面向区域尺度径流调控的调蓄池设置分析

雨水调蓄池作为海绵城市建设中发挥关键性作用的灰色基础设施中的重要部分，其形式和容积影响着海绵城市建设的雨水控制效果。以位于广州市南沙区某新建工程区为研究对象，概化区域并构建SWMM模型，模拟评估了布置的LID设施对区域径、出流的控制情况，并设置不同容积及形式的调蓄池，模拟其在不同重现期设计降雨条件下对峰值流量的控制效果，发现不同形式的调蓄池对雨水控制的效果不同，且各容积分流式调蓄池均存在一个使峰值流量削减率达到最大的“最优”偏移量。以控制系统出流量峰值为目标确定研究区在管网末端以380 m³/万m²硬化面积的设置标准布置截留式调蓄池，或以350 m³/万m²硬化面积、偏移量为0 m的设置标准布置分流式调蓄池为宜。     

典型海绵城市措施对雨洪过程的影响模拟

随着我国城镇化建设的快速发展,城市的下垫面发生变化,使城市洪涝灾害发生频率增加。为有效缓解城市洪涝灾害,本文选取未来科学城北区和亦庄X35号海绵调蓄区为研究对象,分别选择3场降雨径流过程进行率定和验证,概化并构建SWMM模型,峰值流量误差均小于20%,符合相关规程的精度要求;通过预设研究区域未来新建的3种不同海绵城市建设措施方案,以地表总径流量、峰值流量作为参数,分别对比分析两个研究区域不同措施对雨洪调蓄的效果差异:未来科学城北区绿色屋顶效果最好;亦庄X35号调蓄区,雨强较小时透水铺装效果最好,雨强较大时雨水花园效果最好。结果表明,不同地块、不同措施的雨洪调蓄效果存在较大差异,海绵城市建设规划或措施布局时需进行针对性分析。     

基于SWMM的天门北城区排水系统削峰及控污模拟分析

基于SWMM构建天门北城区排水系统的水力水质模型,进行不同降雨强度条件的暴雨模拟,识别严重溢流节点。在此基础上,对严重溢流节点所对应子汇水区提出适用的组合LID措施,并采用SWMM中的LID模块对雨水水量和水质控制效果进行模拟。结果表明,组合LID措施对严重溢流节点溢流时间和总溢流量的控制效果较好,对管道峰值流量的削减有一定的作用,对子汇水区地表径流量峰值的削减率可稳定在20%以上。随着暴雨重现期的增大,组合LID措施对节点溢流的控制和管道峰值流量的削减效果会逐渐减弱。组合LID措施对排放口处COD、TN、TP出流总量的削减效果较好,削减率基本在40%~50%。     

广州市东濠涌流域低影响开发措施雨洪控制效应评估

随着我国城市化进程的快速推进和海绵城市理念的不断加深,低影响开发(LID)措施日益受到各地重视。为评估LID措施的雨洪控制效果,构建基于SWMM的东濠涌流域城市雨洪模型,分析选取适合该研究区域的LID措施,分别采用重现期为0.5、1、2、5、10年的设计降雨对LID措施的雨洪控制效应进行分析。研究结果表明:LID措施能够较为有效地减小流域洪峰流量、径流量及推迟峰值时间,对初期雨水径流污染负荷也具有较好的削减作用,且径流量和污染物削减率均随着重现期增大而减小。     

生态沟渠对黄河流域城市雨水径流调控效果的研究

为探究生态沟渠对城市雨水径流量的调控效果及水质的净化作用，构建生态沟渠试验装置，研究不同重现期下生态沟渠对径流量的削减作用，以及不同径流污染物浓度下生态沟渠对径流污染物的去除作用。以黄河流域中段西安市未央区未央湖附近区域为研究对象，建立SWMM模型对生态沟渠建设前后的城市水文以及水质参数进行对比，分析其对城市水环境的影响。结果表明：生态沟渠在重现期为1 a、3 a、5 a的降雨条件下，径流量平均削减率依次为71.80%、51.67%、47.15%,污染物的去除效果在不同进水污染物浓度下变化幅度较大。模拟结果表明：在3种重现期条件下，构建生态沟渠后，雨水峰值流量均有所削减，对应的削减量依次为3.34 m³/s、2.98 m³/s、3.03 m³/s;峰值时间分别延迟了3 min、3 min、5 min;降雨后期不同重现期的污染物负荷削减率由大到小依次为：1 a>3 a>5 a。研究结果能够为黄河流域城市规划中生态沟渠的建设提供数据支撑。     

基于全生命周期的海绵设施雨洪管理成本与效益模拟研究

针对当前海绵城市建设的成本与效益问题,以江苏省某市的新建医疗中心二期工程为例展开研究。基于场地现状确定不同类型的海绵设施组合,使用SWMM对场地在不同降雨条件与不同海绵设施组合下的雨洪管理效果进行模拟,最后基于全生命周期进行成本与效益评价。结果表明：海绵设施可有效加强城市雨洪管理,可使峰值径流量减小53.32%～70.14%,使出水口流量减小6.67%～53.33%;不同海绵设施的雨洪控制能力和成本效益值与暴雨强度呈反比,其中基于透水下垫面的海绵设施的单位面积径流控制量与成本效益值均高于基于不透水下垫面的海绵设施。研究成果对于场地尺度下的海绵城市规划设计具有参考价值。     

基于SWMM模型的西安地铁停车场海绵城市建设效果模拟

通过海绵城市建设缓解西北地区地铁停车场雨水利用不充分问题,实现地铁停车场园区雨水的渗透和净化,促进雨水资源回收利用.以西安市鱼化寨地铁停车场为研究对象,基于暴雨洪水管理软件SWMM构建模型,模拟分析海绵城市理念下利用LID设施进行改造与传统模式开发条件下雨水径流变化以及污染物负荷控制效果.结果 表明对比改造之前,海绵城...     

典型LID措施对城市降雨径流过程影响

为探讨海绵城市建设中低影响开发(low impact development,LID)措施对城市降雨径流的影响,以深圳市光明区某居民小区为研究对象,通过建立区域SWMM模型,分析不同LID措施及其组合对城市雨洪过程的影响。利用研究区几场典型的降雨径流数据对模型校核验证,结果表明：构建的SWMM模型可以较好地模拟研究区降雨径流过程,纳什效率系数为0.868,峰值流量相对误差0.186,模型模拟效果较好;LID对径流峰值和总量都有削减作用,并在一定程度上延缓峰现时间,且LID布设面积越大,LID对径流的削减效果越明显;组合布设方案对径流的调控效果优于单独布设方案,单独布设方案中径流量削减效果最好的是透水铺装,峰值流量调控效果最好的是绿色屋顶,下沉式绿地的径流调控效果在三者中最差。因此,LID布设结构以及布设面积均对城市降雨径流产生影响,合理布设LID在一定程度上可以有效缓解城市内涝。     

城市雨水径流污染及LID控制效果模拟

采用SWMM(storm water management model)模型对城市雨水经流及水质进行模拟,分析不同降雨条件下,LID(low impact development)控制措施对城市雨水径流及污染物的削减效果。结果发现:LID控制措施对城市雨水径流量、污染物总负荷以及径流峰值均有明显削减作用,对径流峰现时间有延迟作用;雨水径流量、污染物总负荷以及径流峰值的削减率随雨峰系数的增大呈先增大、后较小的变化趋势,随重现期的增大而减小;峰现时间的延迟效果与雨峰系数和重现期均呈负相关;相对雨峰系数,重现期对雨水径流量、污染物负荷的削减率、径流峰值以及峰现时间的影响更显著。     

低影响开发措施的城市雨洪控制效果模拟

以广州市某小区为研究对象,根据实测降雨径流资料,结合现状排水管网,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同降雨条件下的产流与排水状况。基于SWMM的低影响开发(low impact development,LID)模块,模拟分析采用渗透铺装、下凹式绿地、雨水花园和LID组合方案对城市雨洪的控制作用。结果表明,采用渗透铺装、下凹式绿地和雨水花园等LID措施,洪峰流量和径流系数均明显降低,可有效缓解市政管网的排水压力,各种LID措施的雨洪控制效果在低重现期降雨时更为显著。其中雨水花园对径流系数和洪峰流量的削减效果最显著;LID组合措施对洪峰的削减和滞后作用较好;下凹式绿地和渗透铺装单独布设的雨洪控制效果一般。     

基于SWMM的海绵校园径流控制效果评估——以萍乡市北星小学为例

为了研究海绵校园LID措施的径流控制效果,以萍乡市北星小学的改造项目为例,利用萍乡市暴雨强度公式计算各个重现期的设计降雨,借助雨洪管理模型(SWMM),构建LID改造前后的降雨-径流模型,模拟不同设计降雨条件下校园内分别采用组合LID及单独布设LID措施的径流控制效果,以及透水路面堵塞情形下的径流控制效果。结果表明:校园海绵化改造后,年径流总量控制率达到75%,污染物削减率在60%左右,排放口流量峰值时刻延后7～10 min;三种LID措施对校园径流量削减的贡献度排序为透水铺装下沉式树池下沉式绿地,对污染物削减的贡献度排序为下沉式绿地下沉式树池透水铺装;透水路面堵塞对径流控制效果的影响在降雨重现期30a时显著增大。通过对结果分析,设计方案下的海绵校园径流控制效果均达到预期目标,对一般的小范围海绵校园进行LID改造具有一定的参考价值。     

多尺度海绵城市系统雨洪控制研究

雨水的开放性与流动性使城市洪涝灾害的产生具有多尺度特征,海绵城市系统中也存在多种规划建设层级与尺度,且各层级尺度下的规划建设内涵与雨洪控制目标各不相同。本文基于SWMM模型,以位于广州市的三个不同空间尺度区域(局域集水单元、城市汇水区、城区小流域)为研究对象,通过现状解析、海绵改造方案设计与模拟的方式,对不同尺度海绵系统雨洪控制措施的合理设置,以及实现城市排水治涝与海绵城市建设的综合控制目标进行系统性实例研究。研究结果表明：在小尺度海绵系统中应通过微观控制措施实现系统径流、出流要素控制,在中、大尺度海绵系统中应通过兼顾绿色与灰色基础设施、管渠与调蓄设施、源头与终端结合的控制措施,分别实现流量峰值的控制与积水情况的缓解。研究可为海绵城市的统筹规划建设及不同单一尺度区域的海绵城市规划设计与研究提供明晰的参考。     

雨水断接对城市雨洪控制的效果研究

雨水断接是一种调控城市降雨径流的技术,其原理是采用绿地等透水区消纳屋面雨水,拦截地表径流,通过渗透或储存等方式来破坏径流的连续性,从而达到削减径流量的效果。介绍了雨水断接对降雨径流量的削减效果,并以北京市某校园的雨水系统为例,研究了无断接、简单断接和综合断接三种情景下的雨水径流外排情况。结果表明:在不同重现期(P=0.5~5a)的2h设计降雨条件下,简单采用雨落管断接时径流量削减率为10.4%~14.4%;结合滞蓄设施进行综合断接时,径流量削减率为41.5%~78.8%。由此可见,雨水断接具有较好的径流量削减效果,可以在一定程度上缓解城市雨洪问题。     

基于SWMM的城市初雨净化设施布局优化研究

本文基于低影响开发理念及海绵城市建设,以河南省扶沟县城南新区作为研究区域,采用SWMM模型,研究分析了雨水涵养池在不同上下游区域、不同布设密度和不同降雨重现期的情况下,其对雨水径流的调控效果和污染物的削减作用,并通过对比分析后确定空间布局最优方案。结果表明相同降雨重现期和布设密度时,雨水涵养池布设在上游区域对污染物削减效果明显,排放口洪峰削减大;并且相同降雨重现期,涵养池布设在上游区域时,其分布越分散,污染物和洪峰的削减效果越好。     

建筑与小区雨水外排峰值流量计算研究

建筑与小区海绵城市建设主要目标要实现源头雨水径流总量、峰值流量和径流污染的控制。径流总量和径流污染控制计算方法已较为统一,但外排雨水径流峰值计算未能形成统一思路。以项目层面海绵城市建设为例,说明了建筑与小区雨水外排峰值流量计算过程中降雨历时推荐取值,论述了利用暴雨强度公式和暴雨雨型计算外排雨水峰值流量的计算方法。结合工程案例论证了通过采取源头减排、优化竖向设计和溢流排放等综合措施后,可有效地削减外排峰值流量和延缓峰值,为建筑与小区外排峰值流量计算提供了依据和参考。     

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。     

动态径流系数法和基于城市功能区的SWMM参数率定方法研究

城市雨洪模型是研究城市内涝形成规律及演进过程的重要手段,但在我国城市化进程加速、雨水内涝监测能力不足的背景下,模型参数率定和应用面临挑战。为解决缺乏实测雨洪数据条件下城市雨洪模型参数校准的难题,本文提出了根据地理和气候特征计算雨水径流量的动态径流系数法和基于城市功能区的Storm Water Management Model (SWMM)参数率定方法。在福建省三明市的应用表明：动态径流系数法与规范和经验公式结果一致,与传统方法相比则能反映降雨产流随雨强、下渗等因素变化的规律,更符合城市降雨产流的实际过程。基于城市功能区的参数率定方法结果与研究区城市化水平和下垫面特征相符。率定后雨水径流过程NSE值达到0.80,雨水总径流量误差处于6%以内,洪峰时间误差小于3分钟。本文提出的方法可为缺乏实测雨洪数据地区的城市雨洪模拟提供参考。     

大兴机场海绵设施雨洪控制效果模拟

以大兴机场海绵系统为例,根据降雨径流资料,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同海绵设施组合情景下的水文过程。结果表明:在不同设计暴雨条件下,绿色基础设施、景观湖以及组合方案均能削减洪峰流量、延迟洪峰时刻;组合方案的雨水控制效果最为显著,5 a重现期下,出口处洪峰流量削减率和雨水总量控制率分别达41.5%和79.9%;景观湖的蓄滞作用在不同的重现期下对出口流量的影响时段不同,景观湖在低重现期下蓄积降雨过程中的雨水,削减降雨初期外排出口的流量,而在高重现期下蓄积空间主要用于降雨后期的雨水汇流的收集,在出口段明渠退水过程中减少外排雨水;绿色基础设施在上游区域的溢流量削减率达到10.6%,在洪峰削减、延迟峰值时刻上表现明显;上游连接景观湖后造成的回流会导致退水时长增加,在高重现期下回流雨水占用明渠蓄水空间,可能增加上游管网的溢流风险。     

实时控制系统提升调蓄池处理能力的模拟研究

为了评估智能实时控制系统对初雨调蓄池工程运行效率的提升效果,指导相关工程设计,构建了由SWMM与SUSTAIN组成的模型系统,并使用天津市2001至2010年间历史降雨数据模拟分析了使用智能实时控制系统前后,雨水调蓄池的运行状态和削减雨水径流污染的情况.通过分析降雨过程中调蓄池体的运行状态,得出智能实时控制系统通过"及...     

基于SWMM和低影响开发模式的老城区雨水控制模拟研究

以SWMM为平台,选取天津蓟县某典型区域,进行不同降雨强度条件的暴雨模拟,识别积水节点和满流管段的分布以及排水管网运行瓶颈。在此基础上,基于绿色屋顶、下凹式绿地和渗透路面3种低影响开发(LID)技术措施提出适用于该区域的雨水控制方法,并采用SWMM中的LID模块对雨水控制效果进行模拟。结果表明,LID技术对积水节点和满流管段削减效果显著,能有效降低城市内涝风险。