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。     

西北典型办公住宅小区海绵化改造设计及效果分析

以西北地区某已建办公住宅小区为例,分析改造需求和难点,结合海绵改造目标,采用"绿色、灰色"协同的方式,通过LID设施、管网改造、蓄水模块设计,实现了小区降雨径流削峰、调蓄、污染控制、雨水资源利用功能.通过对改造前后未落地雨水、停车场径流、小区外排口出水水质进行实地监测,评价改造后污染控制效果.结果 显示:雨水径流水质相比改造前有较大程度的改善,各污染物的年污染负荷削减率为52.2 ％～82.5％,年径流总量控制率为96.2％,均满足控制要求.     

城市广场“海绵化”设计案例——以南昌市新建区心怡广场改造为例

城市广场作为海绵城市的主要节点,海绵化设计具有十分重要的意义。以南昌市新建区心怡广场"海绵化"改造为例,用容积法计算出径流控制总量,合理划分了3个汇水分区,并在每个汇水分区布置了不同的海绵设计技术。通过增设植草沟、雨水花园、调蓄池可有效控制广场的径流总量,实现雨水的错峰排放。而在雨水花园和调蓄池设置溢流管,可满足暴雨重现期5年以上,多余的雨水径流可排入附近市政雨水管网中,最终实现"小雨循环利用,大雨不内涝"的目标。     

城市更新区海绵改造对降雨径流的控制研究

以深圳市西丽环保产业园为例,通过现场监测和雨洪管理模型(SWMM)模拟方法,分析海绵改造后产业园区的径流控制效果。结果表明,不同场次降雨中,雨水花园峰现时间延后12～40 min,且峰现时间延后作用为雨水花园透水铺装,随着降雨历时增加,LID(低影响开发)设施的径流控制效果降低。海绵改造后,研究区年径流总量控制率达到73.9%,比改造前增加43.4%。通过分析,组合LID措施可以更大程度地减少径流系数、延迟峰现时间,更好地发挥海绵效益。     

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。     

低影响开发措施的城市雨洪控制效果模拟

以广州市某小区为研究对象,根据实测降雨径流资料,结合现状排水管网,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同降雨条件下的产流与排水状况。基于SWMM的低影响开发(low impact development,LID)模块,模拟分析采用渗透铺装、下凹式绿地、雨水花园和LID组合方案对城市雨洪的控制作用。结果表明,采用渗透铺装、下凹式绿地和雨水花园等LID措施,洪峰流量和径流系数均明显降低,可有效缓解市政管网的排水压力,各种LID措施的雨洪控制效果在低重现期降雨时更为显著。其中雨水花园对径流系数和洪峰流量的削减效果最显著;LID组合措施对洪峰的削减和滞后作用较好;下凹式绿地和渗透铺装单独布设的雨洪控制效果一般。     

基于SWMM的海绵校园径流控制效果评估——以萍乡市北星小学为例

为了研究海绵校园LID措施的径流控制效果,以萍乡市北星小学的改造项目为例,利用萍乡市暴雨强度公式计算各个重现期的设计降雨,借助雨洪管理模型(SWMM),构建LID改造前后的降雨-径流模型,模拟不同设计降雨条件下校园内分别采用组合LID及单独布设LID措施的径流控制效果,以及透水路面堵塞情形下的径流控制效果。结果表明:校园海绵化改造后,年径流总量控制率达到75%,污染物削减率在60%左右,排放口流量峰值时刻延后7～10 min;三种LID措施对校园径流量削减的贡献度排序为透水铺装下沉式树池下沉式绿地,对污染物削减的贡献度排序为下沉式绿地下沉式树池透水铺装;透水路面堵塞对径流控制效果的影响在降雨重现期30a时显著增大。通过对结果分析,设计方案下的海绵校园径流控制效果均达到预期目标,对一般的小范围海绵校园进行LID改造具有一定的参考价值。     

针对人工海岛的低影响开发建设方案研究

为了研究人工海岛地区低影响开发(LID)方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的LID设施增大雨水下渗从而降低土壤盐分的影响,利用暴雨径流管理模型SWMM,设计不同目标导向的LID方案。通过SWMM模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果,通过建立SWMM模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明,应根据LID设施的适建范围充分利用各类用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用,生态草沟对道路径流污染有较好削减作用,透水铺装增加雨水下渗以及压盐效果最优,另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果,旨在为人工海岛雨水资源利用规划提供决策依据。     

基于SWMM低影响开发模块的城市雨洪模拟与分析

以成都市金牛区城市绿舟花园小区及附近区域为研究对象,运用SWMM模型模拟了该区域在现状条件和采用低影响开发(LID)措施情景下,遭遇不同重现期设计暴雨时的排水管道出口断面径流过程,分析和评估了基于海绵城市理念的LID措施对城市雨洪的削减效果。结果表明LID措施对城市雨洪具有削减和滞留作用,而且在低重现期暴雨情况下,LID措施对城市雨洪的控制作用更加显著,可为城市雨洪控制提供参考。     

居住小区改造中雨水集蓄利用与低影响设计实例

以上海市区某居住小区改造中雨水集蓄利用与低影响设计为例,介绍了绿屋顶、低位绿地及透水性铺装等低影响设计技术在小区改造中对不同下垫面雨水径流的集蓄与利用。预测结果表明:经低影响设计改造后区内雨水蓄渗能力增强,地表径流总量降低显著,且径流污染负荷削减明显,能较好实现区内雨洪控制目标。     

海绵机场低影响开发设施设计及效果评价

根据国内外海绵城市、海绵机场建设理论与成效,探讨了海绵机场建设的原则和目标,针对我国不同分区的实际情况设计了适宜不同地区机场的低影响开发（LID）设施,并以某机场为例,基于SWMM模型验证LID设施的雨洪控制效果。结果表明：建设LID设施后,机场径流总量削减率和峰值流量削减率最大分别为74.0%、51.0%,峰现时间最多延迟16 min;机场飞行区在增设LID设施后溢流节点数减少13.1%,超载管段数量减少20.4%;机场停车场在增设LID设施后溢流节点数减少了6.3%,超载管段数量减少了10.0%;管段最大积水深度减幅为68%,最大流量减幅达63%。机场规划建设LID设施对雨水径流、峰值流量控制效果显著,降低了机场雨水管网系统排水压力的同时,对机场防洪排涝也具有重要意义。     

典型海绵城市措施对雨洪过程的影响模拟

随着我国城镇化建设的快速发展,城市的下垫面发生变化,使城市洪涝灾害发生频率增加。为有效缓解城市洪涝灾害,本文选取未来科学城北区和亦庄X35号海绵调蓄区为研究对象,分别选择3场降雨径流过程进行率定和验证,概化并构建SWMM模型,峰值流量误差均小于20%,符合相关规程的精度要求;通过预设研究区域未来新建的3种不同海绵城市建设措施方案,以地表总径流量、峰值流量作为参数,分别对比分析两个研究区域不同措施对雨洪调蓄的效果差异:未来科学城北区绿色屋顶效果最好;亦庄X35号调蓄区,雨强较小时透水铺装效果最好,雨强较大时雨水花园效果最好。结果表明,不同地块、不同措施的雨洪调蓄效果存在较大差异,海绵城市建设规划或措施布局时需进行针对性分析。     

西安市小寨区域城市雨洪综合模拟与解析研究

为有效评估城市雨洪管理效果,以西安市小寨区域为例,搭建耦合管网模型和地表漫流模型的绿-灰-蓝雨洪系统综合模拟模型,从径流控制、管网排水与城市防涝等方面解析城市雨洪管理现状。研究表明：小寨海绵城市改造区年径流总量控制率基本可满足要求;2 a一遇、3 a一遇降雨排水瓶颈的管网长度分别为145.02、181.91 km; 20～50 a一遇暴雨条件下,海绵城市改造区无明显积水,大环河北岸、南三环中段和雁展路局部积水深度大于15 cm。该模型能够直观表现地表雨水漫流和管道水流运动过程,科学评估城市排水防涝与生态海绵城市建设效果。     

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。     

广州市东濠涌流域低影响开发措施雨洪控制效应评估

随着我国城市化进程的快速推进和海绵城市理念的不断加深,低影响开发(LID)措施日益受到各地重视。为评估LID措施的雨洪控制效果,构建基于SWMM的东濠涌流域城市雨洪模型,分析选取适合该研究区域的LID措施,分别采用重现期为0.5、1、2、5、10年的设计降雨对LID措施的雨洪控制效应进行分析。研究结果表明:LID措施能够较为有效地减小流域洪峰流量、径流量及推迟峰值时间,对初期雨水径流污染负荷也具有较好的削减作用,且径流量和污染物削减率均随着重现期增大而减小。     

城市公园海绵化设计及效果评估

项目的年径流总量控制率目标为75%,分析了项目的海绵化设计方案,建设2759m2的透水铺装强化公园的径流控制;应用景观绿地蓄积雨水,设计290m2的下沉式绿地提高公园对雨水的调蓄能力,计算得到公园的蓄水容积为86m2,大于设计调蓄容积,项目的年径流总量控制率可以达到设计目标。建模分析了项目实际的年径流总量控制率,为82%,表明公园的海绵化建设对径流控制效果良好。     

不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响模拟

为研究不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响,以南京市雨花台区一区域为研究区构建了暴雨径流管理模型,在模型中分别设定4种LID设施组合来模拟分析研究区2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇降雨条件下的地表径流、排水管网溢流及污染物排放情况。结果表明:不同LID设施组合对研究区均有减小径流量、缓解节点溢流和削减污染物排放量的作用,但随着降雨重现期的增大,对雨洪控制效果降低;以绿色屋顶和透水铺装为主,加以适当比例生物滞留设施和雨水花园的LID设施组合对研究区的雨洪控制效果较好。     

基于 SWMM 的 LID 设施分区布局及减排效益

为探讨低影响开发（low?impact?development，LID）设施对缓解城市洪涝灾害以及削减污染负荷的效果，选取 绿色屋顶、雨水花园、透水铺装和雨水罐 4 种 LID 设施，通过构建暴雨洪水管理模型（storm?water?management model，SWMM），并根据实际地形和管网走向将研究区汇水面分为不同分区，分析 LID 设施组合在 7 种布设方案 下对径流控制和雨水污染负荷减排的影响。结果表明：对于 7 种布设方案，LID 设施组合均能有效削减径流量和 雨水污染负荷，且分区布设时，LID 设施组合在上中游分区对径流量的控制效果较好；在相同设计降雨重现期下， 各布设方案的削减效果依次为全区>上中游分区>中下游分区>上下游分区>下游分区>中游分区>上游分区；LID 设施组合布设在下游分区时的径流量削减率较布设在上游分区提升 5.19%～6.82%，布设在上中游分区较布设在 上下游分区提升 1.87%～3.62%，较布设在下游分区提升 16.48%~18.97%；LID 设施组合全区布设较布设在下游分区 提升 29.60%～31.17%，较布设在上中游分区提升 12.20%～13.12%。因此，在海绵城市规划建设之前建议全区按需 布设 LID 设施，在进行老旧小区改造时可着重考虑将 LID 设施布设在上中游分区。     

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。     

南京市鼓楼区LID空间配置与雨洪调控效益研究

低影响开发(LID)能够实现源头径流控制,已成为缓解城市内涝的重要策略。以南京市鼓楼区为例,运用GIS和SWMM模型构建LID的空间配置方案,并在城市尺度上模拟分析5个降雨事件下LID组合方案的雨洪调控效应,最后基于费效比方法定量评价成本效益。结果表明:研究区LID的适建面积占总面积的16. 33%,其结果可为LID规划建设所参考; LID建设后地表径流系数平均可减少0. 26,但随降雨重现期的增加径流削减率总体呈递减趋势; LID的雨洪调控效应受诸多降雨特征及LID自身属性特性的多重交互影响;屋顶绿化+透水铺装组合的成本效益最好,包含生物滞留池的方案成本效益相对偏低,综合来看屋顶绿化+透水铺装+生物滞留池+植草沟方案建设潜力最大。研究结果可为城市尺度上LID的空间规划、海绵城市建设和城市雨洪管理提供决策参考和案例借鉴。