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雨水收集利用是海绵城市建设工程技术研究的主要内容之一。如能充分收集利用雨水则可缓解城市水资源短缺问题,减轻城市内涝威胁和防洪压力,改善水生态环境。本研究分析确定了万州高铁站进行雨水回收利用的可行性与重要性,其主要任务是开展山地城市中大型公共建筑环境内,不同下垫面降雨径流的初期雨水弃流,雨水处理工艺及雨水可回收量等雨水收集利用相关技术研究,为海绵城市建设提供参考和数据支撑。本研究得到以下主要结论:(1)不同下垫面降雨径流水质在不同的降雨强度下随降雨历时变化,且具备一定的规律性,在降雨历时早期污染物浓度达到峰值。基于不同下垫面降雨径流水质分析,拟将高铁站屋面和站前广场降雨径流作为雨水回收利用的对象。利用无量纲累积曲线分析不同下垫面降雨径流的初期冲刷现象,发现不同下垫面表面发生不同程度的初期冲刷效应,即降雨径流累积输送的污染物百分占比在不同程度上大于累积输送的径流量百分占比。高铁站屋面和站前广场均较易发生初期冲刷,且高铁站屋面的初期冲刷效应更为显著。初期雨水弃流可简化雨水处理工艺流程,有效降低雨水处理成本,故建议使用容积式弃流装置对初期降雨的5mm厚雨水弃流。(2)大型公共建筑雨水回收利用处理工艺为:雨水—初期径流弃流—沉砂—过滤—消毒—雨水回用,小试研究结果表明,过滤技术与过滤材料是影响小试滤柱性能的主要因素。经弃流后,降雨径流污染物浓度较低,且考虑滤料获取的便捷性和经济性,推荐使用石英砂单层滤料或石英砂+无烟煤的双层滤料作为普通快滤池的滤层填料。(3)中试装置的滤池设计滤速为7.5m/h,滤层选用石英砂单层滤料,其采用恒速变水头的运行方式,水力停留时间为0.2h,反冲洗取q=15L/s·m2。研究结果表明,滤池对TN、NO3--N、NH3-N、TP、COD、SS的平均去除率分别为43%、47%、50%、29%、53%、63%。运行6h进行后,反冲洗可恢复滤池对各污染物的去除或吸附能力,箱线图分析表明滤池各时间节点出水水质稳定。单因子指数分析和内梅罗指数分析表明,滤池出水整体为清洁水质,为更好满足杂用水水质要求,建议实际工程中使用石英砂+无烟煤的分层滤料作为普通快滤池的滤层填料。(4)利用InfoWorks ICM模型预测可回收雨量和进行效益评估。选用修正Morris筛选法对模型参数局部灵敏度进行分析,发现固定径流系数、曼宁系数、初期损失值是降雨径流量的主要影响因子。且不同的降雨强度和不同的降雨历时,对固定径流系数、曼宁系数、初期损失值的敏感度判别因子S有不同程度影响,初期损失值的敏感度判别因子S最易受影响。研究区域内可回收雨量为29410 m3,占年总降雨量的61.8%,万州高铁北站杂用水总需水量为43389 m3,可回收雨量占总需水量的67.8%,且滤池可有效去除场次降雨径流污染物TN、NO3--N、NH3-N、TP、COD、SS质量。高铁站研究区域内雨水的资源化利用有利于天子湖流域水体自然修复,削减雨水排入量,缓解城市水资源供需矛盾,具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。