建筑小区海绵城市流量径流系数计算模型研究

以径流源头控制的建筑小区为研究对象,提出小区在海绵城市设计下的蓄洪能力计算方法。首先从径流系数的定义及指标意义分析,明确影响雨量及流量径流系数的因素、取值方法及两者之间取值的差异。然后,建立以年径流总量为目标的雨水调蓄设施规模计算流程,推导得到海绵城市场地流量径流系数计算模型。以天津地区建筑小区为例,研究在满足年径流总量控制目标前提下,雨洪调蓄设施对整个小区的错峰蓄洪能力,并分析影响管道设计流量的重要参数。     

基于海绵城市建设的公共建筑改造——以北京市通州文化馆和图书馆为例

以北京市通州文化馆和图书馆为例,探讨海绵城市建设方法,分析各技术措施在控制雨水年径流总量控制率和年径流污染削减率中的作用,实现对城市雨水的滞蓄、净化与回用的海绵城市建设源头控制的理念。     

基于HydroInfo的海绵城市建设效果分析——以天水市为例

合理设定海绵城市建设措施及规模是海绵城市科学规划设计的关键。径流总量控制作为海绵城市的刚性指标,是衡量海绵城市建设效果的关键标尺之一。以分析海绵城市建设预期效果为目标,以天水市为例,采用HydroInfo多维耦合降雨径流模型,将研究区剖分为10 902个三角形网格、5 748个计算节点,采用MUSCL途径提高离散精度,对海绵城市建设的径流总量控制进行定量计算和验证。结果表明:在设计降雨条件下,研究区域现状外排比例为81.2%,增设14%绿地和25%蓄水设施后,下渗、蓄水、外排比例分别为64.9%、20.1%、15%,可以实现渗蓄比例高于85%的径流总量控制目标;在20年一遇暴雨情景下,海绵城市建设后外排系数为43.9%,蓄存比例为12.8%,下渗比例可达30.5%,蓄滞水量由14.14万m~3增加到118.69万m~3;该海绵城市建设方案有效提升了研究区渗、滞、蓄水能力,降低了城市排水压力和内涝风险。研究成果为海绵城市规划和建设提供了实用方法。     

基于海绵城市理念的绿色建筑雨水设计

为满足二星级绿色建筑雨水利用和福州市海绵城市外排雨水径流总量控制的要求。通过对屋面雨水进行收集、处理并回用于绿化灌溉和道路浇洒满足绿色建筑雨水利用的要求,同时对雨水利用系统进行了水量平衡分析;通过设置下凹式绿地、雨水蓄水池等措施满足场地雨水年径流总量控制率70%的要求。     

海绵型公园雨水控制分析计算方法——以成都市活水公园为例

海绵城市建设中,为了实现对雨水控制的定量计算,若采用模型模拟需要详实的数据基础,推广起来存在诸多问题。本文以径流系数为主要分析手段,运用较为简便的方法对成都市活水公园进行海绵型公园改造前后的雨水控制各项指标做了定量计算,利用芝加哥雨型进行雨量分配,对改造前后公园外排水流量进行对比分析,结果表明进行海绵型公园改造后,5年一遇降雨外排水流量削峰率达74%,峰现时间延后25min。外排水流量径流系数为0.278,年径流总量控制率大于85%。对3年和5年重现期的雨水控制效果均较好。此计算方法可用于面积不大的海绵城市试点区域或海绵型公园的雨水控制计算,所需数据量小,操作性强,具有可重复性和实用价值。可对海绵城市建设中的雨水控制指标计算提供一定参考。     

海绵城市规划中年径流总量控制目标分解方法研究

海绵城市建设的控制目标包括径流总量控制、径流峰值控制和径流污染控制。其中,年径流总量控制率是总量控制、峰值控制和污染控制的实施载体,是海绵城市建设目标的集中体现。在不同层次的海绵城市规划中,如何科学合理地落实年径流总量控制率目标,是近年来海绵城市规划编制的重要探索内容。采用多因子权重综合评分法,根据研究区域的不同特点和尺度,确定不同的评分指标及评分权重,综合评估不同区域海绵城市建设的适宜性,差别化落实年径流总量控制率目标。     

源头雨水控制项目外排雨水的水力计算

源头雨水控制项目中外排雨水管道的设计流量及水力计算,应考虑雨水控制设施对雨水径流的折损作用,否则会产生诸多弊端。雨水管道起点集水时间为上游雨水控制系统的降雨历时,可取15min;外排雨水的径流系数应为下垫面径流总量扣减有效截留雨量后与下垫面降雨总量之比;有效截留雨水量应根据蓄(储)水设施的有效容积、汇水面积、日径流量、日渗透量、3日回用雨水量进行水力平衡计算确定。     

西北典型办公住宅小区海绵化改造设计及效果分析

以西北地区某已建办公住宅小区为例,分析改造需求和难点,结合海绵改造目标,采用"绿色、灰色"协同的方式,通过LID设施、管网改造、蓄水模块设计,实现了小区降雨径流削峰、调蓄、污染控制、雨水资源利用功能.通过对改造前后未落地雨水、停车场径流、小区外排口出水水质进行实地监测,评价改造后污染控制效果.结果 显示:雨水径流水质相比改造前有较大程度的改善,各污染物的年污染负荷削减率为52.2 ％～82.5％,年径流总量控制率为96.2％,均满足控制要求.     

雨水延时调节设施有限差分法设计案例研究

雨水延时调节是海绵城市建设的重要工程措施之一。延时调节设施具有径流峰值控制和径流污染控制双重功能,进水口入流、设施内水位、多级溢流口出流过程动态精细化的水文水力计算是合理确定设施规模的关键。结合案例,与SWMM模型模拟结果进行对比分析表明,基于质量守恒定律的有限差分法满足工程设计精度要求,可弥补我国规范中传统峰值调节设施规模设计方法的局限,为海绵城市径流污染控制与内涝防治多功能设施的设计提供参考。     

海绵城市年径流总量控制率的若干问题探讨

针对年径流总量控制率这一海绵城市建设重要指标,探讨不同暴雨类型地区及数据年限对年径流总量控制率的影响、年径流总量控制率与年降雨场次控制率比较分析、年径流总量控制率对合流制溢流污染控制效果等内容,为海绵城市规划设计应用年径流总量控制率指标提供参考。     

城市暴雨内涝防控与海绵城市建设辨析

海绵城市建设一经提出就质疑声不断,为健康有序地推进海绵城市建设,对城市暴雨内涝防控与海绵城市建设的关系进行了讨论。论述了城市暴雨内涝成因,提出了城市暴雨内涝防控的工程措施和非工程措施,探讨了城市暴雨内涝监测预警技术。介绍了海绵城市概念和内涵,重点探讨了城市暴雨内涝防控与海绵城市建设两者关系,只有在成功地构建起源头径流控制系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统及城市水利防洪系统等城市雨洪管理四大子系统的基础上,才能有望解决城市内涝灾害问题。     

海绵城市年径流总量控制率指标分解探析

减少雨水径流外排，地块内雨水径流就地消纳利用是海绵城市建设的重要目标之一，雨水径流外排量由年径流总量控制率这一指标体现，如何科学合理地确定年径流总量控制目标，是近年来海绵城市建设过程中主要探索内容。以广州科教城片区为例，结合片区下垫面、排水管网等资料，利用容积法对年径流总量控制率进行指标分解，同时采用Infoworks ICM模型对各地块年径流总量控制率指标分解的合理性进行模拟验证，结果显示各地块在按照规划年径流总量控制率开发建设后，片区排水管网均满足10年一遇设计重现期，在100年一遇降雨条件下部分区域虽出现积水，但无内涝发生。研究表明，分解确定的各地块年径流总量控制率可用于指导片区开发建设，通过海绵城市建设可有效降低雨水外排，提升区域防灾减灾能力。     

低影响开发设施对污染物削减效果的评估

近年来,海绵城市已成为国家城市建设的新模式,其中低影响开发(Low Impact Development,LID)通过分散的、小规模的源头控制来暴雨所产生的径流和污染,已经成为我国海绵城市建设的关键技术之一。然而现阶段对LID设施在实际建设后的污染削减效果评估的研究十分有限,选取了国家首批海绵城市建设试点城市的一个典型LID设施雨水花园,对其在5次非连续降雨过程中进出口雨水进行重复采样,检测水样的污染物浓度(氨氮浓度以及COD浓度),并对检测结果进行统计分析,结果表明:雨水花园设施能有效削减雨水中的氨氮浓度和COD浓度,其削减率分别为44.5%和47.2%能够达到净化雨水的目的,满足海绵城市的建设需求,为海绵城市的低影响开发(LID)雨水系统的建设提供了数据依据。     

城市广场“海绵化”设计案例——以南昌市新建区心怡广场改造为例

城市广场作为海绵城市的主要节点,海绵化设计具有十分重要的意义。以南昌市新建区心怡广场"海绵化"改造为例,用容积法计算出径流控制总量,合理划分了3个汇水分区,并在每个汇水分区布置了不同的海绵设计技术。通过增设植草沟、雨水花园、调蓄池可有效控制广场的径流总量,实现雨水的错峰排放。而在雨水花园和调蓄池设置溢流管,可满足暴雨重现期5年以上,多余的雨水径流可排入附近市政雨水管网中,最终实现"小雨循环利用,大雨不内涝"的目标。     

基于滨水绿地的雨水分质处理与景观设计方法

目前,建筑与小区的海绵城市系统设计一般通过有组织的汇流进入源头低影响开发设施进行下渗、净化。但相对干净的屋面雨水和污染较重的路面雨水采用相同的技术措施会造成低影响开发设施的浪费。而滨水绿地并没有服务于周边小区的雨水径流处理,造成一定的资源浪费。探索一种基于滨水绿地的雨水分质处理系统,以嘉兴市某新建小区项目(柳岸禾风)为例,论证雨水分质处理措施对雨水径流控制的作用,并探索相对应的景观设计方法,最终实现滨水绿地的景观效益和生态效益,体现蓝绿交融的理念。     

海绵城市理念在城市立交改造中的应用研究

将海绵城市技术理论应用在城市道桥排水工程设计中,能够有效缓解城市道路滞水和降低雨水径流污染。城市立交桥智能交通改造是结合节点远期各个方向的交通预测流量采用软件模拟需要增加的车道数和转换匝道的方向,协同道路全线交通信号采用自适应控制模式通过动态交通流量与环境变化实时调整,可使交通组织控制效果达到最优,并建立人车分离的"空中走廊"与之匹配,最终形成完整的立交改造方案;与此同时气候变化致使暴雨频率和强度发生改变,立交改造等城镇化建设的加快升级和范围扩大,加剧了暴雨对城市及其基础设施的威胁,应用海绵城市理念优先考虑城市立交利用自然渗透和排放,建立计算净化和积存雨水系统模式,建设立交桥雨水处理及回收一体化地下工程。     

基于水文控制目标的中小尺度海绵城市改造方案评价

为正确评价中小尺度低影响开发(LID)措施改造方案的水文控制效能,以重庆市秀山县海绵城市建设试点为例,将LID措施的生态、经济和社会效应具体量化为径流量控制、径流污染控制、建设成本、维护管理成本和径流利用效益等5个指标,构建了基于水文控制目标的LID措施评价体系,并利用暴雨管理模型(SWMM)对不同LID设施改造方案的暴雨径流水文过程进行了验证模拟。研究结果表明:现有LID措施因其规模占比过小且组合方式不合理而对暴雨径流的水文控制效果不佳,不满足75%年径流总量控制率目标,需进行扩容和组合优化;LID设施改造方案综合评价结果显示综合评分与径流总量控制率、峰值流量削减率等水文控制指标呈显著正相关,可直接作为中小尺度海绵城市改造方案评价。     

极端降雨事件对雨水年径流总量控制率和24h降雨场次控制率的影响规律探析

雨水年径流总量控制率是海绵城市建设中最重要的指标之一。通过对降雨资料的统计分析得出雨水年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系,由设计降雨量确定雨水源头控制设施规模。合理规范地选择分析降雨统计参数是科学制定雨水年径流总量控制目标的前提和保障。采用《海绵城市建设技术指南》的统计方法,分析极端降雨事件(极端小降雨事件和极端大暴雨事件)对雨水年径流总量控制率与24h降雨场次控制率的统计结果带来的影响,对统计中极端降雨事件的取舍做出判断,同时采用箱形图识别极端大暴雨事件,从而确定其最佳扣除比例。     

基于SWMM的海绵措施对城市下垫面产汇流影响

为解决城市水环境、水生态问题,以低影响开发(Low Impact Development,LID)为理念,选取已建的海绵单元在对透水铺装材料及雨水花园旱溪降雨径流监测的基础上,通过构建城市雨洪模型,研究不同海绵措施对产汇流的影响,并采用实测降雨径流数据对模型进行验证和率定。结果表明:透水铺装路面对大、中、小型降雨的径流控制作用十分显著,透水铺装相对雨水花园旱溪的污染物去除具有较好的效果;基于海绵示范区构建的水文水质模型,模拟了海绵工程措施对单场暴雨的洪峰流量以及总的径流量都具有较好的削减效果,出口洪峰流量减少60%以上,年径流总量控制率大于75%,外排径流量根据不同量级暴雨削减幅度有所不同,随着降雨强度的增大,削减效果有所减弱,较强降雨能减少30%以上,一般量级降雨能削减60%以上。对于外排污染物的量,海绵改造后,研究区单场暴雨的削减率均在50%以上。     

基于“生动、生态、生机”理念的海绵城市规划实践——以上海张家浜楔形绿地规划设计为例

针对海绵城市建设面临的问题和挑战,以水循环为纽带、将城市暴雨-径流、水污染治理和城市生态绿地、湿地建设与市政建设规划管理联系为一体的概念与规划方法在国内外各地都有所应用。综合考虑区域防洪排涝、面源污染负荷削减与生态景观,编制了张家浜楔形绿地海绵城市专项规划,提出以生动社区、生态绿地、生机河流为海绵城市建设目标,因地制宜将多种LID措施进行组合,对单个地块都实现了指标的管理与控制,并用SWMM模型预估该地区海绵城市的建设效果,结果表明该规划预计可取得较好成效,年径流总量控制率由61.2%上升至80.4%,进入河道的洪水峰值削减量27.1%。