基于GIS和SWMM的精细化水文表征方法

SWMM是模拟城市降雨径流响应的动态模型，其汇水区的空间元素细分方式和水文表征直接影响模拟结果。为此，提出了基于GIS对汇水区的土地利用进行精细化分类的方法，并将下垫面信息通过物理水文定义，反馈、模拟到SWMM的汇水区水文表征和低影响开发（LID）模块描述中，直接影响水文汇流过程。与常规水文构建方法相比，精细化模型中增加的缓冲渗透区可以接收来自间接不透水区的径流，更符合实际径流走向，提高了模型精度。在相同降雨重现期下，精细化模型模拟得到的径流总量、径流峰值和溢流总量均比常规模型要小。同时，该方法可以更合理地模拟LID措施的水文作用，可为LID措施提供因地制宜的布设空间和比例。     

滨海区域LID措施模型的模拟效果分析

以某滨海城市填海区域为研究对象,利用PCSWMM软件建立该区域的雨洪管理模型,分析LID措施和潮汐现象对规划地块雨水径流和地面积水的影响。结果表明,在有潮汐作用、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为53. 77%、24. 02%和48. 08%、23. 41%;在无潮汐作用(管道自由出流)、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为52. 38%、24. 02%和46. 69%、23. 41%。由模拟结果可知,LID措施对滨海城市地面积水状况具有一定的缓解作用;潮汐现象本身对研究地块的出流量和地面积水情况有一定影响。     

子汇水区分割对SWMM低影响开发模拟的影响研究

低影响开发(LID)设施在我国海绵城市建设中被广泛使用,在规划和设计阶段利用雨水管理模型(SWMM)评价其效果是工程界普遍做法。SWMM可以采用两种方法实现LID设施的模拟,一是在子汇水区内添加一种或者多种LID设施,取代等量的子汇水区内非LID面积,二是用单一的LID设施占据全部的子汇水区。基于SWMM地表径流演算原理,通过分析单个子汇水区在不同情况下分割形成的子面积几何属性差异所造成的水文过程变化,发现前一种方法的子汇水区分割会影响到整体水文效应,进而干扰对LID设施效果的定量分析。后一种方法不存在子面积调整的问题,但也应确保LID添加前后模型网络结构不变,排除由于子汇水区调整可能带来的不利影响。     

基于绿地系统的大学校园LID雨水系统构建

以河南理工大学为例,基于绿地系统的视角,提出大学校园LID雨水系统的设计原则和设计目标。通过汇水区划分、技术选择、设施平面布局、设施规模确定等流程的设计,制定了适合大学校园的LID雨水系统构建方案,使校园绿地能够在满足生态、景观、游憩和其他基本功能的前提下,对自身和周边硬化区域的径流进行渗透、调蓄、净化,并与城市雨水管渠系统相衔接。该研究为类似大学校园的LID雨水系统构建提供了参考和借鉴。     

采用SWMM模拟LID市政道路的雨洪控制效果

采用SWMM软件模拟建设项目低影响开发(LID)设施的雨洪控制效果是LID规划设计的重要依据。以深圳市光明新区某已建LID市政道路为例,介绍了LID市政道路的SWMM模型建立方法,包括汇水区的划分、LID设施的定义、设计降雨的选择等内容。模拟结果表明,相比传统设计道路,LID设计道路能够有效削减年雨水径流总量和典型场降雨的峰值流量。     

汇水区划分对InfoWorks ICM水力模拟结果的影响

利用InfoWorks ICM模型建立F市某建成区的排水管网模型,基于参数灵敏度分析,比较泰森多边形、GIS数字水文和人工绘制这3种汇水区划分方式以及高、中高、中、低这4种划分精度对模拟结果的影响。结果表明,不同划分方式和精度主要对模型中的汇水区性状参数造成扰动,导致模型模拟结果存在差异。在各降雨强度下,产流表面坡度对峰现时间和积水量均有一定影响,受其影响较小的平原城市地区宜采用泰森多边形法,地形起伏较大区域则宜选用GIS划分方法;汇水区面积和汇流宽度对峰值流量、径流总量和积水量均有显著影响,且对积水量起决定性作用;以排涝防洪为主导需求时,宜采用中高或高精度划分汇水区。在模型建立过程中应综合考虑研究目标、区域尺度和降雨特征等合理选取汇水区划分方式与精度。     

基于HYSWMM软件的某海绵园区LID措施效果模拟分析

以海南省三亚市某海绵园区为例,采用HYSWMM软件对该海绵园区进行了3种工况(未开发、传统开发、低影响开发)的暴雨模拟分析。分析结果表明:传统开发工况在设计暴雨强度下会出现部分区域积水,部分雨水管道出现过流现象;设置LID措施后的低影响开发工况,区域的出流总量和径流峰值有明显削减,径流系数有较大幅度减小。     

利用SWMM进行低影响开发模拟的模型误差分析

利用雨洪管理模型(SWMM)对低影响开发(LID)设施进行效果评估已经成为一种普遍的技术方法,但在向子汇水区添加LID设施时,若LID设施未占据整个子汇水区,则会引起子汇水区的渗透子面积、洼地蓄水不渗透子面积、无洼地蓄水不渗透子面积的重分割,随之产生模型误差。利用SWMM子汇水区等效分割基本原理,研究向汇流方式为Outlet的子汇水区中添加LID设施的模拟误差特点。结果发现,所添加LID设施状态为出流不进入渗透子面积时,随着子汇水区重分割而产生的模型误差较小,这种误差随着子汇水区的最大地表漫流路径长度属性以及LID设施面积比例的增加而增加。     

基于SWMM的海绵改建小区雨水径流调控研究

以北京通州某建筑小区海绵改建示范项目为研究对象,利用SWMM雨水管理模型,依据降雨径流实测数据率定、校验模型参数,构建了海绵改建小区雨水径流多级调控系统,分析了海绵改造前后以及不同情景下LID设施参数、管道参数等对雨水调控能力的影响。结果表明,一级LID措施调控后年径流总量控制率可达到41. 51%～57. 40%、污染物削减率均在25%以上;二级调控雨水管道尺寸最为有效,当排水沟底宽或最大深度增加60%时,可保证小区10年一遇降雨重现期下无积水现象发生;三级调控蓄水池容积,可以实现小区3年一遇降雨重现期下无积水现象发生,同时雨水资源利用率达到3. 93%。     

城市降雨径流管理LID—BMPs工程规划方案的优化

基于SUSTAIN技术平台,以扬州市蜀岗汇水区为例,对以最佳管理措施(BMPs)和低影响开发(LID)技术为主的生态排水系统规划方案在降雨径流管理中的资金成本—效益优化进行了研究。结果显示:集成后的LID—BMPs系统工程对研究区地表径流的洪峰流量削减率可达到82.98%~100%(平均为91.27%),对径流总量削减率可达到91.43%~100%(平均为98.81%);最小成本投入方案为以129.23万元的成本投入达到71.53%的径流削减效益,最大效益方案为以181.46万元的成本投入达到85.21%的径流削减效益;而最佳成本—效益方案为以168.40万元的成本投入达到83.94%的径流削减效益,其中,生态水塘、下凹绿地滞留塘、普通植草沟的面积分别占原规划总面积的65%、28%、7%,去掉了渗透型植草沟工程。在LID—BMPs系统工程方案的规划和建设阶段,SUSTAIN显示了强大的优化分析功能,可以很好地应用到我国城市生态排水系统规划和建设方案的评估和优化中。     

基于SWMM的海绵城市道路雨洪控制效果评估

为量化评估LID措施在市政道路中的雨洪控制效果,探讨海绵城市理念在市政道路设计中的应用,以昆明市官渡区241路为研究对象,通过建立海绵城市道路的SWMM模型,围绕汇水区概化、降雨条件设计、模型参数选择、率定及验证等方面探讨海绵城市道路雨洪控制效果.研究表明,海绵城市道路能够有效地削减场降雨的峰值流量、径流总量及年降雨径...     

海绵城市理念下雨洪控制效果分析

为了研究城市区域的雨洪径流特征以及加装不同低影响开发措施(LID)对径流削减的规律,该研究以西安市城区重点雨涝区为研究对象,基于SWMM模型模拟现状条件下不同设计雨峰系数、不同设计降雨重现期降雨径流的变化及加装4种LID措施组合:15％透水路面和无绿色屋顶,15％透水路面和25％绿色屋顶,15％透水路面和50％绿色屋顶,15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶后降雨径流削减规律.结果表明:当加设15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶时,洪峰洪量削减效果最为明显.并且在设计降雨重现期P=1年时,较现状条件下洪量削减36％;设计降雨重现期P=10年时,洪量衰减率减至24.3％.所以LID措施能有效降低城市内涝发生的频率,但随着设计降雨重现期的增大,加装LID措施效果明显减小.     

城市道路低影响开发设计的雨洪滞蓄效果分析

为分析低影响开发(LID)措施对道路雨水径流的滞蓄效果,首先对一条基于LID设计的道路进行了雨水滞蓄减排效果模拟,然后通过改变机动车道路面做法、下凹绿地的深度和填料改良情况等,在道路原设计方案基础上另提出9种LID措施的设计情景,并利用模型评价了其滞蓄减排雨水径流的效果,最后综合对比了各种设计情景的效果,分析了影响雨水滞蓄减排效果的因素。研究结果可为实际工程中LID措施的合理设计提供参考。     

全局敏感性分析在LID措施选择中的应用研究

提出了一种在特定区域的雨洪系统规划中利用全局敏感性分析优选LID措施的方法。采用EFAST法对研究区域的SWMM模型中8项水文参数进行全局敏感性分析,得到对径流总量最敏感的参数是不渗透面积百分比(%imperv)、最大入渗速率(MaxRate)、最小入渗速率(MinRate),对峰值流量最敏感的参数是不渗透面积百分比(%imperv)、不渗透面积的曼宁值(N-Imperv)、渗透面积中洼地蓄水深度(S-Perv)。通过分析敏感参数与水文机制及LID措施的内在联系,优选出透水铺装和植草沟分别作为控制径流总量和峰值流量的措施。将两项措施加入模型中,对比模拟计算结果可知,透水铺装对径流总量的削减效果优于植草沟,而植草沟则可更有效地降低雨洪的峰值流量,表明优选出的两种措施确实对各自的目标指标具有更好的控制效果。研究结果证明了敏感性分析方法对于LID措施的选择是一种有效的辅助决策技术手段。     

不同降雨条件下低冲击开发的水文效应分析

以深圳市光明新区低冲击开发(LID)示范区为研究区域,采用暴雨雨水管理模型(SWMM)模拟了下凹式绿地、渗透铺装和绿色屋顶等3种LID模式下的雨洪控制效果,分析了降雨量、降雨历时和雨峰位置对LID水文效应的影响。结果表明,当降雨量<100 mm时,随着降雨量的增加,渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量也相应增加,下凹式绿地的径流削减量变化不大,但其削减量大于其他两种LID控制措施;随着降雨历时的延长,下凹式绿地的径流削减量增加,而渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量变化较小;雨峰位置变化时,3种LID控制措施的径流削减量均变化不大,对峰值流量的削减效果随着雨峰后移而减弱。3种LID控制措施对降雨量少、降雨历时长并且雨峰位置靠前的降雨控制效果较好。     

LID措施与雨水调蓄池联合运行的模拟研究

选取昆明某片区为研究对象,以截留全年50%总降雨量为目标,采用SWMM模拟研究LID措施与雨水调蓄池联合运行的效果。在0.5、1、2年一遇重现期下分别运行仅设雨水调蓄池和LID+雨水调蓄池两种方案,结果表明,LID+雨水调蓄池措施对径流总量、径流峰值均有明显削减作用,对污染物的截留量有显著提升,且截留效率随重现期的增加而减小;在目前设置参数下,LID措施对径流峰值的出现时间无明显影响。另外,设置LID措施可显著削减雨水调蓄池容积。     

不同降雨强度下LID改造对径流量的削减效果

以重庆市海绵城市建设试点区域秀山县为研究对象,通过实时监测传统片区和低影响开发(LID)片区的降雨径流数据,探析LID片区在不同降雨强度下对径流量的削减效果。结果表明,经LID改造后,地面透水性增大,所容纳的雨水量增加,与传统开发模式相比,中雨条件下对径流总量和峰值的削减率分别可达到80. 4%和56. 0%;LID措施的蓄水容积有限,不同降雨条件下对径流总量和峰值的削减程度不同,削减程度排序为:中雨(80. 4%、56. 0%)>大雨(69. 4%、64. 4%)>暴雨(56. 1%、60. 8%),而且随着降雨等级的增大,LID片区的径流产生时间和峰现时间的滞后效果减弱,在暴雨条件下与传统片区无明显差别;LID片区是否产生径流以及产生多大的径流,主要由降雨强度决定,而与降雨量关系不大,在本研究中,当降雨强度> 0. 2 mm/min时才会产生径流,且降雨强度越大,径流量就越大。     

浙江杭州地区某项目的海绵城市设计

以浙江杭州地区某建筑项目为例,探讨建筑设计中具体采用的LID措施,分析了采用LID措施后雨水径流量系数的变化及雨水径流总量的控制情况,结果表明,海绵城市设计可有效减小径流系数,控制径流总量,优于传统的开发模式。     

基于SWMM模型与低影响开发模式的 滨水地区内涝防控方案——以厦门市杏林湾 选区为例

在快速城镇化进程中,由于硬质下垫面面积比例增加,导致城市内涝问题日益突出。选取厦门市杏林湾地区作为研究对象,以绿色经济与低影响开发为目标,运用SWMM技术构建降雨-径流模型,分别对低影响开发前后的地块进行暴雨重现期2年一遇和5年一遇情景的模拟,确定地块内涝易发区域积水节点,根据节点位置布设低影响开发(LID)措施,以此提高研究区对内涝灾害的承受能力。情景模拟结果为:杏林湾选区在重现期2年一遇时,地块东部海湾口处容易出现内涝现象;重现期5年一遇降雨导致杏林湾选区排水系统出现大范围节点溢流,主要集中在湾区滨水空间及海湾口处。通过对易涝区增设LID措施降低径流总量、削减洪峰小时流量,从而使年径流控制率提升至77.5%,降低城市内涝灾害风险。     

镇江市老城区典型径流控制与模拟研究

针对近年来镇江老城区严重的内涝形势,基于SWMM模拟分析现状排水管网及LID组合措施在不同的降雨重现期老城区的地表径流情况,评估LID设施对城市雨洪控制的作用。结果表明,LID设施可以推迟峰现时刻,有效控制地表径流,对缓解城市内涝有着积极的作用。