LID改造对城市内涝与面源污染的影响

为了探究低影响开发(LID)措施对城市雨水-径流-污染过程的改善效果,以广州市某区域为例,提出了4种LID改造措施(绿色屋顶、生物滞留池、透水铺装、3种LID组合),并构建了SWMM模型来模拟分析5种暴雨重现期下不同LID改造措施的水文水质效应。结果表明：单一LID改造措施下,暴雨重现期较大时透水铺装效果最好,该情景下洪峰削减率、峰现时间延迟和总流量削减率都达到了最大;3种LID组合对总流量削减率最高,为26-12%~34-40%;单一LID改造措施下,透水铺装对COD与NH3-N质量浓度峰值削减和峰现时间延迟效果最佳;3种LID组合对COD和NH3-N总量削减率最高,分别为50-51%~60-83%和53-16%~58-47%。LID改造措施对城市内涝、COD和NH3-N都有不同程度的减轻或削减,其中LID组合改造措施的效果最好。     

针对人工海岛的低影响开发建设方案研究

为了研究人工海岛地区低影响开发(LID)方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的LID设施增大雨水下渗从而降低土壤盐分的影响,利用暴雨径流管理模型SWMM,设计不同目标导向的LID方案。通过SWMM模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果,通过建立SWMM模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明,应根据LID设施的适建范围充分利用各类用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用,生态草沟对道路径流污染有较好削减作用,透水铺装增加雨水下渗以及压盐效果最优,另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果,旨在为人工海岛雨水资源利用规划提供决策依据。     

基于LID和雨水链的海绵城市微观细胞设计

针对海绵城市微观尺度的高校校园海绵细胞的设计问题,基于LID(低影响开发)理念,确保海绵细胞设计前后场地的洪峰出现时间、径流峰值、径流时间等城市水文要素不发生改变,原场地地质、地形不发生大的改变,植被尽量使用本土植物;引入英国雨水链理念,确保雨水从降落后到被利用整个管理链条科学合理,在关键措施选配中优先使用预防控制和源头控制措施,优先使用生态入渗措施,确保其中的每个环节设计得当。根据黄河水利职业技术学院海绵细胞模型计算结果,降雨历时在120 min时渗透设施的积水量达到峰值34.97 m~3,结合校园场地、建筑物的分布及特点,设计了包含"渗、滞、蓄、净、用、排"等21种关键措施的"水之川"海绵细胞,并对该设计方案进行雨水控制效果检验,场地雨水控制及利用率为88%,满足开封市所在全国年径流总量控制率区域划分图中Ⅲ区的要求。     

基于SWMM的银川市金凤区雨洪模拟及LID效果评估

针对城市内涝及非点源污染问题,从海绵城市建设的角度出发,以银川市金凤区作为研究区域,采用SWMM建立雨洪模型,选取设计雨峰系数为0.4的5种降雨重现期和降雨重现期为0.5 a的4种雨峰系数共9场降雨,评估研究区在下凹式绿地、透水铺装、雨水花园、下凹式绿地组合透水铺装及雨水花园组合透水铺装5种LID方案下对径流及4种污染物的控制效果。模拟结果表明：随着重现期的增大,5种方案的径流控制率及污染物负荷削减率均有所减小;下凹式绿地组合透水铺装方案的削减效果最为显著,重现期为0.5～5 a时,该方案径流控制率均大于65%,污染物负荷削减率均大于45%;重现期为10 a时,径流控制率及TSS、COD、TP与TN负荷削减率分别为61.38%、42.86%、58.23%、44.03%和55.95%;重现期为0.5 a时,随着雨峰系数的增大,5种LID方案的径流控制率及污染物负荷削减率的变化均不明显。LID方案对中小重现期降雨有较好的控制效果,但因组合方案各措施间受到相互作用及不透水面积等因素的影响,并未达到“1+1>2”的叠加效应,最优方案还需深入研究。     

基于不同土地利用类型下的初期雨水径流污染特征分析与LID措施研究

探究初期雨水径流污染物在不同用地类型下的变化规律,对比分析海绵城市建设技术对径流污染的控制效果。首先对landsat 8卫星影像资料进行目视解译将天津市河西区解放南路郁江道研究区分为9类二级用地类型,之后根据土地利用类型划分结果和雨水管网资料建立SWMM水质模型并进行相关参数率定,最后模拟典型径流污染物悬浮固体(SS)的污染特征和低影响开发设施(LID)对其的削减效果。结果表明:不同土地利用类型和重现期下,径流污染物均呈现先增大后减小最后稳定在某一数值附近即初期雨水径流污染效应。采用渗透铺装和生物滞留池对径流SS拦截效果明显,但随着降雨强度增大,其处理能力逐渐达到饱和,处理效果不明显。     

不同LID设施的面积比例优选及径流污染控制效果

为探究低影响开发（LID）设施对缓解城市洪涝灾害以及削减污染物负荷的效果,以淮南市某老旧小区为研究对象,基于SWMM模型构建了暴雨径流管理模型,分析了单项LID设施不同面积占比时的总成本效益,针对4种LID设施组合方案,模拟了不同设计降雨重现期的地表径流、排放口流量及污染负荷。结果表明：对于单项LID设施,占屋顶总面积45%的绿色屋顶、占不透水道路面积60%的渗透铺装和占绿地总面积10%的生物滞留设施总成本效益最高;不同LID设施组合均有较好的雨洪控制效果及污染物削减效果,但随着降雨量的增大,效果均有所减小。     

城市内涝与水体污染控制技术与管理措施

通过对国内外城市内涝与水体污染控制措施进行调研分析,发现通过对降雨进行源头收集和处理可以控制径流量和改善水质,进而实现城市内涝与水体污染的防治,并能使开发区域的水文循环恢复至原始状态。之后在原理分析的基础上,介绍了绿色屋顶、透水铺装、雨水花园等雨水收集和处理技术以及内涝与水质控制的政策与管理措施,并提出了相关建议。     

我国城市面源污染特征的研究现状

通过对我国各大城市现有的城市面源污染研究数据进行分析,结果表明:SS、COD_(Cr)和BOD_5平均含量在四种不同径流类型中的大小规律为天然雨水<屋面径流<排污口径流<道路径流,其中SS、COD_(Cr)和BOD_5平均含量在天然雨水中为7.20 mg/L、19.19 mg/L、2.05 mg/L,在城市屋面径流中为102.68 mg/L、114.06 mg/L、40.13 mg/L,在城市排污口径流中为397.50 mg/L、193.19 mg/L、46.64 mg/L,在城市道路径流中为512.55 mg/L、286.10 mg/L、57.47 mg/L.而TN和TP平均含量在四种不同径流类型中的大小规律为天然雨水<屋面径流<道路径流<排污口径流,其中TN、TP平均含量在天然雨水中为2.98 mg/L、0.05 mg/L,在城市屋面径流中为6.20 mg/L、0.38 mg/L,在城市道路径流中为7.84 mg/L、0.78 mg/L,在城市排污口径流中为15.57 mg/L、1.50 mg/L.合流制排污口径流中的COD_(Cr)、BOD_5、TN、TP等指标均高于分流制.地表沉积物是屋面径流、排污口径流和道路径流污染物的主要来源.与其他国家相比,我国城市道路和屋面雨水径流污染物浓度偏高,且南方特大规模城市道路雨水径流污染情况最严重,北方特大规模城市中的沥青屋面径流污染情况最严重.道路径流、屋面径流和排污口径流中大部分指标超出地表水环境质量Ⅴ类标准,如果直接排放到受纳水体,将会对环境产生危害.     

建筑废弃料对改良土壤蓄渗效果的试验及模拟研究

为了解决我国华南地区土壤质地黏重、渗透性能极差,无法及时排干随着不透水路面剧增而增长的城市径流雨水的问题,依据生物滞留池典型构造原理制备实验室自制滤柱装置,通过测试不同重现期下滤柱装置的下渗曲线,以评估不同粒径级配的建筑废弃料对土壤蓄渗的改良效果。结果表明:中小雨强下符合华南地区土壤特征和降雨条件的最优建筑废弃料粒径级配为5~9mm,且随着降雨重现期的增加,蓄渗改良效果更为明显,产渗流时间也显著提前;在SWMM中构建LID生物滞留池模块,根据试验结果进行模型率定,可为生物滞留池提供合理设定参数。研究成果拓展了建筑废弃料在低影响开发措施中的应用,以期为华南地区大规模海绵城市低影响开发措施的土壤蓄渗改造提供科学参考和评估工具。     

海绵型绿地设计的若干关键问题探讨

城市绿地作为海绵城市的重要载体,其海绵化设计将直接影响海绵城市的建设效果。针对我国海绵城市建设中绿地设计存在的问题,通过文献研究、案例分析等方法,对海绵型绿地的概念内涵、设计方法和分类设计要点进行了探讨。辨析了海绵型绿地的概念内涵,提出了核心设计目标和广义设计目标,及多专业协同的设计流程。公园绿地宜秉持"多功能"理念,将绿地功能与雨水控制利用有机结合在一起,提升绿地功能复合度和海绵功能。建筑与小区绿地在设计中要坚持"以人为本",通过海绵设计建设高品质生活环境。道路绿地应协同处理好径流污染、积水内涝等问题,以某道路绿地为例,阐述了在北方寒冷地区通过统筹红线内、外绿地,协同实现多目标雨水系统的具体方案。海绵型绿地建设应将绿地功能与海绵功能相结合,通过多专业配合和公众参与协同实现多目标,满足城市土地资源的高效利用。