高密度老城区海绵城市径流控制研究

针对老城区海绵城市建设缺乏专项治理措施的现状,为了解决老城区海绵城市建设的内涝问题并实现径流控制,基于"老城区以问题为导向,以点带面"的基本思想,同时考虑高密度老城区"人口密度大,改造难度大和遗留问题多"等特点,海绵城市建设需要因地制宜,采取合理有效的技术方案实现对老城区的径流控制。以国家首批海绵城市建设试点城市萍乡试点区中的典型老城区西门内涝区为例,提出针对高密度老城区海绵城市建设的径流控制方案,主要包括源头地表绿色设施的减量控制以及末端地下调蓄设施的二次控制。总结了地表绿色设施组合的技术思路,介绍了地下调蓄设施的计算方法、布设以及抗浮设计等。结果表明:高密度老城区径流控制不能单靠绿色设施进行源头控制,也需要地下调蓄设施进行末端治理,其中单靠绿色设施实现了55.7%的径流控制率,加上地下调蓄设施后完成了75%的径流控制目标。该方案为类似老城区径流控制提供了可借鉴、可复制的成功经验,对老城区海绵城市建设径流控制具有重要的参考意义与实用价值。     

基于AHP-GRA的城市内涝风险评估及调蓄池选址

为探索调蓄池的选址方法,综合考虑影响城市内涝的积水风险和超载风险,提出采用层次分析-灰色关联分析(AHP-GRA)方法建立多目标风险评估模型,并对城市内涝风险进行综合分析,以加权灰色关联度小于0.6的节点作为分散调蓄的选址点.应用案例验证表明:以该评估模型选取的位置设置调蓄池与传统的末端调蓄方案相比,对消除城市内涝风险,提高城市防涝标准有显著效果,可得到合理的调蓄池选址方案.     

西咸新区海绵城市建设对中型降雨致涝影响

全国海绵城市试点建设已稳步开展,但试点区内海绵设施对内涝的实际缓解效果尚缺资料验证。通过对西咸新区海绵城市建设试点区域内涝积水进行监测,对比试点区域内LID改造前后的两场相似中型降雨致涝资料,定量分析了该地区内涝点数量、积水范围和水深变化情况及其成因。发现西咸新区海绵城市LID改造完成区海绵效果较为明显,LID措施可缓解中型降雨造成的城市内涝积水问题。     

基于SWMM和层次分析法的调蓄池预选址方案选择

近年来频发的内涝给城市排水防涝带来严重挑战。调蓄池是城市内涝防治系统的重要组成部分,而调蓄池预选址的选择,关系到调蓄池的效益和成本,也影响后续优化求解。为合理选择调蓄池的潜在位置,根据内涝防治标准,基于SWMM模型,选取积水深度、积水范围、积水时间、调蓄池造价、节点重要性等5项指标,借助层次分析法,建立了量化评价框架,探讨了基于预选址指数的雨水系统调蓄池预选址方案的选择方法,并进行了应用案例验证,研究表明:调蓄池的位置选择对内涝积水削减比例有重要影响;所提出的方法有一定的可行性和实用性,借助该方法可以得到较好的预选址方案。本研究成果可为城市内涝防治调蓄池选址工作提供技术支撑。     

单位LID措施缓解城市内涝效益分析计算——以固原市为例

通过对固原市内涝严重区域资料进行线性处理,得到不同降雨重现期内涝点积水资料,结合暴雨强度公式与下垫面资料,在区域降雨径流总量与内涝点峰值积水量之间建立关系;分析海绵设施建造后不同设计降雨量下,内涝点峰值积水量的削减量,结合在内涝峰值积水总量与居民室内财产损失之间建立的关系,分析源头径流截蓄量对减少居民室内财产损失的影响...     

基于城市水文模型的海绵城市智慧管控

针对海绵城市智慧管控系统的建设,从调蓄设施智慧管控的角度,以萍乡市西门片区为案例,对海绵城市建成后的运行管理方式进行分析,研究基于城市水文模型的海绵城市智慧管控系统的作用,重点阐述了调蓄设施的智慧管控系统的建设和应用。结果表明:在30 a一遇2 h设计暴雨下,不同的调蓄设施起调点设置对地表径流量的控制有较大的影响,随着起调点的设置越靠后,地表径流总量控制率从66.6%减少至8.9%,峰值削减率从47.3%减少至20.8%;在两场雨峰位置不同的实际降雨的模拟情况中,采用不同的起调点策略可以更好的发挥工程效益,地表径流总量控制率分别是64.5%和82.6%,峰值削减率分别为52.1%和70.4%。对基于智慧管控系统的调蓄设施的优点和局限性做进一步的阐述和分析,对海绵城市智慧管控系统的几个关键问题进行初步探讨,包括分布式参数获取与数据库更新、易积水点的远程管控技术和风险预警技术等。研究成果对海绵城市建成后的城市水资源管理具有一定的参考意义。     

基于Mike Urban的高度城市化地区内涝交通风险分析

近年来,在高速城市化和气候变化的共同作用下,区域极端降雨造成城市内涝频繁发生,引起了道路积水、交通拥堵等诸多不利影响,及时开展城市内涝预警管理非常必要,而数值模拟则是科学分析内涝特征的重要技术手段。以珠海市香洲区吉大—拱北街区为研究区,基于管网数据和实测积水数据构建了Mike Urban区域排水管网模型;以此为工具,模拟了不同重现期条件下研究区排水管网的溢流情况,在解析易涝路段数量及其积水深度的基础上评价了区域的内涝程度;同时应用速度衰减曲线模型得出不同积水深度下的行车速度衰减程度,进而评价得出区域易涝路段中交通拥堵的高风险区域和受影响的公交线路。研究成果可为城市市政管理部门在强降雨情况下完善公交调度和发布道路行车预警提供技术支撑和决策参考。     

固原海绵城市内涝削减效果数值模拟

以固原海绵城市建设核心示范区为研究区,采用考虑水文过程的二维水动力城市雨洪模型,通过模拟典型设计降雨过程下的海绵城市建设前后研究区的内涝积水情况,对固原海绵城市内涝削减效果进行分析。结果显示:在2年一遇降雨条件下,研究区内9个重点内涝点得到明显改善,积水量峰值降低59.54%,积水面积峰值降低62.50%;当降雨重现期为30年一遇时,研究区内重点内涝点内涝有所缓解,内涝风险等级降低,积水量峰值降低60.37%,积水面积峰值降低69.88%。     

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.     

调蓄系统在雨水泵站升级改造中的优化设计

以北京市某雨水泵站为例,主要阐述了优化设计调蓄系统的工作原理、容积计算、运行模式及存在问题。调蓄系统主要包括配水池、初雨池、调蓄池3部分,通过对水位高程的控制,实现了雨水在初雨池、泵房、调蓄池3者之间不同时段的储存与排放,既减轻了城市水体污染,又缓解了下凹立交桥区的积水情况。     

初期雨水调蓄设施的优化设计 ——以龙岗河干流综合治理工程为例

以龙岗河干流初期雨水的调蓄设施工程为实例，计算了初期雨水调蓄设施的雨水处理规模和调蓄容积，分析了敞开式和封闭式调蓄池的优缺点，对水力翻斗和人工清淤两种清淤方式进行了比选。结果表明，敞开式调蓄池和水力翻斗清淤更有利于调蓄设施的管理维护，且节约经济成本。龙岗河初期雨水处理调蓄系统的设计和实施对实现经济环境和谐发展具有重要意义，可供类似工程参考。     

丘陵区海绵城市建设模式研究——以凤凰县为例

针对丘陵区城市的地形地貌和降雨径流特点,从生态海绵流域的全局视角,以现代化湿地花园城市为目标,合理布设"渗、滞、蓄、净、用、排"等海绵建设设施,并在措施布设时考虑丘陵地区对水土流失防治、地质灾害防控、水系景观美化等特殊要求,提出丘陵区海绵城市建设方案。以丘陵区城市湖南省凤凰县为案例,具体分析了海绵城市建设的目标指标和适宜建设措施。研究结果表明:通过海绵城市建设,凤凰县新建区年径流总量控制率达到83%,总的年径流总量控制率为80%;丘陵区海绵城市建设不应局限于建成区内,应针对产汇流过程急速形成、易出现山洪和内涝灾害的"两碰头"等问题,通过低影响开发措施和建成区外海绵体措施,开展生态海绵流域建设;丘陵区海绵城市应区分建成区内和建成区外,设定相应的建设目标和控制指标,建成区外应对堤防达标、雨水排放、水源保护区、水土保持、地质灾害防治等开展系统性建设和整治,建成区内应对可渗透地面、下凹式绿地、污水集中收集处理、地表水体水质、非常规水源利用、城市管网等方面开展系统性建设和整治。研究成果对丘陵区探索海绵城市建设模式具有重要的参考意义和实用价值。     

我国城市雨洪管理近期应以防涝达标为重点

分析目前海绵城市建设无法根本解决"城市看海"问题的原因,提出大幅提高城市暴雨洪水蓄排能力的建议:完善海绵城市建设方案;加大城市内涝防治资金的投入力度;因地制宜,一城一策;长期规划,稳步推进。     

海绵城市建设思路探讨——以广州市天河智慧城核心区为例

近年来,城市内涝问题发生频率不断增加,雨水排放及利用问题成为社会关注的焦点。以广州市天河智慧城核心区为例,分析了区域内防洪排涝设施的现状及存在的问题,探讨了该城区建设海绵城市的思路、总体规划,提出了水系整治、城市设施低影响开发及雨水综合利用的相关措施。     

利用双排水系统理论对城市下穿隧道进行雨水内涝模拟分析

城市下穿隧道是城市防涝的重点部位。传统城市排水系统规划设计只考虑雨水沿地下雨水管网汇流,而忽略了超设计标准雨水的排水出路。双排水理论考虑城市道路雨水漫流和地下管网协同排水的方式,可以模拟在强降雨条件下雨水的真实汇流路径。本文以2011年7月3日某下穿隧道内涝灾害为例,在SWMM软件平台上运用双排水理论对该隧道的排水系统建模分析,模拟结果与当时观察到的积水情况吻合较好,并分析出隧道积水的原因。     

基于水生态文明建设及LID模式的沙仔岛排涝设想

为了解决沙仔岛在开发建设中可能出现的内涝问题,以及满足水生态文明建设与海绵城市建设的要求,该文提出低影响开发建设(LID)模式的设想。通过分析沙仔岛的排涝需求与土地开发利用格局,遵循"渗、滞、蓄、净、用、排"的原则,采用雨水湿地、调蓄池、植草沟、新开挖河涌等措施,对沙仔岛排涝系统进行布局。从而减缓内涝,使雨水资源化,改善局部水循环与水环境。     

城市暴雨洪涝模拟：原理、模型与展望

在气候变化和人类活动的双重影响下,我国城市洪涝问题日趋严重。在对城市水循环规律深入研究的基础上,开发城市水文水动力模型模拟城市洪涝过程,是弄清城市洪涝致灾机理、减轻洪涝灾害和评估海绵城市减灾效果的重要工具。本文从我国城市洪涝现状和海绵城市建设出发,总结了城市洪涝模拟方法,对水文模型、水动力模型以及二者的耦合机理进行了较为深入的分析,并介绍了目前常用的城市洪涝模拟模型。在此基础上,梳理了当前与城市洪涝模拟相关的热点研究领域,并对其未来发展趋势进行了展望。     

城市水文模型原理刘家宏

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。