基于SWMM的低影响开发城市道路雨洪控制模拟研究——以萍乡市武功山大道为例

低影响开发设施作为能够有效消减、利用和延缓城市道路雨水径流以及控制径流污染的分散性单元,正逐渐应用于道路排水系统建设中。该文以海绵城市试点——江西省萍乡市武功山大道为研究对象,运用雨洪管理模型(SWMM)模拟不同重现期(一年一遇、三年一遇、五年一遇以及十年一遇)3小时降雨下生物滞留设施、透水铺装等单一低影响开发设施以及低影响开发组合模式对于道路雨水径流削减效果。结果表明,采用LID雨水系统的城市道路在不同重现期下对径流总量的削减率为34.5%、28.2%、26.1%、24.3%,径流峰值削减率分别为37.4%、27.3%、23.5%、19.5%。同时,对于单项LID设施而言,生物滞留设施在径流总量以及峰值削减上均优于渗透铺装,具有良好的雨洪调控效果。     

不同降雨条件下低冲击开发的水文效应分析

以深圳市光明新区低冲击开发(LID)示范区为研究区域,采用暴雨雨水管理模型(SWMM)模拟了下凹式绿地、渗透铺装和绿色屋顶等3种LID模式下的雨洪控制效果,分析了降雨量、降雨历时和雨峰位置对LID水文效应的影响。结果表明,当降雨量<100 mm时,随着降雨量的增加,渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量也相应增加,下凹式绿地的径流削减量变化不大,但其削减量大于其他两种LID控制措施;随着降雨历时的延长,下凹式绿地的径流削减量增加,而渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量变化较小;雨峰位置变化时,3种LID控制措施的径流削减量均变化不大,对峰值流量的削减效果随着雨峰后移而减弱。3种LID控制措施对降雨量少、降雨历时长并且雨峰位置靠前的降雨控制效果较好。     

不同降雨强度下LID改造对径流量的削减效果

以重庆市海绵城市建设试点区域秀山县为研究对象,通过实时监测传统片区和低影响开发(LID)片区的降雨径流数据,探析LID片区在不同降雨强度下对径流量的削减效果。结果表明,经LID改造后,地面透水性增大,所容纳的雨水量增加,与传统开发模式相比,中雨条件下对径流总量和峰值的削减率分别可达到80. 4%和56. 0%;LID措施的蓄水容积有限,不同降雨条件下对径流总量和峰值的削减程度不同,削减程度排序为:中雨(80. 4%、56. 0%)>大雨(69. 4%、64. 4%)>暴雨(56. 1%、60. 8%),而且随着降雨等级的增大,LID片区的径流产生时间和峰现时间的滞后效果减弱,在暴雨条件下与传统片区无明显差别;LID片区是否产生径流以及产生多大的径流,主要由降雨强度决定,而与降雨量关系不大,在本研究中,当降雨强度> 0. 2 mm/min时才会产生径流,且降雨强度越大,径流量就越大。     

基于SWMM模型的萍乡城市道路LID措施组合模式研究

以江西省萍乡市武功山大道为例,通过在城市道路绿化带内布置不同规模和组合方式的低影响开发LID(Low Impact Development)设施,利用暴雨雨洪管理模型SWMM(Storm Water Management Model)软件模拟短历时芝加哥设计雨型条件下,所设置的低影响开发设施对道路雨水径流总量及污染物总量的控制效益。并以各LID设施的下凹深度为主要研究参数,对LID设施的参数进行模拟分析与优化,探索最佳参数阈值,以期为萍乡市其他城市道路海绵城市设计提供理论研究支持。结果表明,LID组合模式能够起到削减径流量和污染物含量,滞后洪峰的作用;下沉式绿地+透水铺装组合、雨水花园+透水铺装组合中下沉式绿地与雨水花园的下凹深度分别到达200mm、150mm时可满足萍乡市雨水控制目标需求。     

滨海区域LID措施模型的模拟效果分析

以某滨海城市填海区域为研究对象,利用PCSWMM软件建立该区域的雨洪管理模型,分析LID措施和潮汐现象对规划地块雨水径流和地面积水的影响。结果表明,在有潮汐作用、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为53. 77%、24. 02%和48. 08%、23. 41%;在无潮汐作用(管道自由出流)、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为52. 38%、24. 02%和46. 69%、23. 41%。由模拟结果可知,LID措施对滨海城市地面积水状况具有一定的缓解作用;潮汐现象本身对研究地块的出流量和地面积水情况有一定影响。     

道路生物滞留带削减雨水径流的实测效果研究

通过对深圳市某道路生物滞留设施进行雨水径流监测试验,研究生物滞留设施对道路雨水径流的削减效果及影响因素。结果表明,当降雨总量为3.3~76.7 mm、平均雨强为0.03~0.67 mm/min时,生物滞留设施对道路雨水径流的场次径流总量控制率为50.5%~100%,峰值流量削减率为53.4%~100%,滞峰时间可以达到2 min以上。生物滞留设施对场次降雨量小且平均降雨强度小的道路径流削减效果较好。     

基于SUSTAIN模型的LID设施成本效益分析

以深圳市某低影响开发(LID)示范区为研究对象,利用SUSTAIN模型分析LID措施在削减峰值流量方面的成本效益。构建研究区域排水系统的现状模型,并利用实测降雨数据进行率定,在现状模型的基础上构建LID方案,以雨水排放口的峰值流量为控制目标,以LID设施的规模为决策变量,设置不同重现期设计暴雨作为边界条件,对多种组合的LID设施进行模拟,得到各情景下的优化方案以及成本-效益曲线。结果显示,相同的LID设置方案在不同强度的降雨条件下的成本-效益曲线有较大差异,LID设施在高强度降雨下的径流控制效果较差。该研究方法可为相关规划与设计中控制目标的制定与建设方案的优化提供参考。     

基于SWMM的海绵改建小区雨水径流调控研究

以北京通州某建筑小区海绵改建示范项目为研究对象,利用SWMM雨水管理模型,依据降雨径流实测数据率定、校验模型参数,构建了海绵改建小区雨水径流多级调控系统,分析了海绵改造前后以及不同情景下LID设施参数、管道参数等对雨水调控能力的影响。结果表明,一级LID措施调控后年径流总量控制率可达到41. 51%～57. 40%、污染物削减率均在25%以上;二级调控雨水管道尺寸最为有效,当排水沟底宽或最大深度增加60%时,可保证小区10年一遇降雨重现期下无积水现象发生;三级调控蓄水池容积,可以实现小区3年一遇降雨重现期下无积水现象发生,同时雨水资源利用率达到3. 93%。     

新型渗井-透水网格措施的径流调控效果研究

为更加合理地对雨水资源进行管理和调控,低影响开发(LID)措施日益成为我国许多城市"海绵化"的必然选择。透水网格被认为是一种有着良好雨洪管控效用的LID措施,然而大多情况下施工过程不尽规范,土基多采用渗透性不良的土质,这使得径流调控及渗流效益难以充分发挥,故拟以透水网格砖孔布设渗井来改善该现状。采用试验与SWMM仿真相结合的方法,研究了在6场重现期降雨作用下新型渗井-透水网格措施较透水网格在径流调控方面的改善效果,以及100年重现期降雨条件下两种措施的入渗规律。结果表明,在不同降雨场次下,新型措施较透水网格雨量径流系数降低了9.94%~51.09%,洪峰流量削减率提高了2.91%~30.42%;滞峰时间延迟效果不显著,在3 min以内;在100年重现期降雨下湿润锋迁移速率提高了73.47%。     

海绵城市理念下雨洪控制效果分析

为了研究城市区域的雨洪径流特征以及加装不同低影响开发措施(LID)对径流削减的规律,该研究以西安市城区重点雨涝区为研究对象,基于SWMM模型模拟现状条件下不同设计雨峰系数、不同设计降雨重现期降雨径流的变化及加装4种LID措施组合:15％透水路面和无绿色屋顶,15％透水路面和25％绿色屋顶,15％透水路面和50％绿色屋顶,15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶后降雨径流削减规律.结果表明:当加设15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶时,洪峰洪量削减效果最为明显.并且在设计降雨重现期P=1年时,较现状条件下洪量削减36％;设计降雨重现期P=10年时,洪量衰减率减至24.3％.所以LID措施能有效降低城市内涝发生的频率,但随着设计降雨重现期的增大,加装LID措施效果明显减小.     

采用SWMM模拟LID市政道路的雨洪控制效果

采用SWMM软件模拟建设项目低影响开发(LID)设施的雨洪控制效果是LID规划设计的重要依据。以深圳市光明新区某已建LID市政道路为例,介绍了LID市政道路的SWMM模型建立方法,包括汇水区的划分、LID设施的定义、设计降雨的选择等内容。模拟结果表明,相比传统设计道路,LID设计道路能够有效削减年雨水径流总量和典型场降雨的峰值流量。     

基于SWMM模型的低影响开发雨洪控制效果模拟

介绍了SWMM模型中低影响开发(LID)模块的模拟原理,通过案例介绍了场地LID雨水系统规划过程,并运用SWMM模型对传统管线设计进行了校核,对LID场地径流的控制效果进行了评价。对设计场降雨事件及连续降雨事件的模拟表明,场地LID雨水系统规划可实现峰值流量及年径流外排率恢复到开发前的状态,LID设施对污染物削减效果显著。     

雨型对低影响开发设施径流控制效果的影响

采用模糊识别法对HZ市近10年的降雨数据进行雨型分析,并模拟研究等雨量下不同雨型对LID设施径流控制效果的影响。结果表明,HZ市的降雨多为较长历时的小雨,典型雨型为雨峰靠后的单峰雨型,该雨型对LID设施的蓄滞要求较高,因此在LID设施规模上建议考虑适当的安全冗余。另外,案例模拟结果表明,单峰雨型下,LID设施的径流总量控制和峰值削减效果较好,但峰值延滞效果不及均匀雨型和双峰雨型。     

基于HYSWMM的LID与传统模式下雨水管网对比

以深圳市光明新区光明北片区为研究区域,采用鸿业暴雨排水及低影响开发系统(HYSWMM)模型模拟不同降雨条件下低影响开发(LID)模式的雨水管网运行情况,从径流系数、管网排水能力、管道充满度、节点水深、径流峰值、峰现时间等方面分析LID对雨水管网运行状态的影响。结果表明,对于重现期≤10年的2 h短历时降雨,LID设施的加入对雨水径流具有削减作用,与传统开发模式相比,LID模式下区域径流系数由0. 53～0. 67降低至0. 42～0. 56,排水能力提升约10%,管网排放口总出流量峰值降低9. 9%～15. 9%,节点最大水深降低0. 09～0. 5 m,充满度最大降低0. 22,峰现时间最大可延迟3 min;对于重现期为50年的24 h长历时降雨,LID模式下管网排放口总出流量峰值相比传统开发模式几乎无变化,LID模式在极端暴雨情况下对雨水管网运行状态的影响微弱。     

城市新区低影响开发措施的效果模拟与评价

以陕西省西咸新区沣西新城核心区西部排水区为研究对象,使用暴雨管理模型SWMM软件建立其雨洪模型,在3种降雨事件下模拟研究区排放口水量和水质变化过程,再分别添加雨水花园和渗渠措施,模拟在LID措施调控下的水量水质状况。结果表明:雨水花园和渗渠都对水量和污染物的峰值与总量有较好的削减效果,但削减率都随着降雨强度的增大而减小,其中降雨强度对雨水花园的影响较明显。在相同重现期下,雨水花园对水量和水质的总量的削减效果较渗渠要好,而渗渠对水量和水质的峰值的削减效果则优于雨水花园。综合考虑两个LID措施的处理特点,建议在新区后期建设中结合使用,以控制和改善由降雨产生的径流和污染物问题。     

基于SWMM的海绵城市道路雨洪控制效果评估

为量化评估LID措施在市政道路中的雨洪控制效果,探讨海绵城市理念在市政道路设计中的应用,以昆明市官渡区241路为研究对象,通过建立海绵城市道路的SWMM模型,围绕汇水区概化、降雨条件设计、模型参数选择、率定及验证等方面探讨海绵城市道路雨洪控制效果.研究表明,海绵城市道路能够有效地削减场降雨的峰值流量、径流总量及年降雨径...     

海绵城市建设中源头减排控制指标研究——以三亚市某新建小区为例

以三亚市某采用低影响开发的建设小区为例,在对小区的地形、雨水径流方向、排水系统进行综合分析后,将小区划分为25个汇水分区,各汇水分区设置下凹式绿地或生物滞留设施,并利用容积法对该小区的径流控制量进行试算;在此基础上,基于暴雨径流管理模型(SWMM)分析该小区在三年一遇一小时降雨条件下开发建设前、传统开发、采用低影响开发(LID)后的3种不同方案径流变化情况,结果表明:采用LID开发后的径流量及高峰径流量较传统开发均有所减小,并且LID开发后的高峰径流量较传统开发削减了56.25%,LID设置能够满足三亚市海绵城市建设提出的控制指标要求。为今后海绵城市LID设施建设提供了理论依据和技术指导。     

利用暴雨管理模型（SWMM）对低影响开发措施效果的模拟研究

为考察低影响开发措施刘城市雨洪的控制效果,利用暴雨管理模型（SWMM）,对某区域内规划建设绿色屋顶、渗透铺装、雨水收集系统以及低势绿地等低影响开发措施后在不同重现期的降雨强度下出水口流量变化以及规划区域内产汇流情况的模拟研究。通过模拟显示,在一定重现期降雨强度下低影响开发措施可以削减区域内产流的峰流量、推迟区域内径流峰流量的出现肘间,并且采取低影响开发措施后,地表对降雨径流的滞蓄量和渗透量增加,减小了地表径流总量,从而间接增加了雨水资源滞留、消纳和利用量。通过SWMM模型可以对低影响开发措施在不同重现期降雨强度下地表径流的滞留消纳量以及雨水资源的利用量进行评价,进而为低影响开发措施的规划设计提供必要的技术支撑。     

基于LID的小区绿色雨水系统径流量控制研究

为考察不同降雨强度和内部排水设施的串联对小区绿色雨水系统地面径流量控制效果的影响,采用SWMM暴雨模型建立了江西省南昌市城泰朝阳新城某地块的绿色雨水系统模型,包括地面开放式排水模型和地下管网排水模型,并通过子汇水面积的划分来实现排水设施间的串联与独排。利用模型模拟并分析了不同降雨强度下绿色雨水系统的内部关系对地面径流的影响。结果表明:对于低强度降雨,绿色雨水系统能起到较好的削峰减排效果,当降雨强度为1年一遇时,洪峰削减率达到41%、径流削减率为21.7%;对于高强度、短历时降雨,绿色雨水系统的削峰减排能力减弱,但依然能起到较好的雨水迟滞作用;绿色雨水系统内部排水措施间的有效串联有利于提高整个雨水利用排放系统的效能。     

基于 PCSWMM 模型的广州典型社区海绵化改造水文效应研究

随着城市化进程加快和海绵城市建设的不断推进，低影响开发（LID）措施在城市建设中备受重视。为评估LID措施效果，构建研究区域PCSWMM模型，模拟分析重现期分别为0.5、1、2、5、10和20年的设计降雨情形下LID 设施的水文效应，结果表明下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装等LID措施的不同组合方案对径流量和污染物均有不同程度的削减能力，且削减效果随着降雨重现期增大而减少，同时设置下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装的组合能达到最佳削减效果，对径流量、BOD5、CODCr、TSS、NH3-N、TN和TP的最大削减率分别为64.77%、56.93%、57.44%、51.20%、51.91%、55.29%和71.37%。