基于物联网大数据的城市降雨径流控制率分析

针对海绵城市降雨径流控制率监测的两大技术难点——监测设备布置难题和数据统计难题,采用基于物联网和大数据的监测技术及自动分析算法,以我国某海绵城市试点区为例,对全区域81个雨水排口进行子汇水区域划分,制定了监测方案,并获得了降雨场次下的全过程降雨的监测数据,基于超过40万条监测数据,计算了不同降雨量下研究区域的径流控制率,并提出了基于污水管网监测的降雨径流控制率修正方法。结果表明,在降雨日中,确实存在雨水进入污水管网的情况,因此在监测方案中应同时考虑对污水管网进行有效监测;在34.4、13.2、9.4、19.4 mm降雨条件下,研究区域径流总径流率依次为65.14%、81.48%、87.39%、78.81%,与研究区域设计降雨量27.4mm及75%的径流控制目标相比,海绵城市的建设可满足年径流总量控制的目的。     

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。     

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。     

基于SWMM的调蓄池对城市面源污染削减作用研究

鉴于目前我国城市面源污染仍未达到标准化状态,无法更好地指导规划设计,在前期基础资料收集和实际调研的基础上,借助GIS等工具,建立了精细化SWMM模型,通过编制Control Rules控制语言,实现了雨水调蓄池控制,分析了区域内面源污染特点及不同重现期(1、2、3、5、10年)下调蓄池面源污染控制效果。结果表明,城市面源污染程度受降雨强度的影响较大,表现为降雨强度越小(形成径流),径流污染程度越大;分流制雨水调蓄池在城市面源污染控制上可起到较好的调控效果,但单一的调蓄池控制措施无法实现径流污染物排放平均浓度达到地表Ⅲ类水体的标准。     

山西省忻州盆地地下水污染特征研究

为了探究山西省忻州盆地地下水的污染特征状况,采用主成分分析法、聚类分析法以及相关分析法,对收集到的盆地区地下水水质数据进行分析.结果 表明:地下水主要影响因素为TDS、总硬度和硝酸盐氮;TDS和总硬度升高主要由于地表污染物淋滤入渗和氮素迁移转化造成,而硝酸盐氮污染主要来源于农业区氮肥的使用.     

完整水文年下基于监测与模拟的典型海绵项目径流评估

年径流总量控制率作为海绵城市的主要考核目标,是海绵城市建设中总量控制、污染控制、峰值控制的集中体现。为在海绵改造中实现这一目标,选取某城市某典型海绵改造项目,通过合理的方案布置,进行长时间连续监测(包含完整水文年),获取监测期内场次降雨全过程流量数据,并对超过10万条的监测数据利用Matlab进行自动分析计算。结果表明,大量监测数据的积累不仅可以完成海绵改造项目的定量化考核,同时还可以实现项目模型参数的率定和验证,可评估不同水文年下径流控制率;利用监测与模拟相结合的方法对完工后的海绵项目持续跟踪评估,可准确掌握海绵改造的建设效果,为海绵设施运行与管理提供最直接的依据。     

降雨径流对城市环境的污染分析

城市化的迅速发展,使城市不透水面积增大,降雨径流特别是初期雨水径流所带来的非点源污染日益严重,对城市水系构成严重威胁.分析城市降水径流包括路面、屋面及庭院径流的污染来源,降雨径流水质特性及污染物浓度历时变化规律,重点探讨降雨径流的初始冲刷效应、污染特征问题.     

基于径流污染控制目标为目的的分流制初期雨水调蓄池容积确定

鉴于初期雨水污染为地表水体的主要污染源之一,以儒乐湖初期雨水调蓄池容积确定为例,采用调蓄池工程措施进行截流,以V类水体标准为径流污染控制目标,在《室外排水设计规范》中控制径流污染的分流制初期雨水调蓄池计算公式的基础上,应用模型法模拟得出控制目标下的初期雨水径流累积深度及调蓄池容积。结果表明,截留径流累积深度为7mm,初期雨水调蓄池容积分别为9 250、5 850m^3时,研究区域内能够满足在管网重现期下排水水质达到V类水体标准。研究成果可为初期雨水截流工程实施提供建议及参考。     

浅层地下水

<正>浅层地下水,浅层地下水主要指埋藏相对较浅、与当地大气降水或地表水体有直接补排关系的潜水或弱承压水,主要是地表以下60 m内的含水层,是地质结构中位于第一透水层中、第一隔水层之上的地下水。由大气降水、地表径流透水形成,埋藏浅,更新较快,水质较差,水质与水量均受降水和径流影响,典型代表为井水(非机井)。由于其埋层浅,未经深层岩石过滤,水体极易被工厂排放的污水和农田残留的农药污染,饮用浅层受污染的地下水,会危害健康。     

昆明市主城区土地利用变化对地表径流的影响

为探究昆明市主城区土地利用变化对地表径流的影响,采用昆明市主城区5个气象站点1986、1995、2000、2007、2014年的逐日降雨及其土地利用类型数据,通过率定后的SCS模型模拟昆明市主城区地表径流。结果表明,率定后的SCS模型适合昆明市主城区,模拟平均相对误差小于15%;1986~2014年水田、草地、灌木林和疏林地面积大幅减少,主要转化为城市建设用地和有林地,渗透比例由82%减至57%,提高了昆明市主城区雨水产流能力;地表径流量随渗透比例减少呈增加趋势,尤其表现在昆明市主城区东部和南部地区。     

基于水气两相流的降水渗水桩渗水性分析

渗水桩是一种可以提高地表降雨入渗效率的设施,主要应用于海绵城市建设。渗水桩通过改变地表透气边界,降低土体内孔隙气压力,促使雨水快速入渗,达到"排气减压、促进入渗"的目的。基于水气两相流理论,采用数值模拟方法分析渗水桩的渗水性。结果表明,土体埋设渗水桩可以显著减小孔隙气压力,提高地表入渗率;渗水桩渗水性在中锋型降雨时发挥最优;桩材料的饱和渗透系数越大土壤累积入渗量越大,增长率呈减速增长;保证体积不变渗水桩由窄变宽更利于雨水入渗,超过宽深比阈值后,渗水桩的促渗效果无显著变化。渗水桩有利于提高雨水入渗量,降低地表径流量,研究成果为渗水桩的适宜条件、材料选择及几何形态的设计提供了依据。     

基于一二维耦合水动力模型的海绵小区建设效果评估

针对在海绵城市规划、建设和管理中SWMM模型无法精确模拟地表积水和淹没过程的问题,将SWMM模型与基于有限体积法的二维水动力学模型进行了耦合,建立了一二维耦合的水动力学模型,基于耦合模型构建了北京市某排水小区的雨洪模型,采用不同重现期的设计暴雨过程对海绵改造方案进行模拟和分析。结果表明,一二维耦合水动力学模型能有效地模拟海绵措施建设前后的效果,可应用于海绵小区建设效果评估中;海绵措施在一定程度上能改善小区内涝积水情况,间接地提高排水标准。     

地表水与地下水耦合模型开发与验证!

鉴于研究地表水与地下水的相互作用及其分布规律可为"海绵城市"建设提供依据,对地表水与地下水的耦合模型进行了开发,在浅水模型的基础上增加地下水模块,并在连续性方程中添加源汇项,实现地表水与地下水垂向上的耦合,同时选用Green-Ampt模型计算地表水的下渗量。通过算例分析,将模型计算结果与数值试验及预期值进行对比,验证了模型的可行性。     

不同土地利用格局下地表径流对降水特征的响应

基于设定的试验区和南京市一年的真实降水数据,在SWMM模型中设置传统土地利用开发建设格局S1和最优土地利用格局S2两种土地利用情景,采用SPSS软件定量分析了降水特征对地表径流的响应。结果表明,S2能有效降低地表径流量,但在降雨量、降雨强度较大时,其地表径流的消减作用会显著降低,甚至会出现增加径流量的情况,表明仅通过土地利用格局的优化尚无法应对由强降雨造成的城市内涝问题;径流特征受多个降水特征的综合影响,其中总径流差值与降雨历时、降雨量及降雨重现期三者所构成的回归方程拟合优度最高。     

海绵城市建设条件下的雨洪水利用潜力计算

针对大部分北方城市同时受洪涝灾害侵袭及水资源短缺问题,以水量平衡为基础,建立雨洪水利用潜力计算模型,以济南市为例,计算了2016、2017、2020、2030年在不同日用水量情景下的雨洪水可利用量,对比分析海绵城市建设对雨洪水利用的影响。结果表明,济南市城区雨洪水利用潜力较大,海绵城市建设可大幅增加雨洪水利用量,同时降低城市防洪压力,为海绵城市建设提供了基础依据。