1.7 研究內容、方法及技術路線

1.7.1 研究內容

1.凈水型護岸理念與技術探討

將城市徑流污染對城市水體的危害情況、國內外在治理城市徑流污染方面的研究進展和城市護岸結構應用情況進行綜合分析，提出“凈水型護岸”理念，并對“凈水型護岸”概念及內涵進行探討；通過對用于凈化徑流雨水的分別適用于緩坡和陡坡的柔性排護岸、凈水箱護岸，以及用于凈化入河徑流污染物的凈水石籠護岸等三種典型凈水護岸方案的提出、研發和探討，來支持“凈水型護岸”理念的可行性，并借此對凈水型護岸的設計原則進行歸納和總結。同時，通過對凈水箱護岸的深入研究來探索凈水型護岸的可行性。

2.凈水箱護岸處理雨水徑流污染技術研發

針對城市水體護岸普遍陡直的特點，進行凈水箱護岸結構和配套結構支撐魚巢磚、跳躍井、蓄水池和布水管設計，該整體結構不僅能夠對城市徑流雨水和合流管系溢流（CSO）有良好的凈化效果，同時必須在工程角度上是安全可靠的，且美觀大方、可創造豐富的水邊生境。細部研究工作包括對凈水箱內的植物生長床進行研發、對濾料吸附性能的試驗研究、可適應凈水箱內生長條件的水生植物的選擇試驗研究、耐旱及耐凍研究、蚊蟲孳生和異味控制研究。

3.凈水箱護岸凈化徑流雨水試驗及機理研究

根據城市降雨徑流污染的特點和實際應用中可能的使用條件，確定試驗方案，對污水處理過程中凈水箱中植物和微生物生長狀況進行定量描述，并對污水處理過程中污水基本理化指標pH和D₀進行定量分析。結合以上試驗過程中的相關背景資料和數據，分別就凈水箱對氮、磷和以銅、鋅為代表的重金屬的去除效果進行如下綜合性的試驗分析：

（1）不同進水污染物濃度對去除率的影響。

（2）不同水力停留時間（HRT）對去除率的影響。

（3）不同植物組合對去除率的影響。

（4）不同凈水箱組合數對去除率的影響。

（5）不同植物生長期對去除率的影響。

4.凈水箱護岸應用研究

針對北京市區京密引水渠護岸實際條件進行應用研究。選用2007年9月13日的降雨進行雨水徑流凈化試驗和效果分析。通過與原草皮護坡上植物生長狀況和昆蟲等動物出現頻率的對比監測，分析凈水箱護岸的生態效果和景觀效果。對凈水箱護岸的工程實施與穩定、運行與維護、適用范圍與使用壽命等問題進行系統分析。

1.7.2 研究方法

本研究將水利工程學、生態學、環境工程學和景觀美學相結合，主要采用文獻分析、模擬試驗研究、試驗測試分析、現場應用試驗、現場調查分析以及數值統計分析等研究方法。

1.7.3 研究技術路線

本研究以目前國內外廣受關注的城市徑流污染為切入點，以“生態水利工程學”理論為指導思想，提出了去除城市徑流污染物的凈水型護岸理念，對“凈水型護岸”概念及內涵進行了探討，進而提出了適用于不同應用條件的凈水護岸體系。并通過對凈水箱護岸的深入研究來探討凈水型護岸的可行性。對凈水箱護岸的研究思路從三個層次展開：一是對凈水箱護岸的相關結構和材料進行設計研發；二是凈化徑流雨水模擬試驗及機理研究；最后通過現場試驗對其實際應用效果進行了檢驗，并分析總結了相關的應用問題。本書的研究技術路線如圖1.5所示。

圖1.5 研究技術路線 Fig.1.5 The techncal route of research