基于精细化排水数值模型的流域海绵规划研究——以清河流域为例

海绵城市建设规划中径流控制指标受城市功能区、下垫面类型及排水条件的综合影响,在排水区尺度科学分解该指标具有较大的挑战性。针对该问题,本研究选择典型城市流域——清河流域,基于高分辨率的管网、河网、地形和下垫面等资料,构建精细化流域综合洪涝模型,涵盖降雨产流、管网汇流、河道汇流和地表漫流等过程。以该模型为基础,开展现状年径流总量控制率分析,结合不同海绵措施实施方案,模拟不同暴雨重现期下降雨径流削减率,提出流域尺度的海绵城市建设径流控制目标,为海绵城市规划和建设效果评估提供技术支撑。     

已建小区海绵化改造工程中排水与雨洪控制耦合设计研究

以青岛市海绵城市建设试点示范项目H小区海绵化改造工程设计为例,针对已建小区排水与雨洪控制系统现状,通过两者之间耦合设计进行海绵化改造,以源头减排径流控制措施提高排水与防涝标准,设置超标雨水行泄通道,通过客水导流提高防洪标准;通过细分排水子分区,研究分析实际蓄水量与设计调蓄容量的偏差以及各子分区之间的不平衡的主要原因是部分分区和分区中部分地表径流无法汇入LID,并设置截留、引流等措施引入调蓄池或附近的LID设施,串联转输消纳各分区和子分区之间不平衡的地表径流量。项目通过两个雨季一年多的运行效果良好,为已建小区雨水排放系统升级以及雨洪控制系统的设计积累一定的经验。     

基于InfoWorks ICM模型的北京市东城区海绵城市改造效果分析与研究

以北京市东城区为研究区,基于InfoWorks ICM模型开展海绵城市改造效果分析研究,通过2018年8月11日、12日的场次降雨实测流量过程、积水深度来验证模型的适用性,对研究区降雨重现期为1 a、3 a、5 a和10 a的管网排水能力评估发现,引起研究区内涝频发的主要原因有:研究区管网排水能力普遍偏低、不透水下垫面面积占比高、局部微地形低凹等因素。通过模型模拟发现,当研究区内的新建、改建项目按照《雨水控制与利用工程设计规范》(DB 11685-2013)中要求实施后,排水能力不足1年一遇管网长度比例减少12%,1年一遇至3年一遇、大于10年一遇管网长度比例提高了2%、10%。"2016.7.20"场次暴雨的内涝积水模拟结果显示,改造后内涝最大积水深度减小了0.31 m,积水范围减小了8.67 hm~2,积水总量减少了3.22万m~3。     

城市雨洪排涝计算模型研究

城市街道积水回流对地下管网排水影响显著,为了反映地表回流的影响,提出了包含街道和管道的双层排水结构模型,通过虚拟连接通道进行地表和地下排水系统的水量交换,并推导了通道过流量的计算方法,实现了街道积水回流的模拟,建立了完整的城市雨洪排涝计算模型。利用典型案例对模型计算进行验证,结果表明:该模型可模拟街面积水和过流过程,在发生街道漫流的情况下,计算结果合理,较传统模拟方法更贴近实际。     

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。     

西安老城区海绵改造内涝削减效果数值模拟研究

为评估西安小寨老城区海绵城市改造效果,采用耦合管网模块的二维城市雨洪模型对不同降雨重现期下小寨老城区海绵改造前后的内涝积水情况进行模拟.通过对比模拟不同降雨重现期下建设前后的积水分布、积水水量和积水面积,发现不同重现期下的内涝情况在海绵改造后均有所改善,小寨老城区海绵改造对老城区内涝缓解作用明显.     

不同重现期下的银川市金凤区暴雨径流模拟研究

可视化地模拟城市暴雨径流可以揭示不同重现期下城市汇水区径流、节点溢流、管网排水和内涝风险的时空规律。以银川市金凤区中部为研究区,基于地理信息系统技术和SWMM模型,模拟了不同重现期下的子汇水区径流、排水管网排水能力和城市内涝风险。结果表明,总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加,节点积水深度、积水时间、积水面积、内涝高风险区域面积、管网的最大满流深度和满流时长与降雨强度呈正相关关系,节点溢流主要分布在地势低洼、汇流面积较大、人口密集、不透水面积较大的地区。利用地理信息系统和SWMM能可视化地模拟不同重现期下的城市暴雨径流,评估排水管网的排涝能力和城市内涝风险,研究成果可为城市管网维护、内涝灾害防治和海绵城市建设提供借鉴。     

基于InfoWorks_ICM模型的山地城市老旧建筑小区海绵化改造方案设计及评估

为解决山地城市老旧建筑小区内涝积水问题,以重庆市万州区某老旧建筑小区海绵化改造为例,基于InfoWorks_ICM模型,提出一套海绵化改造方案和效能评估的方法。采用万州区典型年实测5 min降水数据序列对改造前后的年径流总量控制率和年径流SS污染负荷削减率进行模拟分析,采用芝加哥雨型2h设计暴雨过程线分别对改造前后1年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、30年一遇、50年一遇暴雨过程进行内涝积水风险模拟分析,结果表明,改造方案满足规划指标要求,能够显著改善小区内涝积水问题。     

基于海绵城市建设理念的旧小区排涝治理实践

对老旧小区进行海绵城市低影响雨水生态系统改造是海绵城市建设的重要内容之一,以杭州市区古东社区排水防涝治理工程为例,通过对积水区域特征及排涝能力评估分析,按照"渗、滞、蓄、净、用、排"的海绵城市建设理念,开展旧小区排涝系统治理工程,以保护、改善水环境,提高区域排水防涝能力。     

海绵城市理念下生态城市道路建设实例分析

海绵型城市道路建设是协调城市创新发展与环境资源保护间矛盾的重要举措。通过自然积存、自然渗透、自然净化等生态措施,改变传统“快排”模式,以“生态海绵”的形式缓解城市内涝和消除黑臭水体,实现雨洪资源的渗透、蓄存、净化、利用的良好生态循环。文章以遵义市共青大道拓宽改造项目为切入点,阐述了海绵型城市道路排水防涝和雨洪资源综合利用的规划思想,并对雨洪径流生态控制措施及建设成效进行了分析,以期为类似工程提供支撑。     

基于SWMM的城市排涝措施研究及应用

针对南方大多数老城区排涝措施不足、一到汛期就出现积水的问题,为了优选合理经济的排涝措施方案,采用SWMM模型研究某片老城区在不同重现期降雨的影响,分析现有排水管网的排水能力,对超载管道及积水区域提出了两个初步排涝方案。其中方案一为增大溢流段管径20%～50%,方案二为20%汇水面积布设LID措施,模拟结果表明两个方案在降雨重现期P≥10a时,都有部分区域出现积水现象。为此提出两个优化排水方案,即调整溢流区域管径大小、又调整布设LID措施比例的方案。其中方案三将管网管径改造比例调整为方案一的50%,LID措施占研究区域面积比例为方案二的50%;方案四中管网管径改造比例调整为方案一的100%,LID措施占研究区域面积比例为方案二的25%。通过排涝效果和经济效益综合分析,当防涝设计重现期P20a时,应选择方案三,重LID措施比例、轻管道改造比例;当防涝设计重现期P≤20a时,应选择方案四,重管道改造比例、轻LID措施比例。研究区排水防涝设计标准为30a一遇暴雨不成灾,建议选择方案三。研究成果对选择城市进行管网改造比例和LID措施比例有着一定的借鉴和指导意义,但由于受到其他参考指标的影响,最优比例仍有待深入研究。     

城市更新的雨洪过程动态响应模拟研究——以银川市为例

为探明城市更新发展中局部片区改造对整体地表径流过程和地下管网排水过程的影响。本文应用耦合水文和水动力学过程数值模型，以银川市西夏区南部和金凤区北部分别作为老城和新城更新片区，进行老城管网雨污分流改造及新城城市边缘区居民用地扩建研究。研究表明：雨污分流对老城地表积涝和管网堵塞均有显著提升作用，不同组合方案局部改造较原始地块可减少地表积涝水量25.06%~49.63%，在峰值时刻和退水3 h后管网充满度<1所占比例较改造前分别提升1.51~2.39倍和1.32~2.66倍（1≤P≤5）。不同面积占比的新城扩建（0.56%、0.30%、0.19%）对城市地表积涝和降雨径流控制率影响随着降雨重现期增加而增大，但其增速在P=20时变缓。因此应充分考虑局部改造对整体城市区域雨洪过程的影响，以避免因城市更新而导致城市洪涝灾害加剧，达到防患未然效果。     

城市排水管网与内部河道耦合模拟研究

基于城市排水管网模拟系统(DigitalWater Simulation),将城市内部河道与排水管网相互关联,分析河道水位与流量控制对城市管网排水能力以及上游区域积水内涝的影响。模拟结果表明,河道在高水位条件下,会对排水管网排水产生顶托作用,造成上游检查井液位上升,雨水管道充满度上升、流速下降,同时地表积水淹没范围扩大,积水深度增加,淹没持续时间增加。因此,应在雨水管网模拟评估时,将排水管网与城市内部河道进行耦合模拟评估,分析不同控制水位对排水系统的影响,确定汛期城市内部河道的合理运行水位,通过河道水工设施的动态调控,增强城市的排水防涝能力。     

海绵型城市概念全新问世

正《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》要求在全面普查、摸清现状的基础上,编制城市排水防涝设施规划。加快雨污分流管网改造与排水防涝设施建设,解决城市积水内涝问题。同时,大力发展绿色建筑,从建筑物对雨水分级收集利用开始,强化雨水的滞、渗、蓄,加强排水防涝设施、排水通道的建设,强化     

宁波市海绵城市在线监测体系构建及应用

为应对城市水环境、水资源、内涝等方面的问题,海绵城市作为新型的雨洪管理概念应运而生,对海绵城市的建设效果进行评估是持续推进海绵城市建设的必要保障。以宁波市海绵城市为例,基于在线监测技术制定在线监测方案,利用所获取的连续监测数据进行计算与分析,可支持试点区、排水分区、源头项目、低影响开发设施等不同层级效果的评估,并辅助管网的持续运行与管理。     

基于SWMM的城市防洪排水体系能效评估探析

为客观评估城市防涝排水体系能效水平,以有效降低城区洪涝灾害发生概率,本文在阐明SWMM模型基础上,探索构建城市防涝排水评估体系,探索模拟分析不同暴雨重现期的防洪排水水平,揭示不同暴雨重现期下容易积水区域、积水时间、积水深度、积水面积以及管网承载力,提出了缓解城区涝灾举措,研究可为城区防涝减灾工作提供有益借鉴。     

应用SWMM对意式风情区排水管网防涝分析

根据天津市排水现状及防涝需求,以意式风情区地块为例应用SWMM水力模型进行防涝分析,模拟研究区域不同重现期降雨对管网排水能力、节点积水、管道超载三方面的影响,得出该地区排水管网设计标准偏低,不能负荷暴雨及特大暴雨,大到暴雨时区域内多条道路、点位的排水管道存在超载积水情况。为此,提出制定防汛预案、大力推进雨污分流改造、改造排水管道以及增设调蓄池等措施,以解决意式风情区防涝问题。     

老城区海绵改造降雨致涝及污染物输移过程数值模拟——以西安市小寨老城区为例

以西安市小寨老城区为例,采用二维城市雨洪模型模拟分析海绵改造前后不同降雨重现期下的降雨致涝和污染物输移过程。结果表明:改造后小寨老城区2年一遇降雨条件下未出现明显积水;20年一遇降雨条件下由改造前15处积水减少为改造后5处积水;50年一遇设计降雨条件下由改造前29处减少到改造后13处积水。对比小寨老城区海绵改造前后积水水量,2、20、50 a重现期下积水水量峰值分别削减62.04%、37.13%、32.43%;污染物扩散面积和降雨重现期相关,50年一遇降雨重现期下污染物扩散面积最大。     

已建区排水管网评估及多尺度分区改造策略

为评估已建区现状排水管网情况并以问题为导向提出针对性的多尺度分区管网排水能力提升优化策略,以北京市东城区为例,构建基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用两场实测降雨分别进行参数率定及模型验证,结果表明模型具有较高的精度与可靠性。在此基础上,利用该模型对1a、3a、5a、10a四种不同设计重现期、历时1h降雨情景下的排水管网排水能力进行模拟,分三个尺度对研究区域模拟结果的分析如下:(1)城市尺度的管网排水能力不足1a一遇、1～3a一遇、3～5a一遇、5～10a一遇、10a一遇的管线长度比例分别为52%、10%、4%、6%、29%;(2)地块尺度功能分区排水能力排序为:公园绿地≥居民小区商务行政办公区商业区;(3)道路尺度的主次干道管线排水能力不足1a一遇、1～3a一遇、3～5a一遇、5～10a一遇、10a一遇的管线长度比例分别为38%、9%、4%、7%、42%。针对不同尺度下排水管网排水能力的现状评估结果,诊断并分析排水能力不足的问题及成因,以期通过系统性的管网现状评估及优化方案,为国内其他老城区的管网排水能力提升提供一套适用性的优化改造策略。     

无资料城区管网排水过程概化模拟研究

许多城市地区都没有可用的排水管网数据,从而降低了城市雨洪模拟的准确性,因此需要一种新的方法来表征管网的排水能力。提出了雨水井等效排水法(RIA)和仅在道路上等效排水法(CIR)两种表征管网排水能力的方法,采用高效高分辨率的城市雨洪模型,以西咸新区为研究区域,模拟了城市内涝积水过程,并与实测数据进行了对比。通过实际降雨与设计降雨条件下的内涝结果发现,较原有的模拟方法,该方法可以精准的表征管网排水能力,提高模型的准确性。