初期雨水调蓄池单位面积调蓄深度数值模拟

单位面积调蓄深度决定了初雨调蓄池的设计容积和截污效果,但仅仅根据规范的推荐取值缺少对后果的量化判断。忽略管道中的沉积和冲刷,分别以单子汇水区和多子汇水区排水系统为例,针对不同下垫面特征和降雨特征,在SWMM模型中进行多降雨条件模拟,计算得到产流和悬浮固体(SS)的冲刷情况。结果表明,单子汇水区单次降雨初期冲刷主要受污染物积累程度、初雨峰值雨强和初雨总量控制,对多场降雨的初雨SS控制率均很高;多子汇水区系统不同场次降雨SS削减率可能有明显差异,SS控制率随调蓄深度增加而增加且差异减小,单位面积调蓄深度取2 mm时SS控制率已达较高水平,但4 mm以上时SS控制率增速明显减慢;初期雨水调蓄池是否达到了污染控制目标,不应只看是否位于系统的上游,也不只限于根据技术规范的推荐取值,需通过模型计算判断。     

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和AHP的排涝除险设施径流控制效益研究

以南昌市青山湖排水区为例,运用暴雨洪水模型(SWMM)模拟该区域现状和设置雨水泵站、雨水行泄通道、雨水调蓄池三种排涝除险措施在不同设计降雨重现期下的径流控制效果,采用层次分析法(AHP)评价径流控制效益,定量评估不同措施的效益,设计排涝除险组合方案并模拟效果。结果表明,排涝除险措施具有径流控制效果,采用排涝除险措施后的雨水系统,在降雨重现期为2、5、10、20、50年的溢流节点个数、节点最大溢流时间、节点最大溢流深度、满载管道数目、满载管道时间分别减少了5.36%~26.92%、12.77%~50.00%、2.70%~15.38%、1.92%~26.09%、4.49%~28.57%;雨水行泄通道在溢流节点个数、满载管道数目和时间上有较强的削减效果,而雨水调蓄池在减少节点溢流时间和溢流深度上较优;径流控制效益大小顺序为雨水行泄通道雨水调蓄池雨水泵站。组合方案的节点溢流情况优于单项排涝除险方案。     

基于SWMM的初期雨水调蓄池容积确定及截污效能模拟

雨水调蓄池通常借助经验公式确定容积,可信度略显不足。对此,选用模型法即通过模拟典型降雨下调蓄池的工作过程,结合排放目标确定调蓄池容积。将此方法应用于以南昌市儒乐湖流域为研究区域的非点源污染物控制过程中,模拟结果表明,该方法确定的调蓄池容积可有效受纳初雨冲刷带来的污染物,达到削减非点源污染物的目的。研究成果可在实际工程中推广应用。     

基于内涝防治目标的雨水调蓄池设计

雨水调蓄池是内涝防治的重要措施之一,具有易于推广、工程经济的特点。在现有雨水调蓄池研究的基础上,利用SWMM模型建立淮安市某研究区雨洪模型,通过调整雨水调蓄池各项参数和改变布设位置,分析研究区溢流的结果变化,从而对调蓄池的分散设计策略和容积确定进行研究。结果表明,布设调蓄池前,全区溢流量8190 m^3,最大节点溢流量1562 m^3。布设集中式调蓄池,3个分区的池容积分别为5000.3000、1000 m^3,全区溢流量达1198 m^3;布设分散式调蓄池,3个分区的总池容积分别为6500、5000、1500 m^3,全区溢流量仅98 m^3。两种形式的调蓄池积水改善率均达到85%以上,但布设方式各有优劣,具体工程实践中应根据当地的管网数据、历史积水情况和用地限制等进行综合考量和搭配。     

初期雨水溢流对河道纳污能力的影响分析

为减小初期雨水对河流的水质污染,进一步改善水体环境,采用SWMM排水模型模拟研究区不同重现期下的雨期管网运行情况,通过调节节点高程和调节管径的方式,优化改造管网模拟运行中出现的不足,进一步分析比较了雨水溢流情况对河道纳污能力的影响规律,并探讨了缓解溢流污染问题的思路。结果表明,COD、NH4-N、TP、TSS的最大溢流浓度均随重现期的增大而增大,平均溢流浓度随重现期的增大而减小;截流倍数为1,重现期为10、20年时,河道污染很轻;截流倍数调整为3后,初期雨水对河道纳污基本无影响。研究成果可为河流纳污能力分析与水环境保护提供技术支持。     

基于河涌纳污能力的特大城市中心城区初期雨水截流标准

为有效控制和治理特大城市中心城区排水系统溢流的初期雨水污染,选取广州市猎德涌和石井河作为典型河涌,在对初期雨水水质及降雨特征进行分析的基础上,复核水域纳污能力,对比分析截流雨量与污染物削减效率,提出了初期雨水治理的截流标准。结果表明,广州市中心城区合流制区域的初雨截流标准宜为8～10 mm,分流制区域的取值宜为5～6 mm。研究结果可为广州市等特大城市中心城区初期雨水污染治理提供科学依据。     

基于SWMM的武汉市城区雨水管网初雨特性分析

以武汉市黄孝河城区雨水管网系统为例,基于SWMM模型对初期雨水特性进行模拟分析,以COD≥50mg/L为初期雨水的界定标准,分别从初雨持续时间、污染物冲刷比例及径流深度三方面综合分析降雨强度和汇水面积大小对初雨特性的影响。结果表明,初雨持续时间整体变化范围较大;初雨污染物冲刷比例和径流深度主要受降雨强度的影响,且变幅较大;武汉市城区最佳控制初雨径流深度可取7.00mm,初雨径流中污染物占整场降雨冲刷污染物总量比例的均值为56.8%。     

郑州大学新校区雨水收集与利用探究

校园人口密集,用水量大,能否有效地利用雨水资源非常重要。若能有效合理地收集利用这部分雨水资源,可缓解或解决水资源短缺,校园排水管网压力,地下水水位沉降等问题。针对郑州大学新校区,在调查校园可利用雨水、用水情况的基础上,利用眉湖这些人工湖景观与调蓄池相结合的雨水调蓄方式,提出校园雨水利用的具体措施,并对校园雨水资源化利用的经济效益进行分析。     

沙漠高温干旱地区海绵城市雨水调蓄池渗流分析

为解决沙漠地区城市所存在的“雨季看海，旱时无水用”的问题，基于常规地区海绵城市的理念，结合某沙漠地区的实际气候地质情况，根据实地N5-1区域土层渗透试验所得到的试验数据进行计算，得出地下深度5～50 m土层的渗透系数，建立若干雨水调蓄池渗流分析方案，并对不同方案进行建模计算。结果表明，在雨水调蓄池周围填充高渗透材料及底部增设垂直回灌井相结合的结构方案可较好解决雨水无法有效渗透到地下含水层中的问题。     

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Infoworks CS的雨水利用措施对城市雨洪影响的模拟研究

以广州市新河浦社区为研究区域,构建了基于Infoworks CS的城市雨洪模型,对研究区年均可收集雨量和需水量进行分析计算,并设计了雨水利用方案。采用Infoworks CS模型模拟了设置蓄水池、下凹式绿地和透水砖3种雨水利用措施在不同重现期时排水管道出口断面洪峰流量和淹没情况。结果表明,蓄水池、下凹式绿地和透水砖皆可有效地削减洪峰、推迟峰现时刻、减少径流量及被淹没节点数,三者组合可更好地发挥控制流量的作用,增加雨洪资源利用量,且重现期越小,雨水利用措施效果越好。     

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。     

进水水力负荷对植被浅沟雨水径流控制效果的影响

为揭示植被浅沟对雨水径流的控制效果,通过实验室尺度模拟试验,分析不同进水水力负荷条件下植被浅沟对雨水径流水文特征的影响。结果表明,当进水水力负荷为1～4 m3/h、进水时间为30min时,植被浅沟对雨水径流峰值和径流总量的削减率分别为4.54%～13.49%、10.32%～35.38%,对应的削减量分别为0.14～0.18m3/h、0.18～0.21m3,径流峰现延后时间则介于9.40～20.37min;随进水水力负荷的减小,植被浅沟对雨水径流峰值和径流总量的控制效果呈上升趋势,径流峰现延后时间也随之增大;采取减小水力负荷(或增大浅沟断面尺寸)的方式,从削减量指标判断,对提升植被浅沟的雨水径流峰值控制和总量控制效果意义不大;因径流峰值延后时间的增大而产生的良好削峰和错峰效果,可有效缓解雨水排放系统的行洪压力。     

平原河网城市雨水系统排水能力及内涝风险评估浅析

以苏州市相城区某圩区为例,采用Mike系列模型建立排水防涝系统耦合模型,同时考虑平原河网地区城市排水防涝特征,将恒定均匀流推理公式法、水量平衡法等传统推理公式法与数学模型法相结合,评估多种情景下的雨水系统排水能力、内涝风险。结果表明,研究区域现阶段排水防涝系统主要问题在于管网排水能力不足导致涝水无法排入河道引起地面积水,排水防涝措施应首先提升管网排水能力,同时也要注意适当提升河网蓄泄能力,使市政排水和水利排涝标准相匹配,最大程度地发挥平原河网区二级排水系统的综合效益。     

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。     

沿海城市潮、雨遭遇下内涝模型及应用

以海南省海甸岛为例,基于带有地表属性信息的高精度DEM地形网格,依据城市分区精细产流方法计算产流,以分段线性化方式拟合实际雨水管网排水能力曲线,并建立了排水能力与潮位新型函数关系式,将水陆边界条件处理为可双向过水的模型边界,最终将地表产汇流模块、地下管网水动力模块和潮(洪)水漫滩淹没模块三者耦合,建立沿海城市潮、雨遭遇内涝模型,探讨潮、雨遭遇情况下城市水情和涝情特征及差异。结果表明,潮、雨遭遇情景下城市内涝整体情况更加恶化,积水面积剧增;不同区域内涝恶化原因不同,临海区域主要是潮水倒灌引起,城区内部区域恶化主要是高潮位顶托下内水无法外排所致;对比单独降雨下,典型内涝代表点积水深度平均增加0.22 m,积水历时平均增加7.70 h,深度积水持续时间显著延长。     

雨洪滞留池与蓄水池模式下的雨洪过程研究

为研究雨洪滞留池和蓄水池对雨洪过程的不同影响,介绍了雨洪滞留池和蓄水池的特点及设计方法,构建了基于SWMM的雨洪模拟模型,并以济南市某小区为例,采用SWMM模型分别对雨洪滞留池和蓄水池模式下的城市雨洪过程进行了动态模拟。结果表明,雨洪滞留池和蓄水池对雨洪的控制作用及效果各有侧重,雨洪滞留池侧重于洪水调节,可通过不同高度的排水孔实时调节自身调蓄容积,对洪水的调节具有持续性,但并不能减小区域内的总径流量。而蓄水池利用自身容积对雨洪进行调节,其调节能力随自身储水量的增大而逐渐减小,当蓄水池水位较高时丧失洪水调节能力,相比雨洪滞留池其侧重于洪水利用。在实际应用中,应根据不同雨洪控制利用目标,结合区域水文特征、下游最大允许流量及工程经济等选择适宜的雨洪控制与利用模式。