面向区域尺度径流调控的调蓄池设置分析

雨水调蓄池作为海绵城市建设中发挥关键性作用的灰色基础设施中的重要部分，其形式和容积影响着海绵城市建设的雨水控制效果。以位于广州市南沙区某新建工程区为研究对象，概化区域并构建SWMM模型，模拟评估了布置的LID设施对区域径、出流的控制情况，并设置不同容积及形式的调蓄池，模拟其在不同重现期设计降雨条件下对峰值流量的控制效果，发现不同形式的调蓄池对雨水控制的效果不同，且各容积分流式调蓄池均存在一个使峰值流量削减率达到最大的“最优”偏移量。以控制系统出流量峰值为目标确定研究区在管网末端以380 m³/万m²硬化面积的设置标准布置截留式调蓄池，或以350 m³/万m²硬化面积、偏移量为0 m的设置标准布置分流式调蓄池为宜。     

基于城市时变增益模型的佛山市城市雨洪过程模拟研究

准确把握城市降雨-径流响应规律,是模拟和分析城市雨洪过程的前提。以佛山市禅城区保利同济府小区为研究对象,分析实测降雨径流之间的非线性响应规律,并构建TVGM-urban模型,对实测降雨及不同重现期设计暴雨情景进行了模拟和分析。结果表明：城市的降雨径流之间存在幂函数相关性,最大降雨强度和洪峰流量之间的非线性关系,可通过在保利同济府小区挑选出的8场次洪数据进行验证,其幂函数拟合效果(R²=0.6207,p<0.05)优于线性关系(R²=0.5629,p<0.05);基于汇水区范围识别及下垫面分类,在保利同济府小区构建了TVGM-urban模型,并通过实测降雨径流资料验证了模型精度。整体上,模拟结果基本能保证纳什效率系数大于0.7,水量与峰值的模拟误差在20%以内,能较好地满足城市雨洪的模拟需求。研究结果可为城市降雨径流响应规律分析及城市雨洪模拟的研究提供重要的支撑和参考。     

洞里萨湖洪水调蓄能力特征研究

洞里萨湖是湄公河流域洪水的天然最大调蓄场所。提出了洞里萨湖洪水调蓄能力表征方法,并基于水文-地形耦合与数理统计相结合的方法定量研究了洪水调蓄能力特征。结果表明：受湖盆地形及湄公河向洞里萨湖长历时倒灌影响,洞里萨湖调洪能力强,在1999～2010年雨季平均可调蓄洪水总量579亿m³,在不考虑湄公河与洞里萨湖漫滩交互影响的情况下,洞里萨湖对本流域洪水多年平均调蓄量为227亿m³、调蓄能力为95%,对湄公河干流洪水多年平均调蓄量为377亿m³、占湄公河同期来水的14%,对湄公河15～120 d洪量的调蓄能力为16%～12%。以湄公河来水较大的2002年为例,洞里萨湖调蓄本流域洪水总量117.8亿m³、调蓄能力达94%,调蓄湄公河干流洪水总量494亿m³、调蓄能力达15.7%。因此,湄公河三角洲的洪涝灾害防御应充分考虑洞里萨湖的调蓄作用。     

三家子水库防洪水位及大坝加固方案分析

为了提高三家子水库大坝的效益,恢复水库大坝的安全性,结合工程调洪情况对水库防洪特征水位进行分析,防洪限制水位即为正常高水位59.60 m,相应库容为26.08万m³。设计洪水位为60.31 m,相应库容为32.50万m³。校核洪水位为60.66 m,相应库容为35.99万m³。采用加高、培厚等方式进行加固,加固后的大坝稳定性满足相关要求。     

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。     

小浪底南岸灌区负图水库改建措施

小浪底南岸灌区工程范围为西起孟津县西部边界和金水河,北临黄河和孟津县黄河渠,南到洛阳市洛河二级阶地,东到巩义市伊洛河界。工程设计灌溉面积3.58万hm²,向孟津县城供水1 887万m³,向巩义市城镇供水177万m³。该项目建筑物通过新建、续建、改建和利用完建各级渠道完成灌区渠系工程设计,其中负图水库扩容改造总调蓄水量285万m³。     

城市雨水管网集蓄雨水径流资源潜能分析

城市雨水管网具有可观的集蓄空间，在不影响城市雨洪排水的前提下，利用管网进行雨水的动态蓄存，可作为一般雨水集蓄设施的替代方案。以西安市某高校校内雨水排水系统为研究案例，基于SWMM构建区域雨水排水模型，按照不同原则设置3种阻水方案，计算不同降雨条件下各方案存蓄的雨水水量。结果表明，3种方案不发生漫溢的临界降雨量均为8 mm,此时雨水蓄存量分别为2 367、2 325、1 989 m³,分别占管网总容积的88.61%、87.04%、74.46%。进一步分析2011至2020年西安市雨水管网集蓄雨水资源的潜能，最大年平均蓄存雨水量可达4.11×10⁷ m³,占年平均降水量的12.13%,蓄存能力可观。     

济南海绵城市建设对城市防洪影响探讨

济南市海绵城市建设在兴隆大明湖片区内实施五大系统海绵工程措施,通过对该试点区典型工程实施水量监测,监测结果显示试点区域雨洪调蓄能力增加,外排流量减小,地表径流有效减小,内涝积水点全部消除,马路行洪得到极大缓解,城市防洪排涝减灾等综合能力得到明显提升。     

不同回灌补源模式下石川河富平地下水库数值模拟

石川河富平地区地下水长期处于采补失衡状态,大范围含水层被疏干,形成区域性降落漏斗,针对拟建的石川河富平地下水库,设置5种开采回灌方案,建立地下水流数值模型模拟不同方案下地下水库水位和蓄水库容变化情况。结果表明：各回灌方案在消除降落漏斗的同时,均能较好地恢复地下水水位,且不超过地下水库的调蓄上限水位;回灌量相同、回灌方式不同时,逐日回灌方式的水位恢复效果优于灌期+非灌期回灌方式,较2018年地下水水位平均抬升13.55 m,蓄水库容增加2.99×10⁸ m³;回灌量不同时,较大回灌量对地下水水位的影响大于回灌方式,即泾惠渠水源回灌时,水位抬升程度最大,为19.77 m,蓄水库容相应增加4.36×10⁸ m³。模拟结果可为地下水库的调蓄与运行提供参考。     

变电站LID设施的雨洪调控碳排放强度研究

为了定量分析LID设施单位雨洪调控能力的碳排放量，提出了生命周期径流总量控制量的碳排放强度和碳减排效益的概念，并以甘肃省某新建750kV变电站为对象进行了研究。结果表明，生物滞留设施和透水铺装的组合方案的年径流总量控制率为85.11%,5年重现期下的径流峰值削减率为70%,对变电站雨水有着较好的径流总量控制以及径流峰值削减作用。30年生命周期碳排放强度为0.94 kg CO₂/m³径流总量控制量，说明LID设施在30年生命周期内控制的径流量越多，产生的碳排放量越少。碳减排效益为0.34 kgCO₂/元，具有较好的经济价值。     

基于出流管控与径流分担的内涝治理模式探讨

城市化快速发展和极端天气频发导致内涝风险加剧，给流域水安全、水环境、水生态带来了严重负面影响。在借鉴国内外出流管控和径流分担研究进展基础上，提出基于出流管控与径流分担的内涝治理模式，以我国北方某城市流域为例，探讨了该模式的适用性及径流管控效果，分析了该模式对流域内峰值流量削减率、峰值延迟时间以及径流总量削减率等关键指标的调控能力。结果表明：基于出流管控和径流分担的内涝治理模式在50 a一遇、100 a一遇洪水模拟情景下，流域末端控制点的峰值流量分别由449.2、616.6 m³/s降低至205.5、341.5 m³/s,且均不超过控制点的管控阈值，峰现时间分别延迟了27、22 min,此外，径流总量削减率分别达到61.9%、48.9%。该模式对保障流域内部及下游地区水安全可发挥重要作用。     

低影响开发对城市径流污染的削减作用研究进展

随着城市化进程加快,极端暴雨引发的城市内涝问题不断加剧,海绵城市与低影响开发理念逐渐在现代城市建设中得以实践。但目前在城市降雨径流、水体污染物运移及其与低影响开发模块间相互作用机制研究还有所欠缺。通过归纳国内外相关文献,分析目前常用雨洪模型特征、功能与局限,探讨了径流污染运移过程与低影响模块中植被、土壤、水力条件等作用机制。未来关于城市雨洪、径流污染控制以及低影响开发建设,应提高空间数据处理能力,提升系统可靠性、风险性分析和经济分析能力,根据研究案例的特殊要求耦合模型并照顾到径流污染物运移与低影响开发模块的相互作用机制,以构建城市雨洪管理与城市可持续发展体系。     

深圳市观澜河流域雨水资源可利用潜力评估

雨水资源化利用是解决城镇化进程中城市水问题的重要途径,对其可利用量进行评估是其中重要的步骤。为给深圳市观澜河流域雨水资源利用提供依据,基于深圳市1984—2018年的日降雨资料,采用基于下垫面分类的雨水资源利用潜力计算方法,计算了深圳市观澜河流域在不同典型年的雨水资源量、雨水资源利用理论潜力、现实潜力。结果表明:观澜河流域具有较大的雨水资源利用潜力,其平水年雨水资源利用理论潜力可达3.74亿m³,在70%年径流总量控制率情况下的雨水资源利用现实潜力可达2.42亿m³;在同样的降雨条件下,下垫面类型和城市建设条件均会对雨水资源可利用量产生较大影响,增大园林绿地、水体等下垫面面积和增大年径流总量控制率均有助于提升雨水资源的利用。     

基于SWMM模型的城市内涝成因分析

为探索城市内涝形成原因,研究城市雨洪的形成机理及排水系统的负荷能力,选取杭州西湖区之江新城作为研究对象,以2021年3月19日研究区典型场次降雨为例,采用SWMM模型进行了内涝模拟,并从水量平衡、管道满载和溢流点等方面进行了分析。结果表明：之江新城73.2%的降水量形成了地表径流;进入管道的水量中,48.2%的水量经管道直接排入河道,37.3%的水量从雨水井溢流,剩余的水量保留在管道中;50%的管道已经满管,15.2%井点溢流。研究成果说明城市下垫面的改变会使产流量增加,城市排水系统能力不足会引起城市内涝风险。     

基于SWMM模型的不同LID设施对雨洪控制效果模拟分析

为了研究适宜三亚的低影响开发(LID)措施,以三亚市某采用低影响开发建设小区为研究对象,运用SWMM构建模型模拟某子汇水区域采用下凹式绿地、透水铺装和植草格等3种不同LID设施下,遭受不同暴雨重现期下的径流过程,评估3种LID设施对雨洪的削减效果。分析结果表明,低重现期降雨条件下,下凹式绿地对雨洪控制效果较为明显,可充分发挥其对雨水滞留调蓄功能。当然,仅依靠下凹式绿地进行雨洪管理势必对小区的景观园林统筹规划带来困难;因此在实际海绵城市设计中,需要采取多种LID措施并举方式实现对年径流总量控制率的控制。     

基于SWMM的城市雨洪径流模拟研究——以广州市猎德涌流域为例

近年来随着城市化水平的提高及极端天气的频发,中国许多城市遭受了严重的城市内涝灾害。为了减少城市内涝带来的经济损失和人员伤亡,保证城市的正常运行,对城市内涝灾害进行研究具有重大的实际意义。应用SWMM模型,以广州市猎德涌流域为研究对象,构建了猎德涌流域的雨洪模型,模拟了不同重现期降雨条件和不同城市化程度情景下的地表径流。结果表明,子汇水区的径流总量和洪峰流量以及径流系数会随着降雨强度的增大而增大,且增幅都有变小的趋势。随着城市不透水面积比例的提高,子汇水区降雨入渗量减少,径流总量和洪峰流量增加,径流系数增大。同时,对同一地区,重现期短的降雨条件下城市化的水文效应表现得更加明显。研究结果揭示了不同重现期降雨情景下城市地表径流规律以及不同城市化水平对雨洪径流的影响,为城市内涝治理提供了依据。     

平原河网区排涝泵站规模论证方法探讨

为了研究受洪（潮）水位影响明显,区域内地势平坦且不完全具备滞水自主外排条件下的内涝问题,论文以中山市西南部某区域为研究对象,分别采用径流系数法和扣损法推算区域洪量,采用平均排除法、调蓄演算法推求排涝泵站设计流量。在综合考虑堤围和水闸等的渗漏水量的基础上,最终确定M泵站的设计排涝流量为13.8 m3/s。     

基于模糊集对分析的灌区水库旱限水位及供水策略优化研究

随着经济社会发展和气候条件改变,我国区域干旱问题日益突出,水库在抗旱减灾过程中的作用越来越凸显,旱限水位的提出与应用对有效发挥大中型水库在抗旱中的调控作用、缓解流域旱情具有重要意义。针对旱限水位研究现状,本文以史河灌区梅山水库为例,首先考虑城乡供水、农业灌溉、水力发电和生态环境等诸多因素,构建基于模糊集对分析法的水库灌区水资源系统运行效果综合评价模型,并以水资源系统综合运行等级最优为目标,以分期分级旱限水位、灌溉限供措施(基于水库来水特征和作物生长特性)为优化变量,运用免疫遗传算法进行系统优化求解,最后对比有无旱限水位下水库水资源系统综合运行效果,并分析了不同控制方式下水库供水变化和灌区作物因旱减产风险。结果显示：该优化方法相较于以水库供水经济效益为目标旱限水位确定方法,多项年均指标都有较大改善,其中梅山水库经济效益提高了46万元,充反调节水库水量增加了555万m³,而水库弃水量减少了566万m³;史河灌区塘坝供水量增加了253万m³,而作物减产率下降了3.32%,同时作物因旱减产风险降低了3.15%。可见,运用系统综合...     

山东省南水北调受水区地下水压采实践与成效

地下水在保障经济社会发展用水及维系良好生态环境方面发挥着重要作用。长期过度超采地下水导致山东省部分地市出现了不同程度的超采现象。2013年南水北调东线一期工程建成通水为地下水保护修复提供了稳定替代水源。山东省通过实施水源置换、关井等工程措施以及划定禁限采区等管理措施,逐步减少地下水开采量,严格地下水管理,地下水开采量由2014年的55.8亿m³下降至2021年的44.7亿m³;与通水初期的2014年相比,浅层地下水水位回升3.34 m,深层地下水水位较2018年回升11 m。     

考虑调水和供水规则的水库优化调度

针对用于调节当地地表水资源的水库受多水源影响需要制订新调度规则的问题，考虑非常规水调蓄能力低的特点，在优先配置非常规水的基础上对受水区水库设置调水和供水规则，建立了考虑调水和供水效率的水库优化调度模型，并采用理想点法和遗传算法对调度规则寻优。将模型应用于威海市区米山水库，结果表明：与标准调度策略相比，优化后的水库调度规则使多年平均调水量减少2 692.4万m³,多年平均弃水量减少417.5万m³,提高了天然来水和外调水的利用率；枯水年对外调水的依赖性高于丰水年和平水年，平均调水量仅减少398万m³;在该调度规则下，减少外调水量的同时增加非常规水的配置可将农业供水保证率从75%提高到88.4%。