初期雨水溢流对河道纳污能力的影响分析

为减小初期雨水对河流的水质污染,进一步改善水体环境,采用SWMM排水模型模拟研究区不同重现期下的雨期管网运行情况,通过调节节点高程和调节管径的方式,优化改造管网模拟运行中出现的不足,进一步分析比较了雨水溢流情况对河道纳污能力的影响规律,并探讨了缓解溢流污染问题的思路。结果表明,COD、NH4-N、TP、TSS的最大溢流浓度均随重现期的增大而增大,平均溢流浓度随重现期的增大而减小;截流倍数为1,重现期为10、20年时,河道污染很轻;截流倍数调整为3后,初期雨水对河道纳污基本无影响。研究成果可为河流纳污能力分析与水环境保护提供技术支持。     

基于SWMM和AHP的排涝除险设施径流控制效益研究

以南昌市青山湖排水区为例,运用暴雨洪水模型(SWMM)模拟该区域现状和设置雨水泵站、雨水行泄通道、雨水调蓄池三种排涝除险措施在不同设计降雨重现期下的径流控制效果,采用层次分析法(AHP)评价径流控制效益,定量评估不同措施的效益,设计排涝除险组合方案并模拟效果。结果表明,排涝除险措施具有径流控制效果,采用排涝除险措施后的雨水系统,在降雨重现期为2、5、10、20、50年的溢流节点个数、节点最大溢流时间、节点最大溢流深度、满载管道数目、满载管道时间分别减少了5.36%~26.92%、12.77%~50.00%、2.70%~15.38%、1.92%~26.09%、4.49%~28.57%;雨水行泄通道在溢流节点个数、满载管道数目和时间上有较强的削减效果,而雨水调蓄池在减少节点溢流时间和溢流深度上较优;径流控制效益大小顺序为雨水行泄通道雨水调蓄池雨水泵站。组合方案的节点溢流情况优于单项排涝除险方案。     

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。     

基于Kendall重现期的降雨潮位风险分析

短时强降雨和外江潮水位顶托是诱发城市内涝的两个重要因素,分析雨潮风险对于减少内涝灾害,确保居民人身财产安全具有重要意义。重现期与设计值的定义和计算是风险分析中的重难点,通过构造年最大1h降雨量与相应潮位的联合分布,介绍了Kendall重现期的定义和计算方法,指出了Kendall重现期与传统重现期在危险区域识别上的差异性,并通过实例分析,验证了Kendall重现期法的合理性。研究结论可为城市内涝防治提供依据。     

基于SWMM模型的城市化地区雨水桶应用研究

针对城市化地区用地紧张和不透水比例高的特性,基于SWMM模型,模拟了不同比例雨水桶布置在不同设计降雨情境下的区域产流和淹水情况,分析了不同比例雨水桶的应用效果。结果表明,不同比例的雨水桶布置均具有径流和淹水量控制作用,且低重现期降雨情境下雨水桶布置的径流削减和淹水量控制效果明显优于高重现期的降雨情境下的削减效果。雨水桶布置比例的增加对径流系数、峰值流量和淹水量等削减程度增大,对径流系数削减效果更为明显。     

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。     

基于SWMM的海绵城市与传统措施下雨水系统优化改造模拟

为对比海绵城市与传统理念下的改造措施对雨水系统溢流的改善效果,以苏州市CM小区雨水系统为研究对象,在概化研究区域的基础上,根据实测数据,经过率定和验证,构建了SWMM模型,模拟了不同重现期下海绵城市改造措施(增加25%的透水性地面面积)和传统改造措施(增大DN250、DN300、DN400的雨水管道至DN400、DN400、DN600;增设2个泵站和雨水池)两种优化措施对雨水溢流的改善效果。结果表明,海绵城市和传统改造措施均可不同程度地改善研究区域雨水系统的溢流现状,重现期为1、3、10、30年时,增加透水性地面面积,溢流节点数、溢流总时间、溢流总量分别减少50.0%~75.0%、52.0%~64.0%、55.0%~67.0%,增大雨水管径可分别减少14.3%~50.0%、27.8%~89.1%、16.5%~93.6%,增设泵站和雨水池可分别减少14.3%~50.0%、13.5%~91.3%、27.1%~97.3%;海绵城市改造措施缓解溢流效果稳定,优于传统改造,在不同重现期下对溢流特征值的减少率约为60%,对溢流节点数、溢流总时间、溢流总量的平均减少率超过传统改造措施的25.3%~31.5%、10.1%~11.1%、7.6%~17.1%,能更好地优化雨水系统,减少地面积水。     

中小流域洪峰流量与水位联合分布的设计洪水分析

针对库岸堤坝防洪设计中洪峰流量与相应洪峰水位的联合分布研究的不足,采用Archimedean Gumbel-Hougaard Copula函数和Kendall分布函数分析洪峰流量和洪峰水位联合分布的重现期水平。以罗坝水流域结龙湾水文站1958～2013年的洪峰流量和相应洪峰水位为例,计算了二者联合分布下的"或"重现期、"且"重现期和Kendall重现期及其最可能的设计值。结果表明,洪峰流量和洪峰水位的遭遇条件概率显示存在多种防洪设计标准;对比"或"联合重现期和"且"重现期,Kendall重现期更准确地反映了洪峰流量和洪峰水位组合的风险率;以出现最大概率原理推算的不同洪峰流量和水位遭遇概率组合的Kendall重现期设计值为多种防洪标准选择与风险管理提供了更多的参考依据。     

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。     

前池雨水花园系统径流水量控制性能试验研究

针对现有城市工业区建筑物屋面雨水径流的特点,在原有雨水花园基础上增设蓄存功能,提出了一种前池雨水花园系统,并模拟了降雨量下(降雨条件为重现期0.5、1、2年,降雨历时为30、60、120 min)的径流水量控制试验.结果表明,前池雨水花园系统对径流的削减可达到1/2以上,甚至可全部削减,且蓄水高度、各部分水量分配及流量...     

基于径流污染控制目标为目的的分流制初期雨水调蓄池容积确定

鉴于初期雨水污染为地表水体的主要污染源之一,以儒乐湖初期雨水调蓄池容积确定为例,采用调蓄池工程措施进行截流,以V类水体标准为径流污染控制目标,在《室外排水设计规范》中控制径流污染的分流制初期雨水调蓄池计算公式的基础上,应用模型法模拟得出控制目标下的初期雨水径流累积深度及调蓄池容积。结果表明,截留径流累积深度为7mm,初期雨水调蓄池容积分别为9 250、5 850m^3时,研究区域内能够满足在管网重现期下排水水质达到V类水体标准。研究成果可为初期雨水截流工程实施提供建议及参考。     

基于InfoWorks ICM模型的城市暴雨内涝模拟

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以海口市主城区为例,构建了基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用3场实测暴雨进行模拟分析,发现该模型具有良好的精度和可靠性。在此基础上,利用该模型对1、2、5、10、20年五种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力,且随设计暴雨重现期增加,研究区域的积水深度亦呈现出增加趋势,内涝灾害明显加重。     

基于InfoWorks ICM模型的城市暴雨内涝模拟

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以海口市主城区为例,构建了基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用3场实测暴雨进行模拟分析,发现该模型具有良好的精度和可靠性。在此基础上,利用该模型对1、2、5、10、20年五种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力,且随设计暴雨重现期增加,研究区域的积水深度亦呈现出增加趋势,内涝灾害明显加重。     

厦门市管网排水与河道排涝标准关系分析

因河道排涝系统与管道排水系统均单独设计,两个系统采用的选样方法、设计暴雨历时及边界条件不同,造成排水与排涝标准的不衔接。对厦门市长系列雨量资料进行统计分析,采用年多个样法与年最大值法得出短历时不同选样方法重现期的对应关系。在此基础上,统计雨强较小、降雨历时较长、总降雨量较大的次雨量绘制频率曲线,即考虑河道高水位对管道排水的破坏率的影响下,分析管道排水与河道排涝重现期的对应及衔接关系,作为河道排涝设计标准的依据。结果表明,考虑河道与管道规划施工的衔接,当管道的设计标准为1、2、3、5年时对应的河道设计标准分别为5、10、15、20年。     

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。     

基于MIKE FLOOD的深圳市机场排涝泵站工程设计及运行模拟

为有效提升排涝泵站设计精度和操作适用性,以深圳市机场排涝泵站为例,基于MIKE FLOOD构建耦合了雨水管网、河道、泵站等工程设施的综合系统模型,对排涝泵站上游河道沿程水位的变化及排水需求进行模拟分析,并基于计算结果确定了泵站的设计规模及调度方式。结果表明,利用数学模型对排水系统进行适当概化和仿真模拟,基于设计降雨情景可对排涝泵站规模和运行规则进行精确地设计计算,可为城市排涝泵站工程设计提供技术借鉴。     

SWMM模型在深圳市民治河流域的应用

以深圳市民治河流域为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系进行合理概化,构建了基于ArcGIS的排水系统数据库。利用流域DEM、街区和道路分布图在ArcGIS中对民治河流域进行子汇水区划分。由此基于双层排水系统思想构建民治河流域SWMM模型,并采用6场实测降雨资料对该模型进行验证,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明所建模型具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20年的设计暴雨情形下管道超负荷、节点溢流等情况模拟表明,该模型较好地评估了该流域排水管网的排水能力,为区域防洪排涝管理、调度、规划和雨洪资源利用提供了决策依据。     

排水管网的公式法设计与模型模拟效果分析

为对比分析小面积排水管网公式法与数学模型模拟效果之间的差异,分别采用传统推理公式法和SWMM模型结合芝加哥降雨过程线对一小汇水面积片区的排水管网系统进行设计和模拟计算,对比分析了两者管道流量、节点水深的差异及峰值排水过程。结果表明,两者管道流量峰值相近,模拟的最大节点水深略高于公式法设计值,可见对小汇水面积而言,按公式法设计的管网系统能满足相应重现期的排水过程要求。     

基于SWMM模型的山前平原城市水系排涝规划

基于山前平原城市的自然地理、地貌及水系条件,运用SWMM模型,在规划土地利用条件下进行水系排涝模拟演算,计算雨量资料频率,推求5、10、20年一遇设计雨量以及时程分配。并根据下垫面情况及地形地貌对计算分区和模型进行概化,即山丘区由设计暴雨推求水库入流过程;城区和郊区产汇流及河道排涝计算采用SWMM模型。实例应用中针对各种频率的设计暴雨,通过水文水利计算,模拟城区河道流域可能的涝情,分析现状水系存在的主要问题,提出建设性对策和建议。模拟结果满足10年一遇河道排涝要求,可以为水系排涝规划和治理提供相应依据,对其他城区水系的排涝模拟也具有一定的参考价值。