完整水文年下基于监测与模拟的典型海绵项目径流评估

年径流总量控制率作为海绵城市的主要考核目标,是海绵城市建设中总量控制、污染控制、峰值控制的集中体现。为在海绵改造中实现这一目标,选取某城市某典型海绵改造项目,通过合理的方案布置,进行长时间连续监测(包含完整水文年),获取监测期内场次降雨全过程流量数据,并对超过10万条的监测数据利用Matlab进行自动分析计算。结果表明,大量监测数据的积累不仅可以完成海绵改造项目的定量化考核,同时还可以实现项目模型参数的率定和验证,可评估不同水文年下径流控制率;利用监测与模拟相结合的方法对完工后的海绵项目持续跟踪评估,可准确掌握海绵改造的建设效果,为海绵设施运行与管理提供最直接的依据。     

基于支持向量机的合流制溢流判别方法及应用

识别合流制管网溢流特征是城市水环境治理工作的重要依据,也是城市给排水研究的难题。为此,基于支持向量机算法与SWMM模型进行耦合分析场降雨事件合流制溢流特征。以北京市通州区海绵城市建设试点区域内一片老城区为例,通过建立SWMM模型构造数据集训练得到SVM模型,对历史127场降雨事件进行溢流特征识别,在训练期、测试期精度分别达到93%、89%,表明基于支持向量机的算法精度可靠,结果符合实际,能作为一种新的手段识别合流制管网溢流特征,为海绵城市规划设计、防灾减灾与水环境治理工作提供了理论依据。     

低影响开发雨水系统在满融经济开发区径流削减效应分析中的应用

低影响开发雨水系统(LID)是建设海绵城市的主要途径之一,为研究LID建设规模对降雨径流产生的影响,以沈阳市满融经济开发区西部区域为例,运用SWMM模型计算了绿色屋顶、透水铺装、下沉式绿地三种措施对径流的削减效应。结果表明,三种措施均能有效削减区域径流量,且各单项措施所占总面积比例与径流系数之间存在良好的负相关线性关系;雨强的增大削弱了绿色屋顶、下沉式绿地对径流的削减效果,而透水铺装受降雨条件的影响不明显;三种措施的削减效果由大到小依次为透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地;组合措施相较于单项措施具有更好的径流削减效益。研究结果为海绵城市的规划建设提供了理论依据。     

前池雨水花园系统径流水量控制性能试验研究

针对现有城市工业区建筑物屋面雨水径流的特点,在原有雨水花园基础上增设蓄存功能,提出了一种前池雨水花园系统,并模拟了降雨量下(降雨条件为重现期0.5、1、2年,降雨历时为30、60、120 min)的径流水量控制试验.结果表明,前池雨水花园系统对径流的削减可达到1/2以上,甚至可全部削减,且蓄水高度、各部分水量分配及流量...     

基于SWMM模型的住宅区层级式雨水系统构建

为研究层级式雨水系统的排水效果,以江西省南昌市某住宅小区为例,构建了由基本单元入渗系统、庭院逐级削减系统、地块层层滞蓄系统和小区末端调蓄系统组成的层级式雨水系统。利用SWMM模型模拟层级式雨水系统方案与传统方案在不同重现期降雨条件下对径流总量、峰值流量和节点溢流的控制效果,并进行整体性分析。结果表明,采用层级式雨水系统后,降雨重现期为0.5、1、2、3、5、10a时的径流总量削减率分别增加了63.20%、58.02%、52.43%、49.61%、44.46%、39.17%;径流峰值分别削减了56.44%、57.79%、58.65%、59.12%、59.36%、59.72%;径流峰值时刻分别延迟了9、8、6、4、3、1min。层级式雨水系统具有较好的径流控制效果,能减少径流总量,削减峰值流量,延缓峰值时间,改善节点溢流,保证研究区域5年一遇降雨不发生积水,有效缓解城市排水问题。     

基于水质水量监测的武汉市雨水径流污染特征分析

以武汉市茶山刘分流制排水区域为例,基于4场雨水径流水质水量监测资料,采用初始冲刷无量纲累积分析M(V)曲线分析了雨水径流初始冲刷效应,并使用SPSS软件对4场降雨事件的水质指标进行相关性分析.结果 表明,武汉市雨水径流污染物COD、TP、TN、NH3-N的降雨径流平均浓度分别为地表水Ⅴ类标准的4.9、6.2、13.0、...     

基于SWMM模型的雨水管网改造方案优化研究

基于雨洪模型SWMM模拟某老城区雨水管网现状,分析检查井节点溢流与管网荷载状况,分别提出传统改造方案(改变管径(方案1)、改变下垫面性质(方案2))及与海绵理念相结合方案(改变管径+LID即方案3)。在2年降雨重现期下,基于3种方案对管网节点溢流状态进行定量分析。结果表明,3种改造方案均能不同程度地改善区域内涝,其中海绵理念方案缓解节点溢流效果最优。进一步模拟高降雨重现期下(P=5、10年)管网优化效果,发现改变管径+LID方案(方案3)持续有效,较为理想。     

北京市方庄区域暴雨积水模拟研究

随着城市化进程加快,极端暴雨导致城市暴雨内涝灾害频发,构建城市精细化洪涝模型对城市防涝减灾具有重要意义。以北京市方庄区域为例,基于区域内各类基础数据,构建该区域降雨产流、河网汇流、管网汇流及地表漫流等过程的总体洪涝模型,并利用监测点实测数据模拟分析三场短历时的降雨事件。结果表明,由于管网系统收集所有的地表径流,方庄区域无地表积水现象发生,且各监测点曲线变化趋势拟合情况较好,模拟结果与实测数据基本相符。     

基于SWMM模型的绿色屋顶雨洪控制与效益分析

水环境安全一直是困扰我国社会经济健康发展的重要问题，低影响开发技术在应对水环境安全问题方面具有良好的韧性。以沧州中欧绿色产业园为研究区域，建立该区域的暴雨雨洪模型和雨水资源利用效益化模型。研究发现，绿色屋顶对地面径流具有明显的控制作用，径流总量的削减率和控制率分别为56.31%、68.32%,峰值流量削减率为48.58%,对TP、TN、SS、COD四种污染物的控制率分别为72.92%、74.82%、74.44%、73.89%;随着降雨强度的提高，径流控制率、污染物浓度控制率降低，分别呈现显著的四次、五次幂函数负相关关系；经测算，绿色屋顶能够产生较好的经济效益和环境效益。     

基于i-Tree模型的LID技术在降雨径流控制效果评价中的应用

为评价LID技术对开发后区域降雨径流的控制效果,以浙江省嘉兴市南湖区世合小镇为例,应用i-Tree软件,根据模拟区域的土壤类型、地形、降雨量、蒸发量及土壤覆盖等基础数据和径流污染物浓度监测数据,针对历史（2006年）、开发后未实施LID和规划实施LID三种情景,通过模拟分析研究区域内雨水径流总量和污染物负荷的变化来评估LID技术的应用效果。结果表明,规划实施LID情景与开发后未实施LID情景相比,可削减31.52%的径流总量;与开发前相比,仅增加9.96%的径流总量;径流量与土地覆盖类型有关,不透水表面径流量、年径流总量与树木植被呈负相关,而基流流量和透水表面径流量与树木植被呈正相关。规划实施LID情景相比开发未实施LID情景,3种污染物年负荷总量减少了513.66 kg,其中分别削减了4985%的TSS负荷、50.30%的COD负荷和36.36%的TP负荷,削减效果明显。     

基于SWMM的住宅区多LID措施雨水系统径流控制

为分析不同的LID措施对雨水径流的控制效果,以江西省南昌市某住宅小区为例,利用SWMM模型模拟了多LID措施串联的不同方案在不同重现期降雨条件下的削峰减排效果。结果表明,采用下凹式绿地、渗透铺装、植被浅沟的小区雨水系统,在降雨重现期为1、2、5、10、20年时总径流量、洪峰流量分别减少13.9%~25.1%、31.6%~47.9%;在此基础上分别串联屋面雨水桶、绿色屋顶、绿色屋顶+雨水桶的设计方案均能得到更好的径流控制效果;雨水桶相比绿色屋顶对总径流量有更强的削减作用,而绿色屋顶比雨水桶有更好的洪峰控制效果,尤其是在高强度降雨条件下单用雨水桶不能发挥削峰效果;绿色屋顶与雨水桶串联相比单独使用能发挥更强的削峰减排效能,且在高降雨强度下串联优势更明显。研究成果可为住宅区雨水系统的径流控制提供参考。     

基于径流污染控制目标为目的的分流制初期雨水调蓄池容积确定

鉴于初期雨水污染为地表水体的主要污染源之一,以儒乐湖初期雨水调蓄池容积确定为例,采用调蓄池工程措施进行截流,以V类水体标准为径流污染控制目标,在《室外排水设计规范》中控制径流污染的分流制初期雨水调蓄池计算公式的基础上,应用模型法模拟得出控制目标下的初期雨水径流累积深度及调蓄池容积。结果表明,截留径流累积深度为7mm,初期雨水调蓄池容积分别为9 250、5 850m^3时,研究区域内能够满足在管网重现期下排水水质达到V类水体标准。研究成果可为初期雨水截流工程实施提供建议及参考。     

海绵城市建设技术对地下水污染的影响评价

为避免海绵城市建设技术的实施造成地下水污染,采用层次分析法和聚类分析法评价海绵城市建设技术对地下水污染的影响。结果表明,22项海绵城市建设技术对地下水的影响分为3个等级,一级技术共11项,增加了地表径流进入地下水的概率,但对雨水径流的净化效果有限;二级技术共7项,有一定的概率使得地表径流进入到地下水中,同时具有一定的净化雨水径流的能力;三级技术共4项技术,能降解或净化雨水径流中的大部分污染物。结合海绵城市建设技术对地下水潜在影响的评价结果,可为不同风险区域的海绵城市选取适宜的海绵城市建设技术提供科学依据。     

南昌市乌沙河沿河景观工程生态设计

乌沙河是南昌市昌北城一条重要的城市河流,是沿岸城镇的景观生态廊道,又是基础经济发展的摇篮。针对乌沙河沿岸城镇防洪排涝标准低、河水污染严重、沿河生态景观效果差等问题,运用生态学的原理,通过截污利用、生态廊道设计、低影响开发等生态设计方案,对乌沙河治理段进行综合生态设计,合理利用雨污资源,减小初期雨水径流污染,恢复河道生物多样性和生境多样性,打造乌沙河沿岸景观生态廊道,同时,对建设海绵型城市具有一定的参考价值。     

基于水气两相流的降水渗水桩渗水性分析

渗水桩是一种可以提高地表降雨入渗效率的设施,主要应用于海绵城市建设。渗水桩通过改变地表透气边界,降低土体内孔隙气压力,促使雨水快速入渗,达到"排气减压、促进入渗"的目的。基于水气两相流理论,采用数值模拟方法分析渗水桩的渗水性。结果表明,土体埋设渗水桩可以显著减小孔隙气压力,提高地表入渗率;渗水桩渗水性在中锋型降雨时发挥最优;桩材料的饱和渗透系数越大土壤累积入渗量越大,增长率呈减速增长;保证体积不变渗水桩由窄变宽更利于雨水入渗,超过宽深比阈值后,渗水桩的促渗效果无显著变化。渗水桩有利于提高雨水入渗量,降低地表径流量,研究成果为渗水桩的适宜条件、材料选择及几何形态的设计提供了依据。