海绵城市建设问题及指标体系分析与研究

海绵城市是“化刚为柔”的治水之道,它将洪水的威胁转变为城市的改造更新契机。本文通过对城市环境问题进行分析,总结海绵城市建设问题,进而确立海绵城市建设指标体系,涵盖4个方面共17项建设指标。完善了海绵城市建设指标体系,为后续海绵城市建设提供理论依据。     

低影响开发在海绵城市建设中的应用

低影响开发(LID)作为海绵城市概念的重要组成部分,将其理念、技术措施、设计方法、适用性等融入海绵城市的建设当中,对于加快海绵城市的建设步伐、推进城市绿色海绵体骨架的构建及海绵城市功效的发挥,具有重要意义。因此,首先介绍了LID设施在海绵城市建设中的分层布置及LID设施在雨洪管理中的应用效果,然后分析了小尺度的LID与大尺度海绵城市理念的融合,提出了以流域控制为基础,以城市管网及"山水林田湖"等大海绵体为依托,以LID为建设重点,多尺度多学科交叉建设海绵城市的途径,同时分析了LID设施在工程应用中的难点及其发展前景,最后以临海市海绵城市建设区为例,分析了LID在海绵城市建设中的综合效果,以期为LID在海绵城市建设的应用中提供一些借鉴与启示,以便更好地推动海绵城市的建设。     

考虑光伏发电的海绵城市优化模型研究

针对海绵城市在生态环境方面的要求,提出一种CO2排放量控制的优化模型。首先分析城市光伏发电与城市能源生产企业对CO2排放量的影响,然后考虑海绵城市光伏发电,建立CO2排放量控制优化模型,最后采用带精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解。实验结果表明,该方法能较好解决城市能源生产企业排碳量的控制问题,为我国城市建设提供决策依据。     

海绵城市建设技术对地下水污染的影响评价

为避免海绵城市建设技术的实施造成地下水污染,采用层次分析法和聚类分析法评价海绵城市建设技术对地下水污染的影响。结果表明,22项海绵城市建设技术对地下水的影响分为3个等级,一级技术共11项,增加了地表径流进入地下水的概率,但对雨水径流的净化效果有限;二级技术共7项,有一定的概率使得地表径流进入到地下水中,同时具有一定的净化雨水径流的能力;三级技术共4项技术,能降解或净化雨水径流中的大部分污染物。结合海绵城市建设技术对地下水潜在影响的评价结果,可为不同风险区域的海绵城市选取适宜的海绵城市建设技术提供科学依据。     

考虑光伏发电的城市优化模型研究

针对海绵城市在生态环境方面的要求,提出一种CO2排放量控制的优化模型。首先分析城市光伏发电与城市能源生产企业对CO2排放量的影响,然后考虑海绵城市光伏发电,建立CO2排放量控制优化模型,最后采用带精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解。实验结果表明,该方法能较好解决城市能源生产企业排碳量的控制问题,为我国城市建设提供决策依据。     

智慧化海绵园区在世博城市最佳实践区的实践与展望

将上海世博城市最佳实践区在推进园区海绵化改造项目的创新和经验,与园区正在开展的智慧能源网技术示范项目建设相结合,从能源互联网和智慧城市的理念出发,探讨智慧化海绵园区在城市最佳实践区的实践与展望,为上海开展海绵城市与智慧城市建设工作相结合, 实现海绵城市的智慧化进行有意义的探索。     

建设海绵城市需因地制宜

正2015年,"海绵城市"如同"智慧城市"一词,又是一个让我们听得、谈得、研究得特别多的词,并且"两会"期间,"海绵城市"也被热议,那么,到底什么是海绵城市?如何建设海绵城市呢?相关政策密集出台2015年4月,财政部、住建部和水利部联合发布了16个海绵城市建设试点名单。据悉,此次国家海绵城市建设试点城市评选竞争激烈,全国130多个城市参与竞争,34个城市进入初选名单,最终仅16个城市列入海     

完整水文年下基于监测与模拟的典型海绵项目径流评估

年径流总量控制率作为海绵城市的主要考核目标,是海绵城市建设中总量控制、污染控制、峰值控制的集中体现。为在海绵改造中实现这一目标,选取某城市某典型海绵改造项目,通过合理的方案布置,进行长时间连续监测(包含完整水文年),获取监测期内场次降雨全过程流量数据,并对超过10万条的监测数据利用Matlab进行自动分析计算。结果表明,大量监测数据的积累不仅可以完成海绵改造项目的定量化考核,同时还可以实现项目模型参数的率定和验证,可评估不同水文年下径流控制率;利用监测与模拟相结合的方法对完工后的海绵项目持续跟踪评估,可准确掌握海绵改造的建设效果,为海绵设施运行与管理提供最直接的依据。     

海绵城市建设条件下的雨洪水利用潜力计算

针对大部分北方城市同时受洪涝灾害侵袭及水资源短缺问题,以水量平衡为基础,建立雨洪水利用潜力计算模型,以济南市为例,计算了2016、2017、2020、2030年在不同日用水量情景下的雨洪水可利用量,对比分析海绵城市建设对雨洪水利用的影响。结果表明,济南市城区雨洪水利用潜力较大,海绵城市建设可大幅增加雨洪水利用量,同时降低城市防洪压力,为海绵城市建设提供了基础依据。     

平衡不同用地性质项目的海绵城市设计

海绵城市设计的理念、概念和精神在国家和地方政策、规划、指南等的指引下已经广泛普及,试点城市的范围也逐渐扩大,海绵城市的设计也在审图中作为必要建设要求嵌入到工程设计中;海绵城市设计不是生硬地凑数值、指标,而是因地制宜,融入自己的思考。本文将两个不同用地性质项目进行海绵平衡设计,合理利用项目特点,助推城市绿色发展。     

基于物联网大数据的城市降雨径流控制率分析

针对海绵城市降雨径流控制率监测的两大技术难点——监测设备布置难题和数据统计难题,采用基于物联网和大数据的监测技术及自动分析算法,以我国某海绵城市试点区为例,对全区域81个雨水排口进行子汇水区域划分,制定了监测方案,并获得了降雨场次下的全过程降雨的监测数据,基于超过40万条监测数据,计算了不同降雨量下研究区域的径流控制率,并提出了基于污水管网监测的降雨径流控制率修正方法。结果表明,在降雨日中,确实存在雨水进入污水管网的情况,因此在监测方案中应同时考虑对污水管网进行有效监测;在34.4、13.2、9.4、19.4 mm降雨条件下,研究区域径流总径流率依次为65.14%、81.48%、87.39%、78.81%,与研究区域设计降雨量27.4mm及75%的径流控制目标相比,海绵城市的建设可满足年径流总量控制的目的。     

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。     

基于支持向量机的合流制溢流判别方法及应用

识别合流制管网溢流特征是城市水环境治理工作的重要依据,也是城市给排水研究的难题。为此,基于支持向量机算法与SWMM模型进行耦合分析场降雨事件合流制溢流特征。以北京市通州区海绵城市建设试点区域内一片老城区为例,通过建立SWMM模型构造数据集训练得到SVM模型,对历史127场降雨事件进行溢流特征识别,在训练期、测试期精度分别达到93%、89%,表明基于支持向量机的算法精度可靠,结果符合实际,能作为一种新的手段识别合流制管网溢流特征,为海绵城市规划设计、防灾减灾与水环境治理工作提供了理论依据。     

基于一二维耦合水动力模型的海绵小区建设效果评估

针对在海绵城市规划、建设和管理中SWMM模型无法精确模拟地表积水和淹没过程的问题,将SWMM模型与基于有限体积法的二维水动力学模型进行了耦合,建立了一二维耦合的水动力学模型,基于耦合模型构建了北京市某排水小区的雨洪模型,采用不同重现期的设计暴雨过程对海绵改造方案进行模拟和分析。结果表明,一二维耦合水动力学模型能有效地模拟海绵措施建设前后的效果,可应用于海绵小区建设效果评估中;海绵措施在一定程度上能改善小区内涝积水情况,间接地提高排水标准。     

关于储能系统和海绵城市的若干思考CSCD

储能产业是我国新兴产业,但目前发展缓慢.本文通过对储能系统和海绵城市功能共通性的对比分析,发现两者技术理论体系有“异曲同工”之妙,从城市规划的角度思考将储能系统纳入海绵城市理论体系的可行性及对储能产业发展的支撑作用,提出尽快启动储能系统规划编制研究工作的建议.     

基于水气两相流理论的降雨入渗强度调控方法研究

降雨入渗强度是海绵城市建设中的关键指标,入渗强度受土体渗透性和驱动力的联合控制,但以往多关注前者,而较少研究驱动力的调控方法。因此,结合土柱降雨入渗模型试验和数值模拟,探究孔隙气对雨水入渗的驱动效应。通过对试验模型底部进行抽气、注气调控土体内部气压力,发现雨水入渗强度对孔隙气压力具有显著依赖性;底部注气增压时,气压力梯度与入渗方向相反,阻滞雨水入渗;而抽气减压时,其与入渗方向相同,驱动雨水入渗。通过模拟底边界不同气压条件的入渗过程,发现在抽气减压条件下入渗强度与底边界气压力呈线性关系。因此,改变孔隙气压力能调控雨水入渗,特别是在抽气减压条件下降雨入渗强度明显增大,为海绵城市的建设及城市内涝的治理提供了一种新思路。     

地块尺度下海绵措施低冲击布设优化研究

针对我国海绵城市低冲击开发(LID)普遍缺乏规划指引的问题,制定一种综合考量径流水量削减、水质控制、措施布设潜力等多重影响因素的低冲击布设优化框架,主要包含基于地理信息系统(GIS)的地理分析与空间规划模块,该模块借助GIS水文分析、矢量计算和空间聚合等工具,获取研究区域的水文、用地、水环境约束及措施布设潜力描述、基于模糊综合评价法(FCE)的评级模块,该模块用于构建优先级排序系统,协助海绵城市建设目标在地块内的调控和分配、基于遗传算法(GA)的优化模块,该模块通过计算满足多个目标函数的帕累托(Pareto)最优解集,描述不同分配方案之间的权衡关系,完成地块内LID布设的优化配置。示范区结果表明,提出的规划框架能够实现地块尺度下LID措施的科学选择和布局优化,可为海绵城市建设提供指引。     

环境工程建设在生态城市建设中的应用研究

随着我国城市化建设的推进与发展,环境工程建设问题已成为生态城市建设的重要组成部分。对生态城市建设、环境工程这2个概念进行了介绍,阐述建设生态城市的重要性,探讨环境工程在生态城市建设中的应用策略。     

低影响开发雨水系统在满融经济开发区径流削减效应分析中的应用

低影响开发雨水系统(LID)是建设海绵城市的主要途径之一,为研究LID建设规模对降雨径流产生的影响,以沈阳市满融经济开发区西部区域为例,运用SWMM模型计算了绿色屋顶、透水铺装、下沉式绿地三种措施对径流的削减效应。结果表明,三种措施均能有效削减区域径流量,且各单项措施所占总面积比例与径流系数之间存在良好的负相关线性关系;雨强的增大削弱了绿色屋顶、下沉式绿地对径流的削减效果,而透水铺装受降雨条件的影响不明显;三种措施的削减效果由大到小依次为透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地;组合措施相较于单项措施具有更好的径流削减效益。研究结果为海绵城市的规划建设提供了理论依据。     

地表水与地下水耦合模型开发与验证!

鉴于研究地表水与地下水的相互作用及其分布规律可为"海绵城市"建设提供依据,对地表水与地下水的耦合模型进行了开发,在浅水模型的基础上增加地下水模块,并在连续性方程中添加源汇项,实现地表水与地下水垂向上的耦合,同时选用Green-Ampt模型计算地表水的下渗量。通过算例分析,将模型计算结果与数值试验及预期值进行对比,验证了模型的可行性。