西安城区海绵城市建设设计降雨量与不透水地面分布研究

为给西安市海绵城市建设提供科学依据和参考,确定了西安市海绵城市建设设计降雨量并对主城区下垫面进行分析.结果表明:西安市年径流总量控制率为50%、80%和85%时,对应的设计降雨量分别为6.76 mm、17.43 mm和21.22mm.设计降雨量为21.22mm时,海绵城市建设可实现对全年87.14%的降雨场次地表径流有效控制的目标.主城区中,莲湖区、碑林区和新城区的不透水地表面积为90%左右,城市内涝的风险和促渗难度较大.结合西安市湿陷性黄土的地质条件,建议建立连续渗透体系;对既有街区,海绵城市建设应优先从公园绿地海绵化入手.     

基于径流污染控制量的张家口市最佳设计降雨量的分析

随着城市化进程的推进,张家口市大力发展基础设施建设,地面硬化、径流污染等问题日渐突出,建设海绵城市的要求越来越高.根据张家口市31年日降雨量得出年径流总量控制率与设计降雨量之间符合对数关系,相关性高达0.9834,并以此为依据结合海绵城市建设指南得出径流污染控制量的最佳设计降雨量为16~18mm.同时通过张家口市9年内建设用地的变化,分析径流污染控制量的变化情况,以期为张家口市雨水径流控制与海绵城市建设提供参考.     

基于SWMM模型与层次分析法的海绵城市LID设施布局评估研究

系统地总结了低影响开发模式(low impact development, LID)措施布局优化中使用的模型工具和评价方法,以西宁市海绵城市研究区为例,通过数据收集建立暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM),对其参数进行率定检验。应用SWMM对LID布局方案进行模拟,以年径流控制率、建设成本和LID措施总面积为目标,运用层次分析法评估了LID布局方案。结果表明：3种LID布局方案的年径流控制率分别为88.2%、88.8%、90.1%,建设成本分别为93、71、90万元,LID措施总面积分别为125.6、120.0、132.4 hm²。研究为西宁市和其他大陆高原半干旱气候城市的海绵城市LID设施的布局提供了有益的参考与案例借鉴。     

2000—2015江淮分水岭区域土壤侵蚀动态变化

基于GIS和RS技术,利用江淮分水岭2000年、2005年、2010年、2015年4期遥感影像数据,计算并对比该区域4期的土壤侵蚀量,达到对江淮分水岭土壤侵蚀时空动态监测。结果表明:1)江淮分水岭区域土壤侵蚀空间分布主要为皖西山地丘陵区,皖东环滁低山丘陵地带,微度和轻度侵蚀的土壤面积占总面积的99%以上。2)江淮分水岭区域15a间土壤侵蚀模数总体下降14.21t/(km2·a),各等级土壤侵蚀面积向微度侵蚀转移,土壤侵蚀状况总体发生好转。3)15a间江淮分水岭区域土地利用类型转变明显,耕地面积减少2 208.17km2(7.23%),林地、水体面积分别增加133.76km2(2.80%)、552.34km2(15.71%)。植被覆盖度的提高和水域面积的增加是土壤侵蚀改善的根本因素。     

流域尺度视角下海绵城市建设途径及区域径流控制

随着城市化的快速发展,城市不透水区域面积逐年增加,导致城市洪涝风险加剧、径流污染负荷增加等突出雨水问题,也给流域的水安全及水环境带来严重影响.针对上述问题,近年来基于流域管理的城市雨水管理模式得到快速发展.通过流域尺度城市单元土地开发前后峰值流量和雨水径流污染负荷变化的分析,提出以受纳水体过流能力和水环境自净容量为约束条件的流域尺度海绵城市建设管控方法,建立基于水量、水质总量控制为主要目标的多层级雨水径流控制方法,构建流域-城市尺度的场地可持续开发雨水管理模式,并以某开发区为例,分析区域径流总量控制、径流峰值削减及径流污染控制等目标的实施途径,以期为未来流域管理和海绵城市建设的统筹协调提供支撑.     

海绵城市建设对萍乡市城区河流健康影响评价

海绵城市建设旨在构建低影响开发雨水系统,其规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。海绵城市建设过程中,须对"海绵体"工程进行效果评估,定量评价不同建设情境下"海绵体"工程的蓄滞功能,生态功能及水文功能。本文以萍乡市海绵城市建设示范区为研究对象,通过构建评价体系,采用对层次分析法和模糊综合评价法,实现示范区河流健康状况的综合评价。结果表明,通过层次分析法分析得到各监测点的一级指标中水功能所占的权重最大,水环境次之,水资源最小;萍乡市城区河流在海绵城市建设后基本处于健康状态。其中2个监测点处于非常健康状态,6个监测点为健康,3个监测点为亚健康。评价结果可为萍乡市海绵城市后期运行管理提供参考。     

江淮分水岭区域植被总初级生产力时空特征及驱动力分析

为探究2000年以来江淮分水岭区域植被总初级生产力(GPP)的时空变化特征及其影响因素,基于MODIS卫星MOD17A产品数据、区域土地利用/覆盖、气温、降水等数据,利用线性相关、线性正弦趋势拟合、变异系数等方法研究2000—2018长时间序列江淮分水岭区域GPP时空变化特征及气温、降水、土地利用对其的影响。结果显示:GPP呈现年周期性变化,全年1月最小,7月最大,年均增长速率约2.28,秋季均值最大,春季均值最小。山地GPP值普遍大于平原,面积约占17%,平原约占83%,耕地GPP变化主导研究区总GPP的变化。排除城市发展因素,研究区GPP大部分趋于稳定,变异系数介于0～4.1,与气温、降水呈显著线性正相关,相关系数分别达到0.97、0.78。     

洪潮遭遇下沿海城市低影响开发措施有效性研究

针对沿海城市地势平坦、地下水位高、洪潮遭遇等特点,对不同潮位影响下的低影响开发(LID)措施有效性进行了研究,发现以下渗为主要功能的低影响开发措施在不同重现期暴雨及不同潮水位共同作用下的失效规律,由此给出该类地区在海绵城市建设中对不同低影响开发措施实施的优先度.以三亚市某排水片区为例,对5种典型的低影响开发措施进行选址,基于SUSTAIN对不同低影响开发设施及其组合的径流量控制及污染物削减效益进行了评估并对低影响开发组合措施的实施率进行了优化,得到了低影响开发措施对该排水区径流控制率贡献排序以及对TSS、TN、TP削减率的排序.最后,以海绵城市建设控制率为约束,以成本-效益为目标,确定了低影响开发优化方案,本文对沿海地区的海绵城市建设中低影响开发设施布置具有借鉴意义.     

SWMM的校园区降雨径流污染及LID控制模拟

为研究武汉市校园区降雨径流污染负荷及其控制措施对城市通江河流水环境的治理作用,以武汉市南湖排水片区内湖北工业大学及巡司河为例,通过室外监测不同降雨事件下校园区内不同下垫面类型降雨径流过程,以此为基础进行SWMM建模,模拟各典型年校园区降雨径流污染负荷,并评估海绵化改造(即实施LID措施)情景下校园区降雨径流污染入河削减效果。结果表明:武汉市校园区年降雨径流负荷在各典型年下存在差异,表现为:丰水年平水年枯水年。校园区平水年TSS、CODMn、TN、TP降雨径流污染负荷分别为42.64t、12.24t、1.24t、0.058t,占校园区生活污水污染负荷的22.17%、11.09%、1.43%、0.67%。对校园区实施绿色屋顶、透水路面、生物滞留池等LID措施后,一年一遇和十年一遇2h降雨事件所产生的各污染物负荷削减率范围分别为42.31%～43.95%和30.61%～36.63%,因为LID对一年一遇降雨事件的径流总量削减率更高(43.23%),因而其污染物负荷削减效果更好。     

深圳新城公园低影响开发改造工程效果

暴雨管理模型用于评价中国广东省深圳市新城公园低影响开发改造工程的径流控制效果．采用实测数据进行模型参数率定与验证,研究不同降雨条件下的场次径流总量削减率、径流峰值削减率、峰现时刻延后时间、年径流总量控制率及影响因素．模拟结果表明,当以2～50 a一遇的短历时设计降雨事件进行模拟时,改造后的径流过程线相对平缓,径流峰值削减率为30.4%～47.2%,峰现时刻延后了17～26 min;当以监测场次降雨事件和连续多年降雨事件作为模型输入时,改造后的径流总量控制率分别为70.7%～94.8%和79.8%．研究表明,深圳新城公园低影响开发改造工程对高频降雨条件下产生的径流总量、径流峰值具有良好的削减作用,对低频降雨条件下产生的径流总量及峰值削减效果有限,新城公园低影响开发设施长期运行工况下的雨水径流控制效果依然显著．     

基于SWMM模型的雨水花园蓄滞效应模拟与评估

雨水花园作为低影响开发(LID)的典型措施,在海绵城市建设中被广泛应用。文中以某高校校园为研究区域,采用SWMM模型对渗透路面、绿色屋顶、雨水花园等不同组合工况状态以及不同雨水花园面积占比的情况下区域雨水蓄滞效应进行模拟,包括不同重现期降雨的洪峰削减率、洪峰延迟时间、对径流总量的削减率等。通过对模拟结果的分析,对雨水花园的应用特别是在山丘区海绵城市建设中的应用提出了建议。     

以年径流总量控制率为目标的海绵城市规划案例分析

海绵城市作为一种科学合理的新型城市开发建设方式,已融入到新型城镇化建设中.许多城市积极响应国家和省政府的号召,在海绵城市规划、设计、建设等各方面开展了相关探索和实践.本文以临汾市海绵城市规划为例,从海绵城市建设以年径流总量控制为目标进行分析,为海绵城市的建设提供相关案例经验.     

基于SWMM的多情境城市雨洪控制模拟

为解决城市雨洪问题,以某市老城区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),模拟不同重现期下低影响开发(LID)、绿地景观格局优化等多种情境的雨洪控制效果。研究结果表明:不同重现期(2、5、10 a)降雨下,低影响开发和绿地景观格局优化措施均可不同程度地提升研究区的雨洪控制效果,两者的组合模式可以将径流总量和洪峰流量削减至60%以下;不同绿地景观格局优化措施下,平均地增加绿地斑块可以更显著地削减径流总量和径流系数,而在排水压力大的区域增加绿地斑块和绿色雨水廊道能更有效地削减洪峰流量。     

雨水收集系统对建筑场地地表径流控制案例研究

通过理论计算确定研究案例地表径流总量,结合项目实际条件,设置雨水收集贮存和处理设施对雨水进行收集处理,回用做绿化浇灌及道路浇洒。同时依据地表径流控制率55%的目标确定雨水收集贮存池大小,将雨水收集系统作为主动调蓄水设施。依据项目实际用水情况对场地雨水进行合理收集回用从而减少雨水外排量,提高场地表年径流总量控制率,并分析回用雨水的安全保障措施。     

江淮分水岭区域植被覆盖与人类活动强度的时空动态演化

利用江淮分水岭区域2000—2015NDVI月合成数据、降水与气温数据、高程数据以及社会经济数据,采用一元线性趋势分析法、残差分析法分析江淮分水岭区域16a植被覆盖情况以及变化趋势与人类活动强度的关系。结果表明:1)江淮分水岭区域的植被覆盖指数在16a内呈现整体上升趋势,但合肥、六安这两个经济发展速度较快的中心城区,植被覆盖指数有所降低。2)通过计算与分析可知,0.006 1slope0.047 9为植被的改善区域,占所研究区域的39.97%,主要分布在明光市、来安县、全椒县、凤阳县的山区;0slope0.006 1为植被覆盖基本不变,占所研究区域的52.67%,主要分布在偏远农村地区;-0.027 8slope0为植被退化区域,占所研究区域的7.36%,主要分布在合肥市与六安市的中心区域。3)将NDVI的残差值与人类活动强度、人口、农业机械总动力、GDP进行回归分析,结果可得回归相关系数r=0.531 1,说明人类活动因素与植被覆盖具有较高的相关性。其中,人类活动强度通过1%的显著性水平检验,且相关系数为-5.37,得出人类活动强度越大,NDVI值越小,人类活动强度越小,NDVI值越大。     

绿色屋顶及滞蓄屋顶的径流水量调控效果试验研究

绿色屋顶及滞蓄屋顶是海绵城市建设中较为经典的单项调控措施。为研究绿色屋顶及滞蓄屋顶相对于平面屋顶的径流水量调控效果,通过对天然降雨量、3种试验屋顶的雨量及径流过程的监测,计算3种试验屋顶的雨量径流系数、径流峰值削减率、径流延长时间及时段洪峰滞后时间。计算结果显示:由于各试验屋顶的结构及作用的不同,在中雨以下的降雨等级条件时,绿色屋顶及滞蓄屋顶的雨量径流系数均不超过0.1,二者相对于平面屋顶的削减率分别可达到70%及90%以上;在中雨条件下,绿色屋顶及滞蓄屋顶相对于天然降雨的径流峰值削减率均达到90%以上,二者相对于平面屋顶的径流峰值削减率最高分别可达85.23%及73.46%;3个试验屋顶的时段洪峰滞后时间控制效果排序为:滞蓄屋顶绿色屋顶平面屋顶。该研究可为后期硬化屋面改造类型的选择及改造前后的径流调控效果研究提供参考。     

基于Landsat卫星影像的江淮分水岭土地 利用空间特征分析

为了解江淮分水岭区域土地利用特点和空间布局特征,基于Landsat系列卫星2005年、2010年和2017年遥感影像解译数据,结合GIS空间分析技术和计量地理模型,从利用程度、组合类型和区位意义角度对江淮分水岭土地利用状况进行研究。结果表明:江淮分水岭区域以耕地和建设用地为主要地类,各地类数量差异明显;土地利用多样化和集中化处于中等水平;土地利用程度差异明显,地类组合是以耕地为主的2～3个地类的组合;西部多样化水平较高,东部集中化水平较高,西部和西北部区域地类组合类型较为丰富;耕地和建设用地的区位意义相对突出,但建设用地逐渐增强,耕地逐渐下降;研究区内各地类斑块形状相对复杂,但复杂度逐渐降低,耕地和建设用地分布相对集中,草地和未利用地分布较为离散。     

城市道路雨水初期径流效应及适宜弃流量研究

道路雨水径流是城市面源污染的主要来源之一,随着海绵城市的建设,初期径流弃流等源头减排技术成为控制城市面源污染的重要措施。为了提出适宜的城市道路雨水初期弃流量,削减城市面源污染,对北京温榆河公园来广营北路部分路段的雨水进行了监测采样,得到了2022年6—8月共计13场降雨的雨量、流量和水质等过程数据。采用基于污染物累积负荷M(累积径流量V)曲线初期冲刷效应的评价方法分析了来广营北路的初期径流效应,并探讨了适宜北京城市道路的初期径流弃流量及弃流效果。结果表明：城市道路各降雨类型初期径流效应存在较大差异,该道路初期径流弃流量宜采用6 mm径流深,该弃流量能控制大部分中小降雨的径流污染,其余场次降雨弃流后径流中总磷、总氮、氨氮、悬浮物和化学需氧量的平均负荷削减比例分别为31.85%、32.78%、32.30%、34.31%和30.95%。     

基于TVGM-SWMM模型的城市雨洪模拟

通过耦合城市时变增益非线性模型（time variant gain model-urban, TVGM-urban）和暴雨洪水管理模型（storm water management model, SWMM）,模拟并分析了不同类型的城市下垫面产流非线性变化过程。以深圳市光明新区海绵城市建设示范区为研究对象,基于耦合的TVGM-SWMM模型,模拟了该地区的降雨-径流响应过程,并进一步分析了不同低影响开发（low impact development, LID）模式布设面积对径流调蓄的影响。结果表明：1）在大多数情况下,TVGM-SWMM模型的模拟效果优于SWMM模型,其原因在于前者考虑了城市地区降雨径流的非线性响应关系,并且强调了降雨强度对产流的影响;同时,TVGM-SWMM模型需要的产流参数较少,减少了对城市地区基础数据资料的需求;2）在不同设计暴雨重现期下,TVGM-SWMM模型模拟的径流过程更加符合降雨变化情况,对应的洪峰流量与最大雨强相关性更高;3）研究区LID设施的径流调蓄能力与其布设面积成正相关,其效果随暴雨重现期的增长相对减弱;相同布设面积情景下,下沉式绿地的调蓄效果优于绿色...     

基于SWMM模型的暴雨模拟与LID效果评价——以萍乡市示范区为例

随着城市的不断扩张,原有的生态环境被改变,城市中被用来蓄排水的天然"海绵体"遭到破坏。为了定量地评估LID措施对径流的控制效果,以萍乡市建设局试验区为例,通过研究芝加哥雨型和萍乡市的暴雨强度公式构建出不同重现期下萍乡市的降雨过程线。通过暴雨洪水管理模型(SWMM模型),模拟在不同暴雨重现期下试验区内增添LID措施前后对地表径流总量和水质的变化,分析其模拟效果。可知暴雨强度越大,LID组合措施对洪峰削减率越高,污染物的负荷总量也越大,且在LID措施下污染物的总负荷量相对于无LID措施的情景下明显较小。LID的设置对地表径流的水文和水质控制效果较为显著。既LID组合措施可以显著地提升区域的抗洪能力和去污能力,为萍乡海绵城市的建设效果提供依据和参考。