海绵机场低影响开发设施设计及效果评价

根据国内外海绵城市、海绵机场建设理论与成效,探讨了海绵机场建设的原则和目标,针对我国不同分区的实际情况设计了适宜不同地区机场的低影响开发（LID）设施,并以某机场为例,基于SWMM模型验证LID设施的雨洪控制效果。结果表明：建设LID设施后,机场径流总量削减率和峰值流量削减率最大分别为74.0%、51.0%,峰现时间最多延迟16 min;机场飞行区在增设LID设施后溢流节点数减少13.1%,超载管段数量减少20.4%;机场停车场在增设LID设施后溢流节点数减少了6.3%,超载管段数量减少了10.0%;管段最大积水深度减幅为68%,最大流量减幅达63%。机场规划建设LID设施对雨水径流、峰值流量控制效果显著,降低了机场雨水管网系统排水压力的同时,对机场防洪排涝也具有重要意义。     

低影响开发设施对污染物削减效果的评估

近年来,海绵城市已成为国家城市建设的新模式,其中低影响开发(Low Impact Development,LID)通过分散的、小规模的源头控制来暴雨所产生的径流和污染,已经成为我国海绵城市建设的关键技术之一。然而现阶段对LID设施在实际建设后的污染削减效果评估的研究十分有限,选取了国家首批海绵城市建设试点城市的一个典型LID设施雨水花园,对其在5次非连续降雨过程中进出口雨水进行重复采样,检测水样的污染物浓度(氨氮浓度以及COD浓度),并对检测结果进行统计分析,结果表明:雨水花园设施能有效削减雨水中的氨氮浓度和COD浓度,其削减率分别为44.5%和47.2%能够达到净化雨水的目的,满足海绵城市的建设需求,为海绵城市的低影响开发(LID)雨水系统的建设提供了数据依据。     

基于海绵城市理念的北京永定河文化新区雨水系统规划研究

以"海绵城市"建设理念为指导,将内涝防治和污染负荷控制作为目标,开展北京永定河文化新区低影响开发(LID)雨水系统、雨水管道系统和超标雨水径流排放系统等规划;利用SUSTAIN软件对地块和道路层面LID雨水设施进行布局规划和规模计算,采用传统方法开展雨水管道规划;利用Micro Drainage Windes软件在对LID雨水系统和雨水管道系统暴雨模拟分析基础上,确定超标雨水径流排放系统中道路坡度调整及调蓄设施规划方案。通过案例分析,旨在介绍基于"海绵城市"理念的雨水系统规划内容和方法,为同行提供借鉴。     

溶解性有机质对低影响开发设施运行影响的研究进展

低影响开发(LID)设施在治理城市内涝和径流污染中发挥重要作用，在我国海绵城市建设中应用广泛。溶解性有机质(DOM)是一类具有较强的吸附、络合作用的溶解态物质，其质量占比高达径流污染物的50%以上。为阐明DOM对LID设施运行的影响，结合国内外研究现状及进展，综述DOM自身性质及其对LID设施中重金属(HMs)、持久性有机物(POPs)的归趋以及对微生物环境的影响，指出DOM会通过吸附、络合与HMs、POPs作用，造成LID设施填料吸附位点饱和、填料堵塞、微生物相对丰度(RAs)改变等。本研究旨在为LID设施设计和运行优化提供参考。     

基于SWMM的年径流总量控制率计算探讨

年径流总量控制率是我国海绵城市建设的一个重要指标,采用模型软件计算该指标是行业发展的一个趋势。通过构造一个无下渗能力的极端特殊案例,证明年径流总量控制率和开发后雨量径流系数之和并不为1。基于该案例模型模拟结果和《浙江省海绵城市规划设计导则(试行)》定义,计算各LID设施或设施链的年径流总量控制率,并和《海绵城市建设技术指南》容积法计算结果相比。由于计算原理的不同,模型法计算得到的年径流总量控制率只能用于单个LID设施或设施链,未经LID设施处理的不透水子汇水区年径流总量控制率为0。     

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...     

海绵城市LID设施运行效能衰减机理及寿命分析研究综述

为了研究海绵城市LID设施长期受纳降雨径流后填料理化性质的演变规律,揭示设施运行效率的衰减过程及机理,探索设施合理的使用寿命,以海绵城市LID设施为研究对象,从设施填料理化性质与水分入渗和污染净化能力的关系、入渗性能改变及污染物吸附饱和、LID设施运行效能衰减及运行寿命几个方面,通过文献资料综合评述国内外研究的进展与不足。结果表明：现有研究大多围绕LID设施结构、效果与影响机制展开,对其填料理化性质的演变规律、入渗性能改变及污染物吸附饱和等缺乏系统研究,对设施运行效率的阶段性、动态化衰减过程研究鲜见报道,制约设施运行寿命的机理不明确,影响其合理使用。建议今后从以下3个方面开展进一步研究: (1)明确LID设施填料在运行期间理化性质的动态演变过程,发展基于LID设施水量调控和污染物净化效果的新方法;(2)揭示填料入渗性能和污染物吸附量随运行时间尺度的变化规律,从径流水质、材料两个方面探索海绵城市集中入渗条件下,LID设施不同填料发生堵塞和污染物吸附饱和的内在机理及驱动因子;(3)阐明LID设施运行效能衰减机制,建立LID设施运行效能衰减评价方法,进一步研究并确定LID设施合理的使用寿命。     

城市更新区海绵改造对降雨径流的控制研究

以深圳市西丽环保产业园为例,通过现场监测和雨洪管理模型(SWMM)模拟方法,分析海绵改造后产业园区的径流控制效果。结果表明,不同场次降雨中,雨水花园峰现时间延后12～40 min,且峰现时间延后作用为雨水花园透水铺装,随着降雨历时增加,LID(低影响开发)设施的径流控制效果降低。海绵改造后,研究区年径流总量控制率达到73.9%,比改造前增加43.4%。通过分析,组合LID措施可以更大程度地减少径流系数、延迟峰现时间,更好地发挥海绵效益。     

已建小区海绵化改造工程中排水与雨洪控制耦合设计研究

以青岛市海绵城市建设试点示范项目H小区海绵化改造工程设计为例,针对已建小区排水与雨洪控制系统现状,通过两者之间耦合设计进行海绵化改造,以源头减排径流控制措施提高排水与防涝标准,设置超标雨水行泄通道,通过客水导流提高防洪标准;通过细分排水子分区,研究分析实际蓄水量与设计调蓄容量的偏差以及各子分区之间的不平衡的主要原因是部分分区和分区中部分地表径流无法汇入LID,并设置截留、引流等措施引入调蓄池或附近的LID设施,串联转输消纳各分区和子分区之间不平衡的地表径流量。项目通过两个雨季一年多的运行效果良好,为已建小区雨水排放系统升级以及雨洪控制系统的设计积累一定的经验。     

水敏感区域雨水系统构建——以北京新机场为例

通过对北京新机场水敏感区域水环境系统的研究,实现新机场防洪内涝控制、雨水资源利用与科学管理、降低径流总量及污染等目标,构建"海绵机场"雨水系统。通过分析新机场建设区域面临的水敏感问题及相关限制因素,重点论述海绵机场建设过程中雨水蓄排系统、径流总量与污染控制系统、雨水资源化利用系统及数字化雨水管理系统的构建,从机场各功能分区、各系统相互衔接的角度着重阐述海绵机场雨水系统设计思想与构建方法,进而提出海绵机场建设目标,为将新机场建设成为先进的国际航空枢纽提供重要保障。     

国外某海岛机场飞行区排水方案研究

以国外某机场扩建工程为例,分析了机场飞行区在应用低影响开发设施时的运行工况。通过计算不同设计降雨情景下渗排沟内的水位变化情况,得到当地机场设计时的最不利雨型,针对最不利雨型进行详尽的设计计算,模拟不同重现期的降雨过程中各个设施内的蓄水范围、水位及积水时间变化曲线。计算结果显示,在机场改扩建工程上应用低影响开发设施辅助径流雨水控制的效果很好,不仅能有组织地快速排除道面雨水、降低排水系统的建设费用,还能通过设施下渗,净化径流雨水并回补地下水。     

基于SWMM模型的不同LID设施对雨洪控制效果模拟分析

为了研究适宜三亚的低影响开发(LID)措施,以三亚市某采用低影响开发建设小区为研究对象,运用SWMM构建模型模拟某子汇水区域采用下凹式绿地、透水铺装和植草格等3种不同LID设施下,遭受不同暴雨重现期下的径流过程,评估3种LID设施对雨洪的削减效果。分析结果表明,低重现期降雨条件下,下凹式绿地对雨洪控制效果较为明显,可充分发挥其对雨水滞留调蓄功能。当然,仅依靠下凹式绿地进行雨洪管理势必对小区的景观园林统筹规划带来困难;因此在实际海绵城市设计中,需要采取多种LID措施并举方式实现对年径流总量控制率的控制。     

基于LID模式的雨水管控能力模拟与综合效益评估

海绵城市的建设理念是在保证城市能够合理排水除涝的前提下,尽可能地实现雨水在城市区域的渗透、蓄存和净化,促进雨水资源的循环利用和生态环境的保护。以山东省临沂市兰山区东关片区B区某地块作为研究区域,运用SWMM模型模拟该区域处于低影响开发前和3种不同LID组合方案下对雨水水量和水质净化的管控能力;然后采用层次分析法评估体系对其综合径流系数、峰值削减率、峰现延迟时间、污染物负荷削减率和LID设施建设造价成本等多效益指标进行综合量化评价,最终得出组合方案1为该研究区域最优的设计方案,其综合效益最佳。研究结果可为临沂市在旧城改造建设过程中进行海绵城市LID设施方案的选择提供借鉴。     

基于水文控制目标的中小尺度海绵城市改造方案评价

为正确评价中小尺度低影响开发(LID)措施改造方案的水文控制效能,以重庆市秀山县海绵城市建设试点为例,将LID措施的生态、经济和社会效应具体量化为径流量控制、径流污染控制、建设成本、维护管理成本和径流利用效益等5个指标,构建了基于水文控制目标的LID措施评价体系,并利用暴雨管理模型(SWMM)对不同LID设施改造方案的暴雨径流水文过程进行了验证模拟。研究结果表明:现有LID措施因其规模占比过小且组合方式不合理而对暴雨径流的水文控制效果不佳,不满足75%年径流总量控制率目标,需进行扩容和组合优化;LID设施改造方案综合评价结果显示综合评分与径流总量控制率、峰值流量削减率等水文控制指标呈显著正相关,可直接作为中小尺度海绵城市改造方案评价。     

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?management model，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。     

针对人工海岛的低影响开发建设方案研究

为了研究人工海岛地区低影响开发(LID)方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的LID设施增大雨水下渗从而降低土壤盐分的影响,利用暴雨径流管理模型SWMM,设计不同目标导向的LID方案。通过SWMM模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果,通过建立SWMM模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明,应根据LID设施的适建范围充分利用各类用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用,生态草沟对道路径流污染有较好削减作用,透水铺装增加雨水下渗以及压盐效果最优,另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果,旨在为人工海岛雨水资源利用规划提供决策依据。     

基于LID和雨水链的海绵城市微观细胞设计

针对海绵城市微观尺度的高校校园海绵细胞的设计问题,基于LID(低影响开发)理念,确保海绵细胞设计前后场地的洪峰出现时间、径流峰值、径流时间等城市水文要素不发生改变,原场地地质、地形不发生大的改变,植被尽量使用本土植物;引入英国雨水链理念,确保雨水从降落后到被利用整个管理链条科学合理,在关键措施选配中优先使用预防控制和源头控制措施,优先使用生态入渗措施,确保其中的每个环节设计得当。根据黄河水利职业技术学院海绵细胞模型计算结果,降雨历时在120 min时渗透设施的积水量达到峰值34.97 m~3,结合校园场地、建筑物的分布及特点,设计了包含"渗、滞、蓄、净、用、排"等21种关键措施的"水之川"海绵细胞,并对该设计方案进行雨水控制效果检验,场地雨水控制及利用率为88%,满足开封市所在全国年径流总量控制率区域划分图中Ⅲ区的要求。     

基于实际问题的海绵城市建设与管理实践——以中新天津生态城为例

中新天津生态城海绵城市建设过程中,存在下垫面硬化严重、水资源短缺、雨水径流污染、管理制度不完善等问题。以临海新城建设为例,项目采用透水铺装、雨水桶、下凹式绿地、雨水花园等海绵设施,通过模拟分析,年径流总量控制率达标,实现雨水资源回收利用,降低径流污染。海绵城市建设实施后,天津生态城雨水年均收集近300万m~3,可节约1 500万元,经济效益巨大。通过加强过程管理,保证了项目海绵设施按图施工。     

Study on carbon emission accounting in construction and operation of a sponge city in BeijingEI北大核心CSCD

为量化海绵城市建设和运行过程中的碳排放,分析碳排放的关键影响因素,以北京某100 km^(2)片区为研究区,对其海绵城市建设和运行过程中的碳排放进行了估算,分析了海绵城市达标面积比例、径流总量控制率、压力流管网比例等控制指标与碳排放量的相关关系。研究结果表明:海绵城市建设阶段的碳排放主要集中在材料生产阶段,多数设施的材料隐含碳占建设阶段总碳排放量的80%以上,施工相关的碳排放相对较少;在相同雨水控制水平下,灰色雨水基础设施的碳排放高于绿色雨水基础设施;研究区在30 a全生命周期内建设阶段和运行阶段碳排放量(以CO_(2)计)分别为17.36万t和-16.71万t;海绵城市达标面积比例、年径流总量控制率、排水方式是影响海绵城市建设和运行过程中碳排放的关键因素,海绵城市达标面积比例和年径流总量控制率每提高1%,全生命周期碳排放量约分别减少0.19万t和0.25万t,压力流管网比例每减少1%,全生命周期碳排放量平均减少约249 t。     

北京海绵城市雨水措施效益评估方法及案例分析

近年来,我国开始推动以LID理念为代表的海绵城市建设,通过布置分散式小型雨水集蓄利用技术措施,使城市地表径流过程尽可能接近于自然过程。针对海绵城市雨水措施效益评估问题,从经济、环境和社会3个方面进行分析。建立雨水措施效益评估体系,并基于多目标函数模型对5种典型北京城市建设项目雨水集蓄利用措施配置模式综合效益开展定量分析,对丰富城市水资源管理内涵及指导海绵城市建设具有重要的现实意义。