基于人工神经网络和粒子群优化的初期雨水调蓄池设计方法研究

城市地表径流所产生的非点源污染是城市水系水质恶化的主要原因,设置初期雨水调蓄池是缓解地表径流污染最经济有效的手段之一。目前,初期雨水调蓄池一般采用经验方法设计,没有考虑汇水区污染物累计特性、污水处理厂处理规模、可用征地等客观条件,初期雨水调蓄池的截污效果有限。本文利用SWMM模型模拟分析了地表径流污染物累积特性,利用人工神经网络得到各调蓄池不同截污率与对应总截污量之间的高精度非线性数学模型;结合该模型,以调蓄池总截污量最大为优化目标,以污水处理厂处理规模和可用征地为约束条件,采用粒子群优化算法得出各调蓄池的优化截污率;结合各调蓄池截污率与径流量累积量之间的关系,得出各调蓄池的设计容积,并与国内常用的设计方法进行对比。分析表明,本文提出方法可在满足约束条件下实现截污效果最大化,采用本文提出方法设计的调蓄池在土地使用率和截污效果上均优于规范设计法。该方法合理、高效和适用范围广,可为城市初期雨水调蓄池设计提供技术支撑。     

建筑小区海绵城市流量径流系数计算模型研究

以径流源头控制的建筑小区为研究对象,提出小区在海绵城市设计下的蓄洪能力计算方法。首先从径流系数的定义及指标意义分析,明确影响雨量及流量径流系数的因素、取值方法及两者之间取值的差异。然后,建立以年径流总量为目标的雨水调蓄设施规模计算流程,推导得到海绵城市场地流量径流系数计算模型。以天津地区建筑小区为例,研究在满足年径流总量控制目标前提下,雨洪调蓄设施对整个小区的错峰蓄洪能力,并分析影响管道设计流量的重要参数。     

初期雨水调蓄设施的优化设计 ——以龙岗河干流综合治理工程为例

以龙岗河干流初期雨水的调蓄设施工程为实例，计算了初期雨水调蓄设施的雨水处理规模和调蓄容积，分析了敞开式和封闭式调蓄池的优缺点，对水力翻斗和人工清淤两种清淤方式进行了比选。结果表明，敞开式调蓄池和水力翻斗清淤更有利于调蓄设施的管理维护，且节约经济成本。龙岗河初期雨水处理调蓄系统的设计和实施对实现经济环境和谐发展具有重要意义，可供类似工程参考。     

《城镇雨水调蓄工程技术规范》解读

《城镇雨水调蓄工程技术规范》(GB 51174-2017)将于2017年7月1日起正式实施,是对国内外雨水调蓄工程实践经验的总结,规范了我国城镇雨水调蓄工程的规划、设计、施工和运行,有利于推动雨水综合管理技术的发展。介绍了规范的编制背景和思路,明确了调蓄的定义和分类等概念,并对其中涉及的调蓄系统设计、多功能雨水调蓄设施和雨水调蓄工程安全高效运行等主要内容进行了阐述,有助于对该规范的理解。     

建筑与小区雨水调蓄设施的径流控制效果分析

近年来,内涝成为城市发展过程的一个突出问题,为减轻内涝灾害造成的损失,北京市颁发了《雨水控制与利用工程设计规范》(DB 11/685-2013),提出建筑与小区开发过程中应保证雨水调蓄设施容积、下凹式绿地比例、透水铺装使用率等3项指标,通过建立模型分析这些措施的雨洪控制利用效果。在此基础上,以北京市2011~2013年的实际降雨为例,研究了蓄水池和生态调蓄措施(以雨水花园为代表)在雨水径流控制效果方面的差异。     

昆明地区3种典型降雨参数对滇池环湖截污干渠调蓄城市雨水效果的影响

基于滇池环湖截污干渠“总氮浓度阈值-控制点液位/总氮浓度通量”城市初期雨水收集调蓄技术,考察了昆明地区3种典型降雨参数对滇池环湖截污干渠(以下简称干渠)东岸段截留城市雨水径流中典型污染物效果的影响。研究采用Box-Benhnken的响应面法,分析了滇池东岸典型降雨参数——雨峰位置、降雨历时、前次与本次降雨时间间隔三因素三水平,对东岸干渠截流城市雨水径流中4种典型污染物COD,SS,TN,TP效能的影响。结果表明:3个典型降雨参数对于在“总氮浓度阈值-液位/总氮负荷通量”调蓄运行模式下的雨水径流收集率存在显著的线性、平方以及双因子交互影响,对于4种典型污染物收集率只存在线性影响。研究建立3个典型降雨参数与雨水收集率以及污染物收集率的数学模型,为干渠的雨洪高效管理提供参考。     

城市雨洪多功能调蓄技术

在城市雨水排放系统中建造雨水多功能调蓄设施既可以减少雨水资源的流失,有效地利用城市雨水、削减洪峰流量、缓解城市水涝,又可以高效率地利用宝贵的土地资源,为城市创造优美的景观、改善城市生态环境。简略地论述这种设施在国外的应用情况,并以北京为例,讨论了多功能雨水调蓄措施在北京和我国其他城市的推广应用情况。     

厦门机场路雨水泵站调蓄优化设计

设置雨水调蓄系统是保障城市防洪排涝工程的有效措施,在厦门机场路雨水泵站项目中通过将雨水调节与泵站抽排有机地结合起来,与传统的设计方法相比,提高了系统的雨水调蓄功能,并降低了泵站造价,为南方城市雨水泵站的建设提供了一个新的思路.     

雨洪调蓄和雨水利用在广州海珠湖的应用

广州海珠湖的设计建立了城市排水新理念。湖区内处处体现了"以留为主、安全利用"的原则,通过采取各种措施使雨洪调蓄和雨水利用在城市中得以较好的应用。并在工程设计中最大限度地增加了透水面积,让雨水得以较好下渗。削减了径流,滞蓄利用,达到了降低综合径流系数的目的。并有效地改善了区域的水环境、水生态。实践证明,海珠湖的实施效果是明显的,可对城市的雨洪调蓄和雨水利用提供较为可靠的借鉴经验。     

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。     

雨水调蓄池在城市防涝减灾中的作用

城市建设发展过程中,需要有科学完善的排洪泄涝设施作为支撑,有效减少一些雨水洪涝情况的出现。雨水调蓄池在现代城市防涝减灾工作中发挥着十分重要的作用。文章主要是从雨水调蓄池的基本情况入手,重点分析其内涵和建设目的、重点类型,并针对雨水调蓄池在城市防涝减灾中的作用进行全面细致的分析和说明,提出了一定的建设方式,为全面提升雨水调蓄池的整体应用水平提供借鉴。     

基于雨水蓄排结合的城市公园绿地规划设计方法及案例分析

公园绿地具有雨水下渗、滞留、调蓄等功能,但作为海绵城市核心内容的重要组成部分,往往缺乏与城市雨水管理系统建立联系。在总结首批国家海绵城市试点城市中部分公园绿地的径流控制与调蓄能力的基础上,梳理当前公园绿地布局选址、设计层面较少考虑雨水控制等问题,提出已建公园改造和新建公园规划的思路,以及干式和湿式两类公园绿地基于雨水蓄排结合的设计方法,并以某城市片区生态防涝体系构建为例进行分析,以期为城市公园绿地增强海绵效应提供参考。     

城市雨水资源化的实例分析

以沈阳市浑南新区慧缘馨村小区为实例,建立了雨水资源化体系,进行雨水资源化设计、水景观系统设计和水量平衡计算。重点引入人工湿地生态系统作为雨水资源化的调蓄设施,进行湿地水质分析,探讨利用湿地内汇集的雨水作为城市生态用水的可行性。     

变电站项目水影响评价报告中防洪及内涝分析

变电站工程为市政工程,工程设计中对雨水排除及调蓄设施布置等有特殊要求。根据变电站工程的特点,结合变电站工程水影响评价报告编制实例,总结并分析了水影响评价中"防洪与内涝分析与评价"章节重点分析内容,提出变电站工程雨水排除方案及雨水调蓄设施布置、洪水分析与评价及内涝分析等主要环节的分析评价方法,为今后变电站工程类水评报告编制提供参考。     

南昌昌北国际机场雨水调蓄池设计探讨

我国机场建设高速发展引发了一系列的机场生态环境和社会问题,科学合理地利用机场内的雨水资源,一方面可减少暴雨径流带来的危害,另一方面将雨水调蓄设施与园林景观相结合,为机场创造优美的环境。以南昌昌北国际机场雨水调蓄池——梦溪湖的设计为例,探讨合理设计雨水调蓄设施在改善机场生态环境中的重要作用。     

城市雨水利用工程设计中的若干关键技术

随着我国城市化进程的加快,城市不透水面积增加导致雨水排泄负担加重,城市内涝更为严峻和频繁。城市雨水利用作为缓解这些问题的一项重要措施在我国逐步受到重视。由于缺乏系统、完善的工程设计方法,该项技术推广应用的速度、范围和效果受到限制。依据北京10年来的研究成果和工程设计与建设经验,探讨了雨水利用工程设计中的设计降雨、雨水池容积、溢流堰标高、调控排放调蓄池容积、绿地下渗设施规模、透水地面结构等技术关键的计算、设计方法和技术要点;提出了通过时间频率曲线推求较短历时设计降雨过程的方法;将雨水池的容积分成回用容积和调蓄容积,应用逐日调节计算法和数值模拟法分别进行计算;提出了调控排放系统调蓄容积的水量平衡估算法;建立了透水砖地面的设计流程。成果可为指导城市雨水利用工程建设、促进城市雨水利用技术的推广提供技术支撑。     

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。     

基于地下水回灌试验及数值模拟的秦岭山前洪积扇地下水库调蓄功能研究

实施秦岭山前截洪引渗工程,充分利用地下水库调蓄能力,对于解决水资源时空分布不均、改善关中地区水资源短缺、提高水资源利用率有重要意义。为进一步研究秦岭山前洪积扇地下水库调蓄功能,选取太平河洪积扇进行地下水回灌试验,并使用Visual MODFLOW软件对调蓄功能进行数值模拟。结果表明:在所设计的4种调蓄方式下,平均调蓄深度约为10 m,太平河、秦岭山前洪积扇调蓄估算量分别为3374.8万m3、27.04亿m3,如适度加强补采,可激发更大调蓄潜力。     

沙湾河截排工程对沙湾河与深圳水库防洪排涝的影响研究

沙湾河截排工程是深圳水库饮用水源保护区优化调整的要求，工程建设后可能增加深圳河流域的防洪排涝压力，因此有必要进行工程建设前后对流域防洪排涝的影响研究。利用城市洪涝数值模拟技术，选取不同的沙湾河截排方案，研究其对深圳水库和沙湾河防洪排涝的影响。结果表明：(1)源头调蓄和复合型雨洪调蓄湖相结合的截排方案相较于流域内分洪和地下调蓄湖相结合方案对沙湾河流域洪涝排除优化效果较明显；(2)在源头调蓄和复合型雨洪调蓄湖相结合的截排方案下，沙湾河遭遇100年一遇洪水时，沙湾水闸泄洪的洪水总量、洪峰流量随着深圳水库起调水位的降低呈现增加趋势且深圳水库调洪压力得到一定程度缓解。结果揭示了河流截排工程对流域防洪排涝的优化作用，对截排工程规模和工程方案决策有一定指导性作用。     

北京市建筑小区雨水调蓄设施规模研究

根据雨水控制率与控制降雨量的对应关系以及雨水外排目标径流系数,计算分析建筑小区雨水利用调蓄设施的调蓄容积;调蓄设施用于雨水收集回用或调控排放时,住宅小区调蓄设施分别宜按185m3/hm2、65m3/hm2取值,公共建筑区调蓄设施分别宜按每公顷235m3、105m3取值。