美国城市雨洪管理水文控制指标体系及其借鉴意义

我国在海绵城市建设试点阶段,亟待探讨如何构建适宜的水文控制指标体系。在近半个世纪的城市雨洪管理实践中,美国整合出一套水文控制指标体系,包括维持河湖湿地基流与地下水补给的入渗控制指标,减少雨洪面源污染的水质控制指标,防止河道侵蚀的水土侵蚀控制指标,以及避免小量级洪涝和减轻极端洪涝灾害的洪水控制指标。在调研美国城市雨洪管理沿革的基础上,对我国目前开展的海绵城市试点工作中的径流控制指标进行了对比研究;包括指标确定方法比较,指标划分与实施比较,以及指标的涵盖范围与效益分析。在此基础上,提出了我国海绵城市试点建设中确定水文控制指标所亟待开展的工作,包括基础科研领先,数据与成果共享,加强区域及部门间合作以及推行多指标水文控制体系的理念与实践。本文为海绵城市建设中合理确定适合各地具体条件的水文控制指标体系提供研究思路与参考。     

厦门市海绵城市建设径流控制指标的探索与实践

径流控制是海绵城市建设的重要抓手。分析了厦门市径流控制指标的类型和传导方式,采用“因子分析法”、“逆向复核法”分别对径流总量控制指标和径流污染削减指标进行分解,并结合厦门实践经验,提出径流控制指标管控的流程及要点,较完整地展示了在城市规划建设中落实径流控制指标的方法途径,可为海绵城市规划编制及指标管控提供借鉴。     

基于HydroInfo的海绵城市建设效果分析——以天水市为例

合理设定海绵城市建设措施及规模是海绵城市科学规划设计的关键。径流总量控制作为海绵城市的刚性指标,是衡量海绵城市建设效果的关键标尺之一。以分析海绵城市建设预期效果为目标,以天水市为例,采用HydroInfo多维耦合降雨径流模型,将研究区剖分为10 902个三角形网格、5 748个计算节点,采用MUSCL途径提高离散精度,对海绵城市建设的径流总量控制进行定量计算和验证。结果表明:在设计降雨条件下,研究区域现状外排比例为81.2%,增设14%绿地和25%蓄水设施后,下渗、蓄水、外排比例分别为64.9%、20.1%、15%,可以实现渗蓄比例高于85%的径流总量控制目标;在20年一遇暴雨情景下,海绵城市建设后外排系数为43.9%,蓄存比例为12.8%,下渗比例可达30.5%,蓄滞水量由14.14万m~3增加到118.69万m~3;该海绵城市建设方案有效提升了研究区渗、滞、蓄水能力,降低了城市排水压力和内涝风险。研究成果为海绵城市规划和建设提供了实用方法。     

国内外海绵城市建设经验及研究成果浅谈

介绍了美国、德国、新西兰等国家城市雨洪管理研究进展、雨洪管理相关法律保障体系及工程建设成效,分析了我国海绵城市建设背景、现状及建议成果。经过对国内外海绵城市建设成效的对比分析,对我国海绵城市建设提出了如下意见和建议,即海绵城市建设在核心技术方面需结合城市特点汲取西方发达国家的先进技术和管理体系;应制定相关法律法规、技术规程,建立制度保障体系和技术体系;加强部门之间的联动作用,落实海绵城市建设的目标责任制以及加强对城市水科学方面的研究,加强科技创新,以为海绵城市建设提供科技支撑和技术保障。     

海绵城市建设与城市水土保持

针对我国面临的水资源短缺、水环境恶化和洪涝灾害严重等问题,中华人民共和国住房和城乡建设部组织编制了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行)。文章学习理解了海绵城市雨水控制利用的低影响开发理念,并将海绵城市理念与水土保持工作进行了结合,认为海绵城市的提出为水土保持的雨水控制利用方面做出了重要的技术指导,水土保持工作应依据海绵城市理念进一步细化。同时,从城市水土保持角度对海绵城市的建设提出几点意见。     

海绵城市年径流总量控制率指标分解探析

减少雨水径流外排,地块内雨水径流就地消纳利用是海绵城市建设的重要目标之一,雨水径流外排量由年径流总量控制率这一指标体现,如何科学合理地确定年径流总量控制目标,是近年来海绵城市建设过程中主要探索内容。以广州科教城片区为例,结合片区下垫面、排水管网等资料,利用容积法对年径流总量控制率进行指标分解,同时采用Infoworks ICM模型对各地块年径流总量控制率指标分解的合理性进行模拟验证,结果显示各地块在按照规划年径流总量控制率开发建设后,片区排水管网均满足10年一遇设计重现期,在100年一遇降雨条件下部分区域虽出现积水,但无内涝发生。研究表明,分解确定的各地块年径流总量控制率可用于指导片区开发建设,通过海绵城市建设可有效降低雨水外排,提升区域防灾减灾能力。     

海绵城市建设对区域地下水资源的补给效应

为探究海绵城市建设对区域地下水资源的补给效应,以某海绵城市建设实验区为例,采用Visual MODFlow软件分别对海绵城市不同建设方案条件下的地下水水位动态进行模拟预测。结果表明:城市建设增大了地表不透水面积,使地下水补给量减少,导致区域地下水水位普遍下降,且下降幅度受下垫面变化特征的影响;海绵城市建设对地下水资源的补给作用与低影响开发工程设施的类型有关,也与其规模有关,仅当海绵城市建设达到一定规模之后才能对区域地下水资源产生较为明显的补给效应。     

大兴机场海绵设施雨洪控制效果模拟

以大兴机场海绵系统为例,根据降雨径流资料,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同海绵设施组合情景下的水文过程。结果表明:在不同设计暴雨条件下,绿色基础设施、景观湖以及组合方案均能削减洪峰流量、延迟洪峰时刻;组合方案的雨水控制效果最为显著,5 a重现期下,出口处洪峰流量削减率和雨水总量控制率分别达41.5%和79.9%;景观湖的蓄滞作用在不同的重现期下对出口流量的影响时段不同,景观湖在低重现期下蓄积降雨过程中的雨水,削减降雨初期外排出口的流量,而在高重现期下蓄积空间主要用于降雨后期的雨水汇流的收集,在出口段明渠退水过程中减少外排雨水;绿色基础设施在上游区域的溢流量削减率达到10.6%,在洪峰削减、延迟峰值时刻上表现明显;上游连接景观湖后造成的回流会导致退水时长增加,在高重现期下回流雨水占用明渠蓄水空间,可能增加上游管网的溢流风险。     

国外雨水管理对我国海绵城市建设的启示

介绍我国海绵城市建设的背景,分析海绵城市建设的必要性,讨论海绵城市建设与雨水管理之间的关系,认为可借鉴日本、美国、澳大利亚以及欧洲一些国家的"低影响开发技术"、"水敏性城市设计"、"绿色基础设施建设"等理念和技术,以及一些雨水管理法规与奖励政策,因地制宜地进行城市排水系统改造、雨水管理信息系统建设等,推进我国海绵城市的建设。     

海绵城市建设基本原则及灰色与绿色结合的案例浅析

基于天然水文循环和自然生态系统的基本原理,结合目前我国城市发展存在的诸多问题和"海绵城市"理念的提出,本文借鉴国际经验,阐述了"海绵城市"规划实施中的7个基本原则;包括制定远景规划,立足多尺度综合管理,形成相互连接的整体框架,注重人与自然的和谐,发挥绿色雨洪基础设施的多功能,加强多学科研究,以及考虑可持续性。在此基础上,从多个尺度结合具体案例进一步探讨了"海绵城市"中绿色基础措施和传统的灰色雨洪基础设施相结合的重要与必要性。同时展现了:绿色与灰色雨洪设施的恰当结合还可以将雨洪管理艺术化,增加景观效益,提供休闲娱乐场所,使城市更加美丽健康,合谐宜居。     

海绵城市建设在城市防洪排涝中的应用

中国经济社会的快速发展,积极加快了中国城镇化建设进程的步伐,同时城镇化的发展彻底改变了城市水生态系统,导致水生态环境恶化,城市内涝问题严重,因此破解这一难题,才能推动城镇化平稳致远的发展。海绵城市建设的本质是解决城镇化发展和资源环境协调和谐的问题,建设的目标是让城市“弹性”适应环境变化和自然灾害,核心是转变排水防涝思路。综合考虑城市的水安全、水资源、水生态的问题,引入地下水库应用于海绵城市建设,利用水头差自然地将降水补给到地下,使降水能够自然积存、自然渗透、自然净化,达到内涝防治、水质净化,地下水补给,生态友好的目的。     

Performance of lot-level low impact development technologies under historical and climate change scenarios

Low impact development (LID) systems have potential to make urban cities more sustainable and resilient, particularly under challenging climate conditions. To quantify performance capabilities, modeling results for an array of combinations of LIDs are described using PCSWMM at lot-level to examine performance of individual LIDs on volume and peak flow reductions. Among the four LIDs studied: rain barrel (RB), vegetative swale (VS), bioretention cell (BC), and permeable pavement (PP), PP at lot-level demonstrated the best capability for reducing surface runoff volumes and peak runoff rates under historical weather conditions, while BC showed similar capability for reduction of runoff volumes but minimal peak flow reduction. With PP as the controlling method at lot-level, the maximum percentage reduction of runoff volume for a 2-year storm is 58% whereas for a 100-year storm, the runoff volume reduction is 20%. These results mean the extent of flooding that may arise from the 100-year storm is reduced, but not eliminated. Effectively, the 100-year storm volumes with LID are devolved to have flooding equivalent to a 25-year storm. Under climate change scenarios, performance for all LIDs declined at various levels, where BC was the most resilient LID for a climate change scenario, such that projected 2-year or 5-year storms with climate change will have its impact devolved with LID in place, to result in similar volumes and peaks without LID under historical conditions. Furthermore, even with an assembly of lot-level LIDs distributed throughout the community, there is not attenuation to substantial degrees of flooding for major events, but there can be effective control for water quantity for small (2- to 5-years in particular) storm events.     

吉林市城区防御标准内及超标准洪水应急措施

本文从实用和可操作性两个方面出发，对编制城市防洪预案的必要性、主要依据、基本原则和工作目标及防御洪水的对策进行了全面的阐述。     

不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响模拟

为研究不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响,以南京市雨花台区一区域为研究区构建了暴雨径流管理模型,在模型中分别设定4种LID设施组合来模拟分析研究区2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇降雨条件下的地表径流、排水管网溢流及污染物排放情况。结果表明:不同LID设施组合对研究区均有减小径流量、缓解节点溢流和削减污染物排放量的作用,但随着降雨重现期的增大,对雨洪控制效果降低;以绿色屋顶和透水铺装为主,加以适当比例生物滞留设施和雨水花园的LID设施组合对研究区的雨洪控制效果较好。     

广州市东濠涌流域低影响开发措施雨洪控制效应评估

随着我国城市化进程的快速推进和海绵城市理念的不断加深,低影响开发(LID)措施日益受到各地重视。为评估LID措施的雨洪控制效果,构建基于SWMM的东濠涌流域城市雨洪模型,分析选取适合该研究区域的LID措施,分别采用重现期为0.5、1、2、5、10年的设计降雨对LID措施的雨洪控制效应进行分析。研究结果表明:LID措施能够较为有效地减小流域洪峰流量、径流量及推迟峰值时间,对初期雨水径流污染负荷也具有较好的削减作用,且径流量和污染物削减率均随着重现期增大而减小。