基于SWMM模型的服务区降雨径流和非点源污染控制研究

为解决高速公路服务区降雨径流污染物控制问题，以铁山服务区为例，采用SWMM模型构建了服务区水文和水质模型，基于LID设施选取原则与服务区场地条件，研究了不同暴雨重现期条件下无LID设施、渗透铺装与绿色屋顶组合、下凹式绿地与绿色屋顶组合、渗透铺装与下凹式绿地组合4种方案下服务区雨水径流及污染物的控制效能。结果表明，3种组合LID设施对服务区降雨径流量、径流峰值、污染物浓度和污染物总负荷均有一定的削减作用，其中渗透铺装与下凹式绿地的LID组合设施方案截污减排效果最优；LID设施在降雨强度小时对降雨径流和污染物的控制效能较降雨强度大时更强。     

基于SWMM模型的低影响开发模式雨洪控制利用效果模拟与评估

以江苏省淮安市郦城国际小区为例,介绍了SWMM模型中的低影响开发（LID）模块,运用SWMM模型模拟了该区域现状用地场景及下凹式绿地、渗透路面、植被浅沟单独布设和3种LID措施组合布设场景在不同设计降雨重现期下的管道出口断面径流过程,评估了不同LID措施的雨洪控制利用效果。结果表明,各LID措施均具有减小径流系数、削减洪峰流量、推迟峰现时刻的作用,其雨洪控制利用效果在低重现期更显著,尤以组合LID措施的效果最佳。     

排水管网改造与LID径流控制在城市雨洪管理中的应用和组合优化

随着绿色排水建设的推进,在现有城市排水系统基础上,研究排水管网与新型LID调控措施组合优化是一个亟待解决的现实问题。为此,提出了一种雨洪管理措施组合优化方法,基于水动力模拟软件SWMM和多目标优化算法GA进行联合求解,评估不同改造方案情境下的系统溢流量与建造费用之间的关系,研究管网改造和LID径流控制措施的个体作用和组合策略。案例研究表明,管网改造的工程经济性优于LID径流控制,采取适当的径流控制措施可帮助提高组合系统对雨洪的整体调控效果。此外,多目标优化方法的采用为两种改造措施提供了弹性的组合方案,亦对城市雨洪管理系统的建设具有一定的借鉴意义。     

基于AHP-TOPSIS法的LID设施面积比例优选研究

为研究单项低影响开发(LID)设施的综合效益最优面积比例,因地制宜设计最优LID设施组合方案,在综合考虑经济、环境和社会因素基础上,利用层次分析法(AHP)确定指标权重、优劣解距离法(TOPSIS)评价综合效益,构建低影响开发综合效益评价体系,并将该低影响开发综合评价体系应用于淮南市某老旧小区。结果表明,绿色屋顶占屋顶面积55%、透水铺装占不渗透面积60%或下沉式绿地占绿地面积60%,是单项低影响开发设施的最优面积比例;在不同降雨重现期下,根据单项低影响开发设施的综合效益最优面积比例所设计的组合方案对研究区径流量、洪峰流量、径流系数和SS、COD、TN、TP污染物量削减效果明显;在不同情景下,对比未布设低影响开发设施情况,所设计的组合方案对研究区的径流总量控制率提高了45.59%～47.17%。     

低影响开发措施综合布设条件下区域径流削减效果

低影响开发(LID)措施可有效缓解城市暴雨径流对地区的影响,但不同的LID措施综合布设时可能会相互影响。为研究不同子汇水区域内布设的LID措施之间的相互影响,选取张家港市老城区为例,以构建SWMM模型为研究手段,选取透水路面、雨水桶、下凹式绿地3种LID措施,对研究区域进行概化。分析了在遭遇2、5、10、20年一遇暴雨重现期情况下单独布设1种LID措施和LID综合布设情况下径流的变化情况。结果表明,这3种LID措施对径流系数的削减效果透水路面最好,雨水桶和下凹式绿地效果相当,而当不同方案组合布设时,它们之间相互影响,对径流的削减效果不是简单的叠加关系。     

基于LID的海绵校园设计模拟研究

以湖北交通职业技术学院新建园区为例建立SWMM模型,利用层次分析法对单项LID设施进行评价和判断,提供一套科学合理的雨水径流控制方案,并评估LID设施在不同重现期的降雨条件下控制水量和水质的效果。结果表明,透水铺装、下凹式绿地、植草沟为径流控制效果好、景观性好的LID措施;LID设施对小径流降雨作用较显著,1、2、5、10、20年重现期2h降雨情形下,径流峰值削减率分别为78.68%、71.73%、63.35%、32.69%、25.35%;2年重现期2h降雨情形下,COD、TN、TP、SS的削减率均可达50%以上。     

基于i-Tree模型的LID技术在降雨径流控制效果评价中的应用

为评价LID技术对开发后区域降雨径流的控制效果,以浙江省嘉兴市南湖区世合小镇为例,应用i-Tree软件,根据模拟区域的土壤类型、地形、降雨量、蒸发量及土壤覆盖等基础数据和径流污染物浓度监测数据,针对历史（2006年）、开发后未实施LID和规划实施LID三种情景,通过模拟分析研究区域内雨水径流总量和污染物负荷的变化来评估LID技术的应用效果。结果表明,规划实施LID情景与开发后未实施LID情景相比,可削减31.52%的径流总量;与开发前相比,仅增加9.96%的径流总量;径流量与土地覆盖类型有关,不透水表面径流量、年径流总量与树木植被呈负相关,而基流流量和透水表面径流量与树木植被呈正相关。规划实施LID情景相比开发未实施LID情景,3种污染物年负荷总量减少了513.66 kg,其中分别削减了4985%的TSS负荷、50.30%的COD负荷和36.36%的TP负荷,削减效果明显。     

基于SWMM模型的低影响开发对城市住宅区非点源污染负荷的控制效果模拟

以张家港市某典型住宅区为例,运用SWMM模型中的低影响开发模块(LID),模拟分析了现状条件及绿色屋顶、渗透路面、植被浅沟单独布设和三种LID措施组合布设场景在不同暴雨重现期条件下研究区非点源污染物(TSS、COD、TN和TP)的污染负荷量及其累积变化过程,分析了不同LID措施对城市住宅区非点源污染负荷的控制效果。结果表明,各LID措施均可控制非点源污染物浓度、削减非点源污染物累积排放量,其对各非点源污染物的控制效果在低重现期下效果更为显著,尤以组合LID措施的效果最明显。     

基于低影响开发内涝改造及经济性评估

受气候变化和城市化的影响,城市内涝频发,在传统管网应对城市内涝问题出现瓶颈的背景下,低影响开发理念应运而生。基于城市暴雨管理模型(SWMM)及其低影响开发(LID)控制模块,结合地理信息系统(GIS)对排水系统和低影响开发措施进行模拟和评估。采用生物滞留网格、雨水花园、透水铺装和植草沟四种LID措施,依据5、10年设计标准分别对H市A区排水系统进行改造,引入费用效率法分析其工程性与经济性。结果表明,在研究区内布设透水铺装设施对减少内涝影响最为经济,其次为植草沟、生物滞留网格和雨水花园。研究成果可为LID措施的比选和建设提供参考。     

基于SWMM模型的兰州交通大学校园区城市雨洪模拟及LID效果评价

为解决城市内涝问题,从海绵城市视角出发,利用美国暴雨管理模型(SWMM)建立兰州交通大学校园雨洪径流模型,针对研究区水资源短缺和城市内涝的矛盾,选择适合研究区的LID措施,模拟研究区在不同LID措施下不同重现期时的雨洪调控效果。结果表明,LID措施组合布置时对研究区径流的消减作用最好,其中径流总量消减率和径流峰值消减率最高可达58.9%、57.0%;峰现时间最大可推迟12min。在小重现期降雨下,LID措施的雨洪调控效果更佳。     

生物滞留池水文效应的模拟试验研究

为研究生物滞留池滞留雨水径流和缓解城市渍涝的能力,通过模拟试验监测了生物滞留单元的入流和出流过程,研究其对雨水径流总量的削减率、洪峰削减率和洪峰出现时间延迟等的水文效应。结果表明,生物滞留池对径流总量的削减率在12.83%～48.12%之间,对洪峰的削减率平均为70.85%,延迟洪峰出现时间约26.6min,对小流量的洪峰延迟时间最长(达31.7min)。     

不同降雨特征下低影响开发的降雨径流控制效果研究进展

在气候变化和城镇化快速发展的双重影响下,我国城市洪涝灾害问题日益突出。低影响开发(LID)作为一种韧性的方式可有效减少降雨径流并改善径流水质。研究不同降雨特征情况下LID措施的降雨径流控制效果,对于因地制宜地规划设计LID措施以及适应未来气候变化均具有重要意义。通过文献调研,综述了不同降雨量、降雨强度、降雨历时等降雨特征以及气候变化条件下LID措施的降雨径流控制效果。总体来说,随着降雨量级的增加,LID措施对于降雨径流的控制效果会显著减弱,降雨强度和历时对于LID的控制效果影响较为显著。     

基于海绵城市的生物滞留池水文效应分析

由城市化带来的水问题说明城市雨洪调控和建设海绵城市的重要性。运用暴雨洪水管理模型(SWMM)构建模型,模拟分析研究区天然状态、城市化后无调控措施和添加生物滞留池调控三种情景下水文指标的变化情况和相应的水文效应,并通过改变生物滞留池的表层厚度模拟径流参数的变化。结果表明,生物滞留池能有效减小径流、削减洪峰、延迟出口流量过程出现的时间,且对小降雨事件的调控性能显著;改变生物滞留池的表层厚度对下渗几乎无影响,随着表层厚度的增大表面出流和径流系数都减小,而对出口流量过程影响不大,因此可以提高生物滞留池的面积比例或其他措施共同调控城市的径流。     

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。     

基于SWMM模型的城市道路LID设施设计参数优化研究

以深圳市光明新区为例,运用SWMM模型研究了生物滞留设施、透水沥青道路、透水铺装三种LID设施对区域内道路综合径流总量和污染负荷总量控制效果的影响中7个设计参数的优化,模型中水文水力、水质参数通过典型降雨过程进行率定。结果表明,ENS、R2值基本在0.77和0.80以上,SWMM模型模拟与实测水量水质过程趋势线基本一致,精度较好;7个设计参数中,DA和DC对径流总量和污染负荷总量控制呈负相关,其余参数呈正相关,且影响最大是DC;BH、ST1和ST2的设计优化值分别为0.15～0.3、0.6～0.8、0.5～0.7 m,DC的设计优化值为0.5～1.5,HA和DA应在10%范围内予以优化。     

基于MIKE & SWMM的南昌市内涝分析及LID改造研究

老城区内涝问题已成为自然灾害研究领域的关注热点。以南昌市凤凰洲片区为例，建立MIKE FLOOD模型分析内涝风险及其成因，基于分析结果，利用SWMM模型进行LID布置及优化研究，采用层次分析法评估其综合效益，最终得到成本—效益最优方案。结果表明，降雨重现期为5年时，内涝积水点达到16处，部分地区内涝风险等级已达到Ⅳ级。可见进行城市内涝防治刻不容缓。LID组合设施对缓解内涝效果较好，22.5%雨水花园+7.5%透水铺装为最优方案。研究成果可为后续海绵城市的低影响开发建设与设施比例选择提供技术参考。     

SWMM模型中的低影响开发模块在排水防涝系统中的应用

针对近年来福建省龙岩市主城区内涝严重的问题,基于SWMM模型中的低影响开发模块(LID),模拟分析了现状条件及渗透路面、植被浅沟单独布设和两种LID措施组合布设场景在不同暴雨重现期时地面淹水状况,评估了不同LID措施对城市洪涝的缓解作用。结果表明,渗透路面、植被浅沟均可有效降低径流系数、推迟峰现时刻、减少溢流检查井个数和最大淹水深度,且对内涝的缓解作用在低重现期时更为显著,尤以组合LID措施对内涝的控制效果最佳。     

生物滞留槽土壤渗透与恢复过程模拟研究

以蒸发蒸腾和重力流作为土壤渗透恢复机制,建立了生物滞留槽土壤渗透与恢复过程模拟模型.以深圳市茜坑水库管理处地下式生物滞留槽为例进行全年土壤水份过程模拟,评估了生物滞留槽对地表径流的削减效果.     

基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标低影响开发措施优化设计方法及应用

低影响开发(LID)措施被广泛用于调控由极端降雨和城市扩展所导致雨洪灾害,但其设计常忽略水文控制目标和建设成本等多目标关系。利用基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标低影响开发措施优化设计方法,以径流总量削减率和LID措施建设成本为目标,以土地利用现状等为约束条件,对广州某地块进行优化设计。结果表明,该方法能针对区域现状和目标条件计算出最优LID措施的空间布局和面积;揭示径流总量削减率与LID措施建设成本之间的关系;计算某径流总量削减率的最优LID措施布设方案。在径流总量控制目标提出的背景下,该算法为海绵城市设计提供了一种新的计算工具。     

低影响开发雨水系统在满融经济开发区径流削减效应分析中的应用

低影响开发雨水系统(LID)是建设海绵城市的主要途径之一,为研究LID建设规模对降雨径流产生的影响,以沈阳市满融经济开发区西部区域为例,运用SWMM模型计算了绿色屋顶、透水铺装、下沉式绿地三种措施对径流的削减效应。结果表明,三种措施均能有效削减区域径流量,且各单项措施所占总面积比例与径流系数之间存在良好的负相关线性关系;雨强的增大削弱了绿色屋顶、下沉式绿地对径流的削减效果,而透水铺装受降雨条件的影响不明显;三种措施的削减效果由大到小依次为透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地;组合措施相较于单项措施具有更好的径流削减效益。研究结果为海绵城市的规划建设提供了理论依据。