四种类型透水性路面的水文特征与水质的研究

摘要

2006年6月到2007年7月,在北卡罗莱纳州东部,对四种不同类型透水路面停车场的地表水径流量、总水流出量、峰值流速和达到峰值流速所需时间等路面水文特性的差别,进行了专项监测和研究分析。停车场由四种类型的透水路面和标准的沥青路面组成,①现浇透水混凝土路面（PC）;②缝隙空腔面积占12.9%的连锁混凝土路面砖的透水路面（PICP1）,空腔用小颗粒集料填充;③缝隙空腔面积占8.5%的连锁混凝土路面砖的透水路面（PICP2）,空腔用小颗粒集料填充;④用混凝土格子砖铺设的透水性路面（CGP）,用砂子填充空腔。与沥青路面相比,所有透水性路面都可以显著降低地表的水径流量和峰值流速（p〈0.01）。在所测试的透水性路面中,采用混凝土格子砖铺设的透水性路面形成的地表雨水径流量最大（p〈0.01）;连锁混凝土路面砖透水性路面（PICP1）和混凝土格子砖透水性路面上形成的雨水流出量,远远低于其它几种地面形成的雨水流出量（p〈0.01）,而且峰值流速最低、达到峰值流速时所需时间最长。连锁混凝土地砖透水路面（PICP1）的这种特性,可能是由于埋入路面基础内的排水管线升高、引起基层储水能力增大所致;而混凝土格子砖透水路面（CGP）的这种特性,则归结于缝隙空腔内所填充砂子的保水性。总的来说,不同类型透水性路面的性能基本相近,但与沥青路面相比有本质上的差别。渗入透水性路面通过地下排水管排出雨水的pH值,都高于沥青路面地表雨水径流的pH值;现浇透水混凝土路面（PC）地下排水管内的雨水pH值最高（p〈0.01）。透水性路面的地下排水管中的氨氮量NH4-N（p〈0.01）浓度和总氮含量TKN浓度,都低于沥青路面的地表雨水径流和空气沉积物中的浓度。除了混凝土格子砖透水性路面外,其它三种透水性路面渗入地下的水中的NO2,3-N浓度,都高于沥青路面地表雨水径流中的NO2,3-N浓度（p〈0.01）,这可能是在透水性路面材料内部发生了硝化作用。总之,不同类型透水性路面对水质的影响是相似的,但混凝土格子砖透水路面似乎能够改善暴雨时水径流中氮的浓度。