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。     

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。     

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。     

加强城市雨水排水基础设施建设及城市内涝解决措施探讨

针对我国城市排水设施存在防洪相关法规滞后、雨水基础设施缺乏管理维护、雨水排水管网建设力度滞后等问题,提出推动雨水排水专业规划编制、灵活选择排水体制、优化工程设计、加大扶持力度等加强雨水设施的措施,同时针对城市内涝,提出低影响开发,修订暴雨强度公式,加强排水设施的改造与维护、完善应急机制、加强管网与河道协调排水等解决措施。     

非平稳条件下基于贝叶斯网络的内涝风险评估和管理方法

受非平稳条件因素(如气候变化、城市化)的影响,近几年内涝灾害频发。以Z市某地块为研究区域,借助地理信息系统(ArcGIS)和暴雨雨洪管理模型(SWMM)实现研究区排水管网的水动力模拟。在不同降雨情境下,比较分析现状系统及不同改造方案下的系统溢流量等信息,计算内涝风险指数。采用贝叶斯网络分析工具(Bayes Server)对引发内涝风险的主要因素进行推理、识别和分析,进而构建内涝风险评估模型。该模型便于决策者根据设计需求,结合各因素的不确定性范围和发生概率值,综合选取最适合的改造措施,优化市政排水防涝规划,为市政基础设施建设提供了依据。     

基于SWMM模型的雨水管网改造方案优化研究

基于雨洪模型SWMM模拟某老城区雨水管网现状,分析检查井节点溢流与管网荷载状况,分别提出传统改造方案(改变管径(方案1)、改变下垫面性质(方案2))及与海绵理念相结合方案(改变管径+LID即方案3)。在2年降雨重现期下,基于3种方案对管网节点溢流状态进行定量分析。结果表明,3种改造方案均能不同程度地改善区域内涝,其中海绵理念方案缓解节点溢流效果最优。进一步模拟高降雨重现期下(P=5、10年)管网优化效果,发现改变管径+LID方案(方案3)持续有效,较为理想。     

城市化地区内涝风险模拟与分析

以青岛市黄岛区为例,构建SWMM城市雨洪模型,划分11个排水子区,模拟分析现状管网在不同重现期暴雨(1、5、10、20、30年一遇)下的排水过程,以积水时长、体积等为指标评估城市化地区内涝风险空间分布。结果表明,随着暴雨加剧,下垫面下渗截留对地表直接径流影响越来越小,管网排水负荷明显增加且显著影响排水效率,管网超载率越来越大;1年一遇暴雨时内涝风险相对较小,仅灵山卫、峄山排水区小范围积水;5年一遇时大量节点溢流,灵山卫、峄山、铁山、长安河、大卢河排水区为相对高危险区;10、20、30年一遇时约1/2节点溢流,以灵山卫、峄山、铁山、长安河、大卢河、豆金河排水区最严重,整体管网不能满足城市排涝。     

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。     

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。     

SWMM模型在城市排水系统规划建设中的应用

鉴于城市化的飞速发展、极端降雨事件的频繁发生,以及城市地区现状排水设计标准偏低,从而导致城市地区暴雨内涝现象频发,借助ArcGIS数据处理工具,基于SWMM模型,对拟建的开封市运粮河组团项目区的雨水管网系统进行概化,模拟了多种情景下城区规划雨水管网系统运行状况,分析了不同雨型和重现期暴雨情景及不同城市化水平下的暴雨内涝情况,并采取低影响开发(LID)设施对研究区的雨洪控制效果进行模拟与评估。结果表明,SWMM模型可以对规划方案进行初步校核,在规划区具有良好的适用性;低影响开发措施的合理应用可有效控制城市洪水,从而在一定程度上提高城市抵抗大暴雨的能力。     

昌北工业园区不同暴雨强度下不同LID布置方式的排水防涝控制效果

为分析南昌市昌北工业园区不同暴雨强度下不同LID布置方式的排水防涝情况,采用SWMM模拟分析其排涝效果。采用构建低影响开发雨水系统(LID)的方法增加排水防涝重现期,并通过改变LID设施间布置方式提高排水防涝标准。结果表明,LID设施的加入可使传统情形下的1年排水标准提升至5年,1年的防涝标准提升至10年;LID串并联布置进一步将排水标准增加到10年,防涝为20年;经过LID串并联的优化,排水标准仍为10年重现期,除个别难以治理的低洼区外,防涝标准可视为达到50年重现期。     

SWMM模型在感潮河网城市排水防涝计算中的应用

针对感潮河网城市地区产汇流特性,考虑河道排涝和管道排水的相互影响,采用SWMM模型对某研究区域内管渠系统进行概化。利用无因次潮位单位线法确定该区域沿江潮位过程,将区域防洪计算结果作为外河水位计算边界条件,输入经过同频率缩放的短历时设计暴雨过程,模拟计算了城市排水防涝过程。结果表明,水闸工程可有效控制各防洪分区的水位,河网水面率对防洪高水位具有一定的调节作用,管道排水和地面积水会因河道初始水位过高而受到影响。     

基于HMCE-Urban模型的淮安市LID措施水量分析

为分析下凹绿地、透水铺装、蓄水池等LID措施对洪峰流量及洪水总量的控制效果,首先提出了HMCE-Urban模型,之后选用九龙和大陡门泵站验证了该模型的有效性,最后利用该模型分析确定了淮安市最佳LID措施。结果表明,当LID措施为35%的10cm下凹绿地,配合20%的透水铺装时,可有效将淮安市50年一遇降雨产生的洪峰流量降低到20年一遇降雨所产生的洪峰流量;受制作成本等限制,不宜在城区建设蓄水池。     

城市排水管网混合流数值模拟研究进展

全球气候变化背景下,城市洪涝灾害事件频发,城市雨洪模型将扮演愈发重要的角色。精细化的城市雨洪模型离不开对排水管网水流的准确模拟。混合流在排水管网系统中普遍存在,研究其机理和精确模拟技术对城市排水模型和雨洪模拟精度的提升意义重大。因此,从混合流数值模拟方法、混合流物理模型及城市排水管网模型等三个方面综合分析了国内外在混合流模拟和计算方面的研究进展,并分析了当前研究存在的不足,在此基础上对未来排水管网混合流方面的研究工作进行了展望。     

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SWMM模型的渗渠LID措施补偿机理研究

针对低影响开发(LID)措施可有效削减洪峰流量和污染负荷,对降低洪涝灾害风险、保护生态环境具有重要作用,但其补偿机理尚不明确的问题,基于SWMM模型,采用控制变量法分别计算了不同大小的渗渠LID措施和相应透水率。结果表明,渗渠LID措施的补偿效果随渗渠LID措施的增大而增大,且渗渠LID措施大小与透水率之间存在定量补偿关系,可确定其补偿效果,为渗渠LID的布设提供了依据,也为LID措施的进一步发展提供了一种新思路。