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。     

SWMM模型在深圳市民治河流域的应用

以深圳市民治河流域为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系进行合理概化,构建了基于ArcGIS的排水系统数据库。利用流域DEM、街区和道路分布图在ArcGIS中对民治河流域进行子汇水区划分。由此基于双层排水系统思想构建民治河流域SWMM模型,并采用6场实测降雨资料对该模型进行验证,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明所建模型具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20年的设计暴雨情形下管道超负荷、节点溢流等情况模拟表明,该模型较好地评估了该流域排水管网的排水能力,为区域防洪排涝管理、调度、规划和雨洪资源利用提供了决策依据。     

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。     

基于SWMM模型的城市化地区雨水桶应用研究

针对城市化地区用地紧张和不透水比例高的特性,基于SWMM模型,模拟了不同比例雨水桶布置在不同设计降雨情境下的区域产流和淹水情况,分析了不同比例雨水桶的应用效果。结果表明,不同比例的雨水桶布置均具有径流和淹水量控制作用,且低重现期降雨情境下雨水桶布置的径流削减和淹水量控制效果明显优于高重现期的降雨情境下的削减效果。雨水桶布置比例的增加对径流系数、峰值流量和淹水量等削减程度增大,对径流系数削减效果更为明显。     

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...     

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模型的住宅区层级式雨水系统构建

为研究层级式雨水系统的排水效果,以江西省南昌市某住宅小区为例,构建了由基本单元入渗系统、庭院逐级削减系统、地块层层滞蓄系统和小区末端调蓄系统组成的层级式雨水系统。利用SWMM模型模拟层级式雨水系统方案与传统方案在不同重现期降雨条件下对径流总量、峰值流量和节点溢流的控制效果,并进行整体性分析。结果表明,采用层级式雨水系统后,降雨重现期为0.5、1、2、3、5、10a时的径流总量削减率分别增加了63.20%、58.02%、52.43%、49.61%、44.46%、39.17%;径流峰值分别削减了56.44%、57.79%、58.65%、59.12%、59.36%、59.72%;径流峰值时刻分别延迟了9、8、6、4、3、1min。层级式雨水系统具有较好的径流控制效果,能减少径流总量,削减峰值流量,延缓峰值时间,改善节点溢流,保证研究区域5年一遇降雨不发生积水,有效缓解城市排水问题。     

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。     

基于SWMM的初期雨水调蓄池容积确定及截污效能模拟

雨水调蓄池通常借助经验公式确定容积,可信度略显不足。对此,选用模型法即通过模拟典型降雨下调蓄池的工作过程,结合排放目标确定调蓄池容积。将此方法应用于以南昌市儒乐湖流域为研究区域的非点源污染物控制过程中,模拟结果表明,该方法确定的调蓄池容积可有效受纳初雨冲刷带来的污染物,达到削减非点源污染物的目的。研究成果可在实际工程中推广应用。     

基于SWMM的海绵城市与传统措施下雨水系统优化改造模拟

为对比海绵城市与传统理念下的改造措施对雨水系统溢流的改善效果,以苏州市CM小区雨水系统为研究对象,在概化研究区域的基础上,根据实测数据,经过率定和验证,构建了SWMM模型,模拟了不同重现期下海绵城市改造措施(增加25%的透水性地面面积)和传统改造措施(增大DN250、DN300、DN400的雨水管道至DN400、DN400、DN600;增设2个泵站和雨水池)两种优化措施对雨水溢流的改善效果。结果表明,海绵城市和传统改造措施均可不同程度地改善研究区域雨水系统的溢流现状,重现期为1、3、10、30年时,增加透水性地面面积,溢流节点数、溢流总时间、溢流总量分别减少50.0%~75.0%、52.0%~64.0%、55.0%~67.0%,增大雨水管径可分别减少14.3%~50.0%、27.8%~89.1%、16.5%~93.6%,增设泵站和雨水池可分别减少14.3%~50.0%、13.5%~91.3%、27.1%~97.3%;海绵城市改造措施缓解溢流效果稳定,优于传统改造,在不同重现期下对溢流特征值的减少率约为60%,对溢流节点数、溢流总时间、溢流总量的平均减少率超过传统改造措施的25.3%~31.5%、10.1%~11.1%、7.6%~17.1%,能更好地优化雨水系统,减少地面积水。     

基于GIS的城市雨洪模型SWMM二次开发研究

以广州市新河浦社区为例,采用双层排水系统,利用SWMM模型的开源数据接口,实现了在VisualBasic 6.0平台下SWMM模型与ArcGIS的集成,构建了基于GIS平台的内涝模拟模型,并分析了不同暴雨重现期下的淹没情况。结果表明,该模型具有较好的精度和可靠性。     

基于SWMM的透水铺装系统的水文效应研究

为分析透水铺装对城市水文循环的影响,以河北农业大学校区内某2.02ha的区域为研究区,分别建立研究区现状和加入透水铺装措施的暴雨洪水管理模型(SWMM),采用纳什效率系数法对模型进行率定和验证,定量分析不同重现期降雨情景下,透水铺装对研究区现状产汇流的影响。结果表明,模型率定和验证期的纳什效率系数分别为0.87、0.83和0.89、0.81,构建的研究区雨洪模型模拟效果良好。不同重现期(2、5、10、50、100年)降雨条件下,透水铺装对研究区现状产流时间推迟1～15min,径流总量削减23%～51%,洪峰流量削减28%～56%,峰现时间滞后1～10min。研究成果有利于透水铺装设施的进一步开发应用。     

基于水力模型的供水管网区块化优化研究

为进一步优化配水系统分区,提出了一种基于多尺度分区算法的供水管网区块化优化方法。该方法考虑了供水管网系统的节点压力信息,改进了分区评价函数,并结合城市供水管网实际情况进行分区。以A市为例,利用EPANET建模器建立供水管网水力模型,在此基础上结合配水系统分区理念,将A市供水管网分为了11个区块。结果表明,分区后的供水管网实现了单独区域水量计量,缩小了查找漏失范围;管网压力更加趋于均衡,降低了漏失水量和产销差,使供水管网运行更加科学化、合理化。研究成果可为供水管网分区优化管理提供参考。     

海绵城市雨水花园水文水质过程模拟

以宜兴市中心某区域为例,通过参数率定及模型验证,构建了研究区域的SWMM模型,研究了不同重现期(3、10、50、100年)下,雨水花园水文、水质变化情况。结果表明,重现期3～100年条件下,平均径流量、峰值流量、平均径流系数、入渗量、污染物SS负荷总量、COD负荷总量、TN负荷总量、TP负荷总量分别降低11.65%～12.66%、6.82%～8.46%、21.33%～23.26%、22.42%～22.81%、8.98%～10.08%、8.73%～9.84%、7.83%～9.09%、6.36%～8.33%,雨水花园可有效降低平均径流量、峰值流量、平均径流系数,增加入渗量,对污染物SS、COD、TN、TP的负荷总量也有较好的控制效果,为一种有效的海绵措施,且不受降雨重现期大小的影响,呈较为固定的范围。