基于SWMM模型的低影响开发模式雨洪控制利用效果模拟与评估

以江苏省淮安市郦城国际小区为例,介绍了SWMM模型中的低影响开发（LID）模块,运用SWMM模型模拟了该区域现状用地场景及下凹式绿地、渗透路面、植被浅沟单独布设和3种LID措施组合布设场景在不同设计降雨重现期下的管道出口断面径流过程,评估了不同LID措施的雨洪控制利用效果。结果表明,各LID措施均具有减小径流系数、削减洪峰流量、推迟峰现时刻的作用,其雨洪控制利用效果在低重现期更显著,尤以组合LID措施的效果最佳。     

SWMM模型在城市排水系统规划建设中的应用

鉴于城市化的飞速发展、极端降雨事件的频繁发生,以及城市地区现状排水设计标准偏低,从而导致城市地区暴雨内涝现象频发,借助ArcGIS数据处理工具,基于SWMM模型,对拟建的开封市运粮河组团项目区的雨水管网系统进行概化,模拟了多种情景下城区规划雨水管网系统运行状况,分析了不同雨型和重现期暴雨情景及不同城市化水平下的暴雨内涝情况,并采取低影响开发(LID)设施对研究区的雨洪控制效果进行模拟与评估。结果表明,SWMM模型可以对规划方案进行初步校核,在规划区具有良好的适用性;低影响开发措施的合理应用可有效控制城市洪水,从而在一定程度上提高城市抵抗大暴雨的能力。     

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。     

低影响开发措施综合布设条件下区域径流削减效果

低影响开发(LID)措施可有效缓解城市暴雨径流对地区的影响,但不同的LID措施综合布设时可能会相互影响。为研究不同子汇水区域内布设的LID措施之间的相互影响,选取张家港市老城区为例,以构建SWMM模型为研究手段,选取透水路面、雨水桶、下凹式绿地3种LID措施,对研究区域进行概化。分析了在遭遇2、5、10、20年一遇暴雨重现期情况下单独布设1种LID措施和LID综合布设情况下径流的变化情况。结果表明,这3种LID措施对径流系数的削减效果透水路面最好,雨水桶和下凹式绿地效果相当,而当不同方案组合布设时,它们之间相互影响,对径流的削减效果不是简单的叠加关系。     

多孔路面雨洪控制效果模拟研究

针对当今日益严重的城市暴雨内涝问题,以苏州市某小区为例,基于SWMM模型中的LID模块,分别模拟了现状条件和布设多孔路面在暴雨重现期为0.5、1、5、10年下路面的水文状况。结果表明,相同重现期下与现状模拟相比,加入多孔路面措施可有效减少总径流量、径流系数、总溢流量,铺设多孔路面亦可增加入渗量,在重现期为0.5、1、5、10年与现状模拟相比入渗量分别增加了17.1%、20.4%、31.4%和36.1%,可见增加多孔路面可有效减缓城市雨水管网的输水压力、降低城市雨洪事件的发生,为实际雨洪控制工程提供理论依据。     

基于LID的海绵校园设计模拟研究

以湖北交通职业技术学院新建园区为例建立SWMM模型,利用层次分析法对单项LID设施进行评价和判断,提供一套科学合理的雨水径流控制方案,并评估LID设施在不同重现期的降雨条件下控制水量和水质的效果。结果表明,透水铺装、下凹式绿地、植草沟为径流控制效果好、景观性好的LID措施;LID设施对小径流降雨作用较显著,1、2、5、10、20年重现期2h降雨情形下,径流峰值削减率分别为78.68%、71.73%、63.35%、32.69%、25.35%;2年重现期2h降雨情形下,COD、TN、TP、SS的削减率均可达50%以上。     

城市既有小区雨洪模拟及LID组合方案综合效益分析

为研究既有小区海绵化城市改造方案，以武汉市洪山区某既有小区为例，建立SWMM雨洪径流模型，根据场地条件、空间需求及下垫面特征的可行性分析确定不同LID组合方案，模拟了研究区域不同重现期下各组合方案径流控制和污染负荷情况，从生态、社会、经济三方面对各组合方案的模拟结果进行综合效益分析。结果表明，生物滞留设施的生态效益和社会效益较高；布设渗渠、植草沟和生物滞留设施的LID组合措施，对研究区域的径流控制、洪峰和污染物削减效果最好，社会效益和经济效益良好，为较优方案。     

基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标低影响开发措施优化设计方法及应用

低影响开发(LID)措施被广泛用于调控由极端降雨和城市扩展所导致雨洪灾害,但其设计常忽略水文控制目标和建设成本等多目标关系。利用基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标低影响开发措施优化设计方法,以径流总量削减率和LID措施建设成本为目标,以土地利用现状等为约束条件,对广州某地块进行优化设计。结果表明,该方法能针对区域现状和目标条件计算出最优LID措施的空间布局和面积;揭示径流总量削减率与LID措施建设成本之间的关系;计算某径流总量削减率的最优LID措施布设方案。在径流总量控制目标提出的背景下,该算法为海绵城市设计提供了一种新的计算工具。     

SWMM模型中的低影响开发模块在排水防涝系统中的应用

针对近年来福建省龙岩市主城区内涝严重的问题,基于SWMM模型中的低影响开发模块(LID),模拟分析了现状条件及渗透路面、植被浅沟单独布设和两种LID措施组合布设场景在不同暴雨重现期时地面淹水状况,评估了不同LID措施对城市洪涝的缓解作用。结果表明,渗透路面、植被浅沟均可有效降低径流系数、推迟峰现时刻、减少溢流检查井个数和最大淹水深度,且对内涝的缓解作用在低重现期时更为显著,尤以组合LID措施对内涝的控制效果最佳。     

黄浦区北部子汇水区划分方法及暴雨内涝情景模拟

近年来,城市地区面临的内涝灾害风险与日俱增。为研究暴雨引发的内涝灾害,以上海市黄浦区北部为研究区,分别使用人工划分法和泰森多边形划分法建立管网模型,并利用InfoWorks ICM模型对不同重现期情景下研究区的淹没情景进行模拟。结果表明,利用泰森多边形划分法构建的城市雨洪模型更适用于研究区的暴雨内涝情景模拟;最大淹没面积和最大积水深度均随着重现期的增大呈现增加趋势,在降雨重现期为5、10、20、50、100年时最大淹没面积分别为1.15、1.63、1.87、2.02、2.06km2,内涝灾害明显加剧。研究结果可用于指导城市内涝灾害防治。     

城市内涝区改造措施的降雨径流模拟和评估

鉴于气候影响和城市化引起的内涝灾害频发、经济损失加剧,研究、模拟和评估城市内涝区的改造对策刻不容缓。以R市为例,基于地理信息系统QGIS和暴雨雨洪模型SWMM,构建和模拟城市排水管网改造和三种典型低影响开发(LID)措施,合理确定改造标准,结合措施的建设成本核算,综合评估措施的工程性和经济性。结果表明,排水管网的改造相比LID措施,对内涝抵抗能力的提升效果更为显著,尤其10年一遇管网改造在工程性和经济性上最优。     

基于SWMM模型的雨水管网改造方案优化研究

基于雨洪模型SWMM模拟某老城区雨水管网现状,分析检查井节点溢流与管网荷载状况,分别提出传统改造方案(改变管径(方案1)、改变下垫面性质(方案2))及与海绵理念相结合方案(改变管径+LID即方案3)。在2年降雨重现期下,基于3种方案对管网节点溢流状态进行定量分析。结果表明,3种改造方案均能不同程度地改善区域内涝,其中海绵理念方案缓解节点溢流效果最优。进一步模拟高降雨重现期下(P=5、10年)管网优化效果,发现改变管径+LID方案(方案3)持续有效,较为理想。     

基于SWMM模型的低影响开发对城市住宅区非点源污染负荷的控制效果模拟

以张家港市某典型住宅区为例,运用SWMM模型中的低影响开发模块(LID),模拟分析了现状条件及绿色屋顶、渗透路面、植被浅沟单独布设和三种LID措施组合布设场景在不同暴雨重现期条件下研究区非点源污染物(TSS、COD、TN和TP)的污染负荷量及其累积变化过程,分析了不同LID措施对城市住宅区非点源污染负荷的控制效果。结果表明,各LID措施均可控制非点源污染物浓度、削减非点源污染物累积排放量,其对各非点源污染物的控制效果在低重现期下效果更为显著,尤以组合LID措施的效果最明显。     

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。     

不同尺度海绵措施下雨洪控制效果研究

为对比不同尺度海绵措施对雨洪控制效果的差异性,以江西省某市滨江新区为研究区域,根据不同尺度海绵措施的特性和滨江城市防洪排涝需求设计"小海绵"、"大海绵"、"综合海绵"三种改造方案,构建SWMM模型模拟三种方案在不同重现期降雨条件下的雨洪控制效果。结果表明,"综合海绵"方案在遭遇高低重现期降水时均能保持雨洪控制效果最优且效果衰退缓慢。研究成果可为海绵城市建设提供指导。     

基于SWMM模型的郑州市运粮河组团区内涝研究

针对以内涝为主要特征的城市洪水问题日趋突出,所造成危害日趋严重的现象,构建了基于地理信息系统（ArcGIS）的城市雨洪模型（SWMM）。以郑州市运粮河组团区为例,模拟分析了不同重现期降雨下规划区域的内涝情况,并选取具有代表性的易涝点进行优化分析。结果表明,该模型的计算结果可以为排水系统设计标准校核及优化设计方案提供一定的技术支持。     

基于SWMM模型的郑州市运粮河组团区内涝研究

针对以内涝为主要特征的城市洪水问题日趋突出,所造成危害日趋严重的现象,构建了基于地理信息系统(ArcGIS)的城市雨洪模型(SWMM)。以郑州市运粮河组团区为例,模拟分析了不同重现期降雨下规划区域的内涝情况,并选取具有代表性的易涝点进行优化分析。结果表明,该模型的计算结果可以为排水系统设计标准校核及优化设计方案提供一定的技术支持。     

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。     

基于情景模拟与多源数据的城市内涝风险评估

以珠海市香洲城区为例,构建基于InfoWorks ICM的城市雨洪模型,采用HR阈值法量化2、10、50年三种重现期暴雨情景下区域危险性,基于百度人口密度热力图、夜间灯光遥感等多源数据获取脆弱性指标,结合层次分析法和熵权法量化脆弱性,对三种设计暴雨情景下的研究区内涝风险进行评估和区划,并绘制相应的高风险重现期区划图。结果表明,通过百度热力图等非传统数据源能够获取得到空间分辨率分别为4、130m的人口密度和GDP密度等精准合理的指标数据,可改善传统数据的空间分布粗糙性和时间滞后性;危险性和风险高值区主要分布在易涝城市区域,而脆弱性高值区主要分布在人口和经济密集区;随着暴雨重现期增加,区域风险逐渐增大,其中极高风险区面积增长率最高。高风险重现期区划图能够迅速识别不同暴雨情景下的高风险区域,可为防灾减灾工作的高效响应提供理论指导与技术支撑。     

基于Infoworks CS的雨水利用措施对城市雨洪影响的模拟研究

以广州市新河浦社区为研究区域,构建了基于Infoworks CS的城市雨洪模型,对研究区年均可收集雨量和需水量进行分析计算,并设计了雨水利用方案。采用Infoworks CS模型模拟了设置蓄水池、下凹式绿地和透水砖3种雨水利用措施在不同重现期时排水管道出口断面洪峰流量和淹没情况。结果表明,蓄水池、下凹式绿地和透水砖皆可有效地削减洪峰、推迟峰现时刻、减少径流量及被淹没节点数,三者组合可更好地发挥控制流量的作用,增加雨洪资源利用量,且重现期越小,雨水利用措施效果越好。