基于SUSTAIN模型的LID设施成本效益分析

以深圳市某低影响开发(LID)示范区为研究对象,利用SUSTAIN模型分析LID措施在削减峰值流量方面的成本效益。构建研究区域排水系统的现状模型,并利用实测降雨数据进行率定,在现状模型的基础上构建LID方案,以雨水排放口的峰值流量为控制目标,以LID设施的规模为决策变量,设置不同重现期设计暴雨作为边界条件,对多种组合的LID设施进行模拟,得到各情景下的优化方案以及成本-效益曲线。结果显示,相同的LID设置方案在不同强度的降雨条件下的成本-效益曲线有较大差异,LID设施在高强度降雨下的径流控制效果较差。该研究方法可为相关规划与设计中控制目标的制定与建设方案的优化提供参考。     

基于SWMM的低影响开发城市道路雨洪控制模拟研究——以萍乡市武功山大道为例

低影响开发设施作为能够有效消减、利用和延缓城市道路雨水径流以及控制径流污染的分散性单元,正逐渐应用于道路排水系统建设中。该文以海绵城市试点——江西省萍乡市武功山大道为研究对象,运用雨洪管理模型(SWMM)模拟不同重现期(一年一遇、三年一遇、五年一遇以及十年一遇)3小时降雨下生物滞留设施、透水铺装等单一低影响开发设施以及低影响开发组合模式对于道路雨水径流削减效果。结果表明,采用LID雨水系统的城市道路在不同重现期下对径流总量的削减率为34.5%、28.2%、26.1%、24.3%,径流峰值削减率分别为37.4%、27.3%、23.5%、19.5%。同时,对于单项LID设施而言,生物滞留设施在径流总量以及峰值削减上均优于渗透铺装,具有良好的雨洪调控效果。     

基于SWMM模型与成本效益的LID布局优化方法研究——以嘉兴某住宅小区为例

在低影响开发的过程中,成本效益是影响方案制定的重要因素。以嘉兴市某住宅小区为例,构建了一种基于SWMM模型和最小成本原则的优化方法。首先在历年实测降雨条件下,选择了4种LID设施,在单独布置和全布置情况下进行暴雨径流量和污染物的削减效果模拟;然后结合成本得出各种LID的成本效益排名,分别以径流总量、TN、TP为指标进行了LID的类型、位置和百分比的优化,最终得出最优的LID组合方案。研究的方案可得出最佳条件下LID布局的有效性及相应成本,能为低影响开发建设规划提供决策依据。     

海绵城市建设中源头减排控制指标研究——以三亚市某新建小区为例

以三亚市某采用低影响开发的建设小区为例,在对小区的地形、雨水径流方向、排水系统进行综合分析后,将小区划分为25个汇水分区,各汇水分区设置下凹式绿地或生物滞留设施,并利用容积法对该小区的径流控制量进行试算;在此基础上,基于暴雨径流管理模型(SWMM)分析该小区在三年一遇一小时降雨条件下开发建设前、传统开发、采用低影响开发(LID)后的3种不同方案径流变化情况,结果表明:采用LID开发后的径流量及高峰径流量较传统开发均有所减小,并且LID开发后的高峰径流量较传统开发削减了56.25%,LID设置能够满足三亚市海绵城市建设提出的控制指标要求。为今后海绵城市LID设施建设提供了理论依据和技术指导。     

采用SWMM模拟LID市政道路的雨洪控制效果

采用SWMM软件模拟建设项目低影响开发(LID)设施的雨洪控制效果是LID规划设计的重要依据。以深圳市光明新区某已建LID市政道路为例,介绍了LID市政道路的SWMM模型建立方法,包括汇水区的划分、LID设施的定义、设计降雨的选择等内容。模拟结果表明,相比传统设计道路,LID设计道路能够有效削减年雨水径流总量和典型场降雨的峰值流量。     

基于PCSWMM的老校区LID设施模拟

以某老校区示范区低影响开发(LID)为例,采用PCSWMM模型,介绍其LID建模原理和方法,对老校区构建现状条件下模型和LID模式下模型,探讨LID规划目标指定方法,LID控制设施布局总体思路及优化思路和方法,最终得到老校区LID设施布局方案,并对比最终方案和现状方案,校核达标情况。模拟结果表明,通过在老校区综合应用一定规模的LID设施(雨水桶、生物滞留池、透水铺装),可使老校区开发建设后的年径流总量和径流峰值不大于现状值。     

通州区海绵城市试点区典型LID设施技术集成初探

低影响开发(LID)作为一种城市设计和雨水管理思路现已逐渐成熟。LID设施无需占用大面积的土地资源即可将大部分雨水留在原地,既可以控制雨水径流污染、补充地下水,又可以减轻城市洪涝灾害。通州区作为北京海绵城市建设的试点区,将LID设计理念应用于暴雨管理和面源污染控制设计,掀起了城市规划和雨洪控制理念变革的建设热潮。文章从LID的功能分析及试点区实际应用LID类型分析入手,对LID设施的技术集成进行探讨,为海绵城市建设中如何选择LID设施提供了一定的理论依据。     

基于SWMM模型的低影响开发雨洪控制效果模拟

介绍了SWMM模型中低影响开发(LID)模块的模拟原理,通过案例介绍了场地LID雨水系统规划过程,并运用SWMM模型对传统管线设计进行了校核,对LID场地径流的控制效果进行了评价。对设计场降雨事件及连续降雨事件的模拟表明,场地LID雨水系统规划可实现峰值流量及年径流外排率恢复到开发前的状态,LID设施对污染物削减效果显著。     

南方平原城市生态滞蓄设施运行效果的模拟评估

《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(简称《指南》)对不同地区低影响开发(LID)系统的年径流总量控制率提出了具体要求,但《指南》中同一类型地区的LID达标却面临不同的问题。以上海市为研究对象,探讨在南方平原城市地下水位高、土壤渗透性差、建筑密度高等限制条件下,适用的生态滞蓄型LID设施的选择问题;利用SWMM模型评估下渗作用受限制的应用条件下,设施的年水量控制效果。结果显示,在接近最大可能条件下进行低影响开发,上海典型城区LID系统的年径流总量控制率低于55%,难以达到《指南》的要求。因此建议,在南方平原地区将滞蓄型LID设施排水管道的出流水量计入受到控制的水量范围,以体现不同区域雨水管理目标的差别。     

某低影响开发道路的雨水滞蓄效果模拟与评价

选取我国南方某城市一条基于低影响开发(LID)理念建设的道路,利用Info Works ICM城市综合径流模型模拟道路的降雨径流过程,评价生物滞留带的雨水滞蓄效果;另外,分析LID道路的场次径流总量削减率、峰值流量削减率、年径流总量控制率等指标及相关影响因素。结果表明,道路生物滞留带对中小降雨具有较好的控制效果,随着降雨量的增大,尽管统计所得的年径流总量控制率增大,但对降雨的径流总量控制能力减弱。     

海绵城市与城市雨水管理相关概念与内涵的探讨

正一、低影响开发与海绵城市(一)低影响开发的内涵低影响开发(Low Impact Development,LID)最早诞生于美国马里兰州,并由该州的乔治王子郡环境资源署首次提出,其核心是通过使用渗透、调蓄、净化等技术,模拟场地开发前的水文特征,是削减径流量的一种雨水管理方法,且主要利用小型、分散、低成本的生态措施来控制高频次、中小降雨事件。该方法的主要目标是恢复场地开发前的良性水文循环,对改扩建项目的雨水处理措施进行升级改造,降低该区域的径流外排量和排入受纳水体的污染物浓度。与常规的灰色基础设施相比,LID不仅建设和维护成本更低,而且能够为城市环境提供更高效的保护[1,2]。     

基于年径流总量控制率的降雨典型年的研究及确定

在海绵城市建设进程中,低影响开发(LID)设施和雨水调蓄设施规模的确定以及年径流总量控制率的计算,均需要依托于有效、合理的降雨数据。通过整理我国3个城市的多年实测日降雨数据,并运用变量相关性分析,发现各城市多年年均降雨量、累计降雨频率和年径流总量控制率与某一年的相关性均较高,那么该年的降雨数据可以反映该城市的典型降雨特性,因此,可以把该年作为海绵城市降雨年的典型年,把该年的降雨数据作为模型法的输入数据,用于确定LID和调蓄设施规模以及计算年径流总量控制率。     

低影响开发设施组合的水文模拟及不确定性分析

在海绵城市建设中,通过多种低影响开发(LID)设施的组合应用可实现对城市雨水径流的调控。针对LID设施组合的水文模拟存在高维参数估值不确定性分析的难题,以深圳环保产业园LID示范区为例,构建LID组合设施的暴雨洪水管理模型(SWMM),结合Morris筛选法与DREAM算法,对不同降雨条件下模型中不同设施、不同类型参数的灵敏度和不确定性进行分析。结果表明,位于下游的设施参数灵敏度普遍高于上游设施,排水及导水相关参数灵敏度相对较高;下游设施的排水参数后验分布峰值明显,参数不确定性小;中等强度降雨事件模拟结果的不确定性比高强度降雨事件要小。     

基于SWMM的深圳市某区域LID设施布局与优化

以深圳市某低影响开发(LID)示范区为例,通过对示范区构建现状模型、传统开发模型和LID模型,探讨了示范区LID规划目标的制定方法、LID设施布局的总体思路以及基于LID目标的LID设施优化方法,最终得到示范区LID设施布局方案。模拟结果表明,通过在示范区综合应用一定规模(绿色屋顶、雨水花园、下凹绿地、透水铺装和LID树池等5类LID设施占示范区总面积的比例分别约为9%、4%、3%、15%和0.5%,总计约为31.5%)的LID设施,可使示范区开发建设后的年径流总量不大于现状值、峰值流量接近现状值。     

基于低影响开发(LID)的可持续城市雨水系统

城市内涝多发、水环境污染和雨水资源大量流失等已成为制约城市可持续发展的关键问题.低影响开发(Low Impact Development,LID)是美国提出的一种雨水管理体系,其核心理念是通过源头控制维持城市水文循环.基于LID理念,构建将雨水源头控制措施、雨水排除管网和雨水集中处理设施统一结合的可持续城市雨水系统,既可控制降雨径流引起的负面影响,又可有效利用雨水资源,从整体上提高城市排水安全,减轻下游防洪压力,控制城市非点源污染,更好地体现了我国的雨水管理要求.针对可持续城市雨水系统,建立科学的动态评估方法,并开发界面友好、行之有效的评估工具,是其在工程应用中的核心问题.     

基于SWMM的LID雨水开发在校园中的应用探讨

中国石油大学(华东)图书馆项目在实施海绵城市建设的基础上,通过SWMM模拟按照低影响开发(LID)的要求,从绿化屋顶、下凹式绿地和雨水回用等方面在校园建设中对低影响开发(LID)进行探讨。低影响开发充分发挥建筑屋面和绿地等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和净化作用,在控制雨水径流、实现雨水的自然积存、渗透和净化等方面效果显著,并可通过浇洒实现对雨水的回用。本项目为校园绿色建筑的雨水利用设计和施工进行了有益探索,符合可持续发展的要求。     

基于SWMM的海绵改建小区雨水径流调控研究

以北京通州某建筑小区海绵改建示范项目为研究对象,利用SWMM雨水管理模型,依据降雨径流实测数据率定、校验模型参数,构建了海绵改建小区雨水径流多级调控系统,分析了海绵改造前后以及不同情景下LID设施参数、管道参数等对雨水调控能力的影响。结果表明,一级LID措施调控后年径流总量控制率可达到41. 51%～57. 40%、污染物削减率均在25%以上;二级调控雨水管道尺寸最为有效,当排水沟底宽或最大深度增加60%时,可保证小区10年一遇降雨重现期下无积水现象发生;三级调控蓄水池容积,可以实现小区3年一遇降雨重现期下无积水现象发生,同时雨水资源利用率达到3. 93%。     

滨海区域LID措施模型的模拟效果分析

以某滨海城市填海区域为研究对象,利用PCSWMM软件建立该区域的雨洪管理模型,分析LID措施和潮汐现象对规划地块雨水径流和地面积水的影响。结果表明,在有潮汐作用、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为53. 77%、24. 02%和48. 08%、23. 41%;在无潮汐作用(管道自由出流)、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为52. 38%、24. 02%和46. 69%、23. 41%。由模拟结果可知,LID措施对滨海城市地面积水状况具有一定的缓解作用;潮汐现象本身对研究地块的出流量和地面积水情况有一定影响。     

SUSTAIN支持下的LID建设成本效益研究——以南京市鼓楼区为例

目前LID的相关研究已逐渐综合化和多学科化,特别是针对LID措施建设与优化布局的探讨日益增加。以南京市鼓楼区为例,依托ArcGIS与SUSTAIN建立了一套城市雨洪管理评价与优化的方法框架,构建了城市尺度水文模型,并统筹考虑年径流总量控制率和投资效率,模拟得出不同LID连接情景（并联、串并联结合、串联模式）下的LID成本效益曲线和最优方案。结果可知：LID的成本效益存在一定的累积效应,串联模式下LID的成本效益优于并联模式;且当LID的规模和成本超出一定阈值后,径流削减率也逐渐趋于稳定。最后得出鼓楼区LID最优投资成本为7.4亿元,整体年径流削减率可达75%,并有针对性地提出了鼓楼区LID建设投资与空间配置优化的具体对策建议。     

基于LID的生态社区空间形态研究

国内生态社区建设困境和海绵城市理论研究的不断深化,使得生态社区结合LID理念势在必行。在综合考虑LID设施布局和雨水径流组织的基础上,以保证生态社区雨水管理的系统性和完整性为目标,结合LID理念的生态社区呈现出不同的空间形态特征。用地布局遵循自然条件,合理组织雨水径流;道路系统加强雨水的传输功能,并通过合理的道路结构减少不透水地表面积;绿地采用分散的布局模式,分层级进行LID设计。合理的空间形态既能够实现有效的雨水管理,又能够实现整个社区环境和社会的可持续发展。