基于 SWMM 的 LID 设施分区布局及减排效益

为探讨低影响开发（low?impact?development,LID）设施对缓解城市洪涝灾害以及削减污染负荷的效果,选取绿色屋顶、雨水花园、透水铺装和雨水罐 4 种 LID 设施,通过构建暴雨洪水管理模型（storm?water?managementmodel,SWMM）,并根据实际地形和管网走向将研究区汇水面分为不同分区,分析 LID 设施组合在 7 种布设方案下对径流控制和雨水污染负荷减排的影响。结果表明：对于 7 种布设方案,LID 设施组合均能有效削减径流量和雨水污染负荷,且分区布设时,LID 设施组合在上中游分区对径流量的控制效果较好;在相同设计降雨重现期下,各布设方案的削减效果依次为全区>上中游分区>中下游分区>上下游分区>下游分区>中游分区>上游分区;LID设施组合布设在下游分区时的径流量削减率较布设在上游分区提升 5.19%～6.82%,布设在上中游分区较布设在上下游分区提升 1.87%～3.62%,较布设在下游分区提升 16.48%~18.97%;LID 设施组合全区布设较布设在下游分区提升 29.60%～31.17%,较布设在上中游分区提升 12.20%～13.12%。因此,在海绵城市规划建设之前建议全区按需布设 LID 设施,在进行老旧小区改造时可着重考虑将 LID 设施布设在上中游分区。     

基于SWMM模型的LID措施不同布设方式对径流削减作用

利用暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM)中的低影响开发(low impact development,LID)模块模拟了西安理工大学金花校区现状下以及下沉式绿地、透水路面和2种LID措施组合的布设情况在不同降雨重现期下管道出口径流过程,并评估了该区域排水管网的有效性和内涝状况。结果显示LID措施的布设对于推迟洪峰出现时间、减小洪峰流量、减小洪流总量和削减径流系数方面有着明显的效果,同时,其雨洪控制效果在低重现期降雨中更加明显。     

基于SWMM的城市洪水内涝模型研究

城市化程度的提高,直接改变了城市暴雨径流形成条件,使其雨洪运动特性发生了较大变化,城市防洪排涝问题日益严峻。文章以SWMM模型为基础,结合澳门大学横琴岛校区的实际资料模拟地面的溢流过程,并对造成溢流的可能原因地面不透水面积所占比例、管道粗糙度和管径进行量化分析比较,为城市土地规划利用和排水管网设计提供依据,有效减轻城市洪水内涝灾害。     

基于SWMM的停车场LID技术评价研究

以嘉兴市植物园南门停车场为研究区域,根据实地监测和踏勘资料,建立暴雨雨洪管理模型(SWMM),模拟停车场中低影响开发(LID)示范技术的水文水力效应,评价LID示范技术的实施效果。4场典型降雨监测和模拟结果显示在有LID技术存在时,研究区域径流峰值降低为无LID示范技术时的16.5%~73.4%,对径流污染物COD、TSS、TP、TN的去除量相比无LID措施时分别增加12.2%~30.2%、11.3%~22.0%、10.3%~21.1%和10.2%~18.4%。     

基于SWMM模型的平原区城市排涝水文计算

以SWMM模型为模拟平台,基于研究区自然地理及水系条件,在现状条件下进行水系排涝能力模拟,模拟研究区在5年一遇、10年一遇设计暴雨下,河道漫溢及城市内涝情况,给出河道水位、积水深度及积水节点等信息,并根据现状调查分析城市内涝形成的原因。针对内涝产生的原因,分别模拟了降低城市不透水率以及采取清淤等措施下,研究区内涝缓解情况,以期对后续城市排水规划、城市防灾减灾措施制定提供科学依据,并为其它城市防涝系统能力评估提供参考。     

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。     

基于SWMM的城市下垫面改变对汇流特性影响研究

以产汇流理论为研究基础,调整城市小流域下垫面不透水率,运用SWMM模型模拟重庆市巴南区龙洲湾新区B区,研究该区域在城市化后下垫面变化流域产汇流特性变化规律以及流域的产汇流特性产生动态响应,设计降雨总历时为120 min,暴雨重现期分别为5 a、20 a、50 a、100 a,具体变化情况为已建城市地面不透水率上下变动2...     

基于SWMM模型的城市排水模拟应用研究

城市积水、内涝问题随城镇化进程的不断加快而日益严重。为有效解决这一问题,分析其出现的原因,以武汉市谌家矶片区为例,基于SWMM模型,结合城市DEM数据和雨水管网规划数据构建了城市排水模型,以溢流雨水井数量和超载管段长度为评价指标,模拟了不同雨峰位置系数和径流系数下雨水管的排水能力,并对评估指标做归一化处理,评估了雨峰位置系数和径流系数对城市排水的影响。结果表明：(1)积水雨水井数量、超载管段长度均正相关于径流系数和雨峰位置系数,城市积水内涝情况随径流系数和雨峰位置系数的增大而加剧,且受径流系数的影响更为严重;(2)不同评价指标下的相对敏感度有明显差异,径流系数对地面积水影响较大,雨峰位置系数对管段超载影响较大。     

基于SWMM的城市排涝与排水体系重现期衔接关系研究

城市化进程对城市水文特性产生了重大影响,造成城市排涝与排水体系的复杂性.其中一个较为突出的问题是两者重现期的衔接关系.城市区域排涝与城市小区管网排水两者密切相关,概念却不尽相同.对用SWMM模拟的24 h长历时雨洪峰值与用城市室外排水法计算的2 h短历时雨洪峰值进行比较,从流量角度进行研究,得出两者采用不同暴雨选样方法重现期的衔接关系.     

基于SWMM模型的LID措施年SS总量去除率计算

由于SWMM(storm water management model)模型在进行污染物模拟时并未考虑LID(low impact development)措施的净化作用,致使计算年SS总量去除率时存在较大误差,为弥补该误差,本研究提出了一种基于SWMM模型并考虑LID措施净化作用的年SS总量去除率值计算方法。以深圳市玉田河流域为例,构建SWMM模型,结果表明,年SS总量去除率值不考虑LID措施净化作用时为23. 2%,考虑LID措施净化作用时为30. 1%,后者为前者的1. 3倍。同时论述了年径流总量控制率和年SS总量去除率的概念差异,指出两者之间并无确定比例关系。因为LID主要截留初期中小降雨,在考虑初期雨水冲刷效应的情况下,典型地块年SS总量去除率值可能大于年径流总量控制率值。     

基于SWMM的城市排水管网优化模拟

通过改变影响排水条件的因素如管径、管道坡度、下垫面性质、检查点埋深等,对不同情景下研究区域排水情况进行模拟,并对模拟结果进行分析评估,确定了影响管网溢流的主要原因。依据模拟结果,针对引起节点溢流的主要影响因素,相应地制定了多种方案对研究区域管网进行优化改造,并对优化后的管网再次进行模拟以检验优化效果,根据模拟结果从多种方案中选取最佳改造方案。研究结果可以对城市雨洪管网的设计和改建提供技术支持,以减少洪涝灾害造成的损失。     

基于 Morris的SWMM模型参数敏感性分析

随着城市化的不断推进,城市洪水、内涝问题日益严重。国内外广泛使用的SWMM模型在防洪排涝的实践中发挥着重要作用,模型参数的确定是其应用可靠的关键性问题。本文利用Morris筛选法,以龙岩市中心城区为例,研究SWMM模型的不同水文水力参数对区域洪峰流量和径流系数的影响程度。研究结果表明,对径流系数影响最大的参数是不渗透性、最小渗入速率和漫流宽度,对洪峰流量影响最大的参数是不渗透性、漫流宽度和渗透性粗糙系数。文中结果有利于提高模型参数选取的效率,也能提高模拟结果的准确度,为今后SWMM模型的应用研究提供参考。     

SWMM在城镇排水规划设计中适用性研究

对我国城市现行的雨水排除规划设计中的原理、步骤进行了回顾,根据水力学以及国内外相关经验,指出了其计算过程中存在的问题。为解决这些问题,引入SWMM(Storm Water Management Model)模型。为分析其在城镇排水规划设计中的适用性,剖析了SWMM雨水排除计算原理,并就SWMM与传统雨水排除计算原理的异同进行对比分析。提出了在城市雨水管网规划设计中应用SWMM的步骤和降雨因子的构建方法,并介绍了其在某新城雨水管网规划设计中的应用。     

基于SWMM的城市排水系统改造优化研究

为了解决城市排水系统改造优化时系统淤积的问题,采用SWMM(Storm Water Management Model)模拟技术进行排水系统改造优化研究。以柳州中心城区为例,构建包含淤积设置的排水系统现状模型进行现状评估,并构建清淤工况模型来评估清淤措施的效果。在清淤模型基础上,针对p=5年情景分析系统溢流原因并进行改造,将过水能力不足的管段增加断面尺寸,使得系统能够抵御5年一遇降雨,并运用模型验证其可行性。结果表明:现状排水系统在p=2年情景下溢流量为9 083 m3,排水能力较弱,其原因是设计标准较低且存在一定的淤积现象;将系统进行清淤措施后在p=2年情景下溢流量为2 616 m~3,减少了71.2%,有明显改善但还存在较大的溢流现象;以5年一遇为目标对系统15%的管段进行改造,改造后在p=2年、p=3年情景下均无溢流现象,在p=5年下溢流量为238 m~3,不足以形成内涝灾害。改造方案可以有效地解决城市内涝现象,并为城市排水系统改造优化提供参考依据。     

基于SWMM模型的沿海城市内涝模拟研究

沿海地区台风过境时的短历时强降雨可迅速形成地表径流,易导致城市内涝,造成严重的经济损失和人员伤亡。为缓解该问题,本文以福州晋安河流域为例,构建了基于SWMM管网和地面二维积水的城市内涝模拟模型,以研究该区域城市内涝成因及应对策略。实例研究表明,上游库湖泄水抬高内河水位,下游外江涨潮使内河排水不畅,是形成内涝灾害的主要原因。为此提出库湖闸站联合错峰调度方案,有效防止下游江水倒灌。以苏迪罗台风降雨为例,采用该调度方案可减少管网节点溢流量27.44%,缩小淹没面积29.73%,降低内涝严重区河道最高水位1.02 m,有效缓解地表淹没。本研究成果可为福州城市内涝的科学调度提供技术支撑,同时对其他沿海城市的防洪调度具有参考价值。     

SWMM模型在城市雨水排除系统分析中的应用

采用暴雨管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),结合Huff方法生成的典型降雨情景对清华大学校园内的一个独立雨水排除系统进行了模拟计算,并对地表产流、排水口排水状况和管道负荷情况进行了分析讨论.基于真实测绘数据构建雨水管网模型,并利用实测流量数据进行参数验证,保证了计算和分析结果的可靠性.利用SwMM模型模拟和分析的方法,可全面反映研究区域雨水排除系统的服务性能,为区域防洪排涝和雨水管网的更新、改造与维护提供决策支持.     

基于SWMM和SCS法的城市内涝模拟及雨水管网系统评估

针对郑州市高新区城市排水特点,应用暴雨洪水管理模型(stom water management model, SWMM)模型建立城市排水模型,其中下渗模型采用径流曲线数(soil conservation service curve number, SCS-CN)法体现城市下垫面对城市内涝的影响。利用该模型对不同重现期实测降雨条件下的超载管段和积水节点进行模拟分析:根据超载时长将超载管段划分为安全超载管段、积水超载管段和内涝超载管段;根据积水时长将积水节点划分为积水点、内涝点和洪涝点;同时根据不同重现期降雨条件下的管网流量与管网最大充满度,将超载管段分为4种情况。研究结果表明:模型能较好地模拟郑州市高新区城市暴雨内涝情况,但高新区雨水管网系统不能很好地应对郑州市排水规范中的设计重现期暴雨;郑州市高新区排水管网超载管段和积水节点产生原因各有不同,但二者具有紧密的正相关关系,超载管段两端的节点更易产生溢流,由此形成4个明显的易涝区。     

基于SWMM的铁心桥实验基地内涝防治效果模拟

基于南京水科院铁心桥实验基地的地形、下垫面条件等数据构建了SWMM,模拟了实验基地象目湖观景平台和水上餐厅两个监测点在不同降雨重现期、低影响开发措施、溢流孔设置和水泵强排条件下受淹情况。结果表明,初始水位较低(25.1 m)时,象目湖遭遇500年一遇的降雨事件时水位并未抬升至水上餐厅。初始水位较高(25.6 m)时,200年一遇和500年一遇的降雨事件中水上餐厅受淹持续时间分别为7 h和11 h。采用集水池、雨水花园和生物滞留池3种LID措施对象目湖水位峰值影响模拟结果显示,在5年或10年一遇的降雨事件中雨水花园和集水池可以分别降低象目湖峰值水位0.06 m和0.02 m,生物滞留池没有削减峰值水位。在降雨量为218.5 mm的20160707次降雨事件中LID措施削减象目湖水位效果不明显。水泵抽排流量越大,象目湖水位越早回落到观景平台以下。LID在应对造成城市内涝的低频次、短历时强降雨方面作用有限,铁心桥实验基地象目湖内涝防治应以加强水文气象预测和水位管理、加大溢流孔尺寸和采用水泵强排等措施为主。     

基于SWMM的老城区LID布设比例优化研究

老城区因建筑密度高等特点,是内涝的高发地带。针对这一问题,基于SWMM模型中的LID(低影响开发Low Impact Development)模块,研究选取渗渠、渗透铺装、雨水桶和生物滞留网格4种措施,在不同重现期设计暴雨情景下,对不同布设比例(0.1%~15%)的LID措施进行模拟分析,寻找最佳布设比例。最后将几种最佳比例组合,对组合优化进行初步探索。模拟结果表明,几种LID措施布设在达到某一比例后,对不同重现期设计暴雨的削减作用会减缓,此时的布设比例即为所求最佳比例;而组合方案由于受到措施间的相互作用等因素影响,不能直接套用单项措施最佳比例,其优化仍有待研究。