吸水型下沉复合式绿地关键技术研究

本书以济南市为研究区，在考虑济南市应用下沉式绿地的气候条件和空间条件的情况下，将绿色环保无污染、成本低的高吸水性树脂应用到下沉式绿地中，探讨了下沉式绿地结构中人工复合土壤在不同铺设深度、铺设位置以及不同混合比条件下，土壤水分人渗的累积人渗量、人渗率以及湿润深度的动态变化规律，研究了人工复合土壤的重复利用效率、平均脱水时间规律，揭示了分层复合下沉式绿地产流的临界雨强，探讨了其雨水水质净化效果。本书可作为高等院校和科研院所相关专业研究生的学习用书，也可为海绵城市建设及水资源利用相关研究提供一定的参考。

杨涛，教授，博导，现任河海大学水文水资源学院院长，人选国家万人计划科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、中科院百人计划。从事特别水文事件和数据水文学研究，揭示了稳态与非稳态交替条件下特别降水与洪涝灾害形成机理，构建了气候变化条件下特别水文事件非结构化预测模型，创建了水库群调节与反调节文化粒子群新算法，构建了大数据驱动的突发水灾害预测预报模式。研究成果在长江、黄河、准河、海河等大江大河流域的洪水预报调度、墒情监测预报、水资源调配等科学研究与生产实践中得到广泛应用和检验，研究成果被欧盟地平线计划大型国际合作项目ISI-MIP2采用。研究成果在Journalof Geophysical Research、Water Resources Research、Journal of Hydrology、Environmental Research Letters等发表学术论文121篇（SCI收录85篇)，SCI总引用1856次(他引1637次），人选ESI高被引论文5篇，热点论文2篇，2篇SCI引用超过150次，H指数26。担任多个国内外期刊副主编、国际水资源学会中国委员会常务理事、中国自然资源学会水资源专业委员会副主任委员、中国地理学会水文地理专业委员会工作委员会副主任委员、江苏省地理学会常务理事。作为主要完成人，研究成果荣获国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖5项，澳大利亚联邦政府International Endeavor Fellowship、中国水利学会刘光文青年科技奖。

前言
第1章绪论1
1.1“海绵城市”建设1
1.2下沉式绿地结构3
1.3高性能吸水树脂5
1.3.1高性能吸水树脂及其性能5
1.3.2高性能吸水树脂的吸水保水机理7
1.3.3国内外研究现状12
1.4本书主要内容13
第2章研究区域水文地质概况15
2.1地理位置15
2.2水文气象16
2.2.1降水地理分布16
2.2.2降水量年际分布16
2.3水文水系17
2.4水资源开发利用17
2.5土壤物理特性18
2.5.1土壤类型概述18
2.5.2土样采集20
2.5.3土壤容重20
第3章试验条件及试验原理22
3.1试验条件22
3.1.1试验场地概况22
3.1.2试验设备仪器24
3.2试验原理28
3.2.1土柱试验28
3.2.2土槽试验29
第4章人工复合土壤的使用性能31
4.1试验设计31
4.1.1试验材料31
4.1.2试验步骤31
4.2吸水性31
4.2.1人工复合土壤含水量31
4.2.2人工复合土壤饱和含水量33
4.3脱水性34
4.3.1人工复合土壤水分特征曲线34
4.3.2人工复合土壤比水容量37
4.3.3人工复合土壤水分有效性38
4.4本章小结39
第5章人工复合土壤的工艺技术研究40
5.1土柱试验40
5.1.1试验方案40
5.1.2试验步骤41
5.2高性能吸水树脂铺设厚度42
5.2.1累积入渗量42
5.2.2入渗率44
5.3高性能吸水树脂铺设位置46
5.3.1累积入渗量46
5.3.2入渗率47
5.3.3湿润深度48
5.4高性能吸水树脂混合比49
5.4.1累积入渗量49
5.4.2入渗率49
5.4.3湿润深度50
5.5本章小结51
第6章下沉式绿地结构产流临界雨强分析52
6.1土槽试验52
6.1.1下沉式绿地结构52
6.1.2降雨条件选择56
6.1.3试验步骤56
6.2地表积水变化过程57
6.3径流量变化过程58
6.3.1地表径流变化过程58
6.3.2壤中流变化过程60
6.4土壤含水量变化特征60
6.5人工复合土壤成本62
6.6本章小结63
第7章下沉式绿地结构吸--脱水特性64
7.1试验方案设计64
7.1.1循环使用效率试验64
7.1.2脱水试验66
7.2循环吸水特性67
7.2.1土壤吸水量随时间的变化规律67
7.2.2土壤吸水量随吸水次数的变化规律69
7.2.3不同降雨条件下多次吸水变化71
7.3平均脱水时间74
7.4本章小结79
第8章下沉式绿地结构水质净化试验分析80
8.1水质净化试验80
8.1.1试验设计80
8.1.2试验参数与指标82
8.2水质净化效果84
8.2.1浊度84
8.2.2悬浮物85
8.2.3色度86
8.2.4挥发酚86
8.2.5氨氮87
8.2.6金属离子88
8.2.7亚硝酸盐88
8.3本章小结89
参考文献91
索引97