域近30年不同降雨量与管道径流冲刷SS负荷控制率关系曲线,结果表明无论是对于旧居民区还是新建小区,当重现期小于0.376a,即降雨量小于25mm的降雨,管道沉积物冲刷负荷约占SS总负荷的80%,说明小降雨事件所冲刷释放的管道沉积物负荷对城市受纳水体影响较大,因此控制降雨量小于25mm降雨所引起的管道沉积物径流冲刷更具有实际意义。(8)通过借鉴国外已有的排水管道沉积物控制措施或技术,结合北京排水管道特点提出了雨水管道沉积物的控制措施分为3类:源头控制、中途控制、末端控制。