海绵城市建设中生物滞留设施应用的若干问题分析

生物滞留是海绵城市建设过程中应用最广泛的低影响开发技术之一。但在具体的实施和应用过程中,生物滞留技术却面临着诸多问题。如在工程应用过程中由于概念不清而导致的应用盲目性、长期工程追踪的缺乏致使生物滞留设施生态风险预期不足、海绵城市热潮下的快速推进致使生物滞留设施建设缺乏运行维护考虑等。在分析介绍生物滞留技术种类、适用条件和设计方法的基础上,指出海绵城市建设中生物滞留设施应用需要重视的关键环节,并提出建议。     

倒置生物滞留技术水量水质控制效果研究

生物滞留技术是目前应用较为广泛的雨洪控制利用措施,生物滞留技术在应用过程中也出现一些问题。针对传统生物滞留设施存在的水土流失、污染物表层累积、填料层更换困难等问题,提出了一种新型倒置生物滞留技术。通过实验室模拟试验,研究了不同重现期条件下,倒置生物滞留技术的水量、水质控制效果,并与传统生物滞留技术进行了比较。结果表明:倒置生物滞留技术在径流总量控制率、峰值削减率方面比传统生物滞留分别提高了9%～21%和1%～32%;在峰值延迟时间方面最大延长了8 min;倒置生物滞留对TP、TN、COD、NH_4~+-N等污染物的平均去除率比传统生物滞留分别提高了约6%、4%、3%、6%。研究成果可为倒置生物滞留技术在海绵城市建设中广泛应用提供技术支撑,为生物滞留技术的完善与发展提供借鉴和参考。     

雨水生物滞留设施应用研究

生物滞留设施是重要的绿色基础设施，在我国系统化、常态化、高质量建设海绵城市的背景下，《雨水生物滞留设施技术规程》等专项技术标准的编制实施，有助于促进雨水绿色基础设施建设标准化与产业化。结合案例，从分类与典型构造、基于排空时间的建设与管理方法、系统化与精细化设计、简易化验收与检查维护等方面，对生物滞留设施的应用要点进行了分析，为规范生物滞留设施在海绵城市建设中的应用提供参考。     

生物滞留槽的径流污染削减特性试验研究

生物滞留槽作为一项能有效改善水质的低影响开发设施LID,在我国海绵城市建设中得到了广泛的应用。通过对生物滞留槽进行模拟试验,监测了排水管出水污染物浓度变化,研究了生物滞留槽的污染物浓度和总量削减效果。结果显示,生物滞留槽对总磷TP、氨氮NH3-N、总氮TN、生化需氧量BOD、化学需氧量COD的平均浓度削减率为66.55%、22.57%、-118.55%、51.64%、29.29%,总量削减率为81.90%、58.23%、-15.67%、73.89%、60.80%;生物滞留槽对污染物总量的去除效果要好于对浓度的去除效果。试验结果表明,生物滞留槽能有效去除雨水中的污染物,达到净化水质的目的。     

生物滞留设施进水系统设计方法研究

雨水生物滞留设施具有水文削峰与径流污染控制功能,是海绵城市建设的重要措施之一。为有效设计生物滞留设施进水系统,通过对国外生物滞留设施进水系统(澳大利亚布里斯班某公共生物滞留设施进水系统)的调研与设计手册解读,根据场地条件介绍了生物滞留设施的进水方式,然后对路缘石豁口设计、泥沙预处理、消能与冲刷防护等分别进行了分析,最后结合国内进水系统的应用实践和山地城市特点,讨论了山地城市生物滞留设施进水系统的创新设计,以期为生物滞留系统的进水设计提供参考。     

模拟降雨法在生物滞留池水质监测中的应用

生物滞留池因其对雨水的调蓄、净化等功能,在海绵城市建设中被广泛应用,生物滞留池的功能监测,是海绵城市建设质量保障的重要环节,但依赖于自然降雨的监测方法,监测周期过长,难以满足日益发展的海绵城市建设需求。根据本地自然降雨时的实际径流污染物浓度,配制雨水,采用模拟降雨的方式,为生物滞留池的水质净化效果,提供了一种快速有效的监测方法。     

市政道路海绵城市精细化设计

通过案例系统阐述了将生物滞留池技术应用于市政道路海绵改造工程的系统设计方案,并具体介绍了海绵技术节点设计。综合采用容积法和模型法校核了海绵城市建设目标,分析了生物滞留池的水动力过程,结果表明生物滞留池技术对实现海绵城市建设目标有着积极的意义。结合现场实践对施工要点提出了指导要求,以期为海绵施工提供借鉴和参考。     

杭州经济技术开发区海绵城市实施方案若干问题探讨

以杭州经济技术开发区海绵城市重点建设区域实施方案为例,对海绵城市建设的若干问题进行了剖析,包括年径流控制率模型的概化详细程度以及不同时间步长的降雨资料对于对于径流控制结果的影响、在用地紧张的的公建类项目中如何设置生物滞留设施、地下空间利用较多的区域如何建设雨水利用设施、盐碱及粉砂土质下的低影响开发等。     

生物滞留技术在道路雨洪控制利用中的应用研究

生物滞留技术是目前应用较为广泛的雨洪控制利用措施,在美国等发达国家得到了广泛的认可和应用,但在国内的研究和应用较少。道路作为城市主要下垫面和重要的排水通道,雨水问题尤为突出。本文通过总结国外对生物滞留设施的相关研究成果,对生物滞留设施在道路雨洪控制利用中的应用进行分析,为生物滞留设施在我国的推广应用提供相应的借鉴。     

生物滞留池水文水质效应模拟分析

为研究生物滞留池措施对雨水水文水质的调控作用,以宜兴市城区某试验区为研究区域,利用SWMM模拟软件,在5年、10年、100年设计重现期下,分别模拟城市化后有无生物滞留池措施的水文水质状况,并将两者比较分析。研究发现:占研究区域总面积10.75%的生物滞留池措施下,雨水径流量减少了12%左右,峰值流量降低了8%左右,入渗量增加了22%左右;污染物SS、COD、TN、TP总负荷量的削减率分别在10%、7%、9%、8%左右。结果表明:随着城市化进程日益加快,生物滞留池可有效地降低雨水径流量、增加雨水入渗量,削减雨水径流的峰值流量;同时还可以拦截一定量的颗粒悬浮物、营养物质、重金属等污染物。研究成果对海绵城市建设和雨水资源调控利用具有参考价值,对城市水生态建设具有重要意义。     

基于全生命周期的海绵设施雨洪管理成本与效益模拟研究

针对当前海绵城市建设的成本与效益问题,以江苏省某市的新建医疗中心二期工程为例展开研究。基于场地现状确定不同类型的海绵设施组合,使用SWMM对场地在不同降雨条件与不同海绵设施组合下的雨洪管理效果进行模拟,最后基于全生命周期进行成本与效益评价。结果表明：海绵设施可有效加强城市雨洪管理,可使峰值径流量减小53.32%~70.14%,使出水口流量减小6.67%~53.33%;不同海绵设施的雨洪控制能力和成本效益值与暴雨强度呈反比,其中基于透水下垫面的海绵设施的单位面积径流控制量与成本效益值均高于基于不透水下垫面的海绵设施。研究成果对于场地尺度下的海绵城市规划设计具有参考价值。     

海绵城市入渗设施淤堵研究进展及长期性能改进方案探讨

针对海绵城市渗井、渗透管和渗透塘等典型入渗设施,阐述了淤堵机理和性能改进研究的意义。将淤堵影响因素分为淤堵物源性质、水动力条件和滤层特性3个方面,分别围绕这3个方面概述了淤堵研究进展。将我国海绵城市入渗设施淤堵问题研究的不足和需要加强研究的方面归纳为:淤堵物源特征仍然不够明确,水流条件研究不够全面,间歇运行的影响研究不够,实际组合滤层结构缺乏研究,时间效应研究不够,主要作用机制认识存在分歧,结构形式和运行维护方案研究不够,缺乏原型试验和实际工程研究。针对我国海绵城市建设,提出急需针对典型城市区域监测实际雨洪,尤其是久未下雨后暴雨中的第1波雨洪,研究入渗设施的淤堵物源性质。基于类似问题的研究工作,分析了入渗设施滤层性能改进的途径,认为可更换滤层方案可以突破入渗设施淤堵问题,促进入渗设施的更广泛运用,从而保障海绵城市建设的长期效果。     

高密度老城区海绵城市径流控制研究

针对老城区海绵城市建设缺乏专项治理措施的现状,为了解决老城区海绵城市建设的内涝问题并实现径流控制,基于"老城区以问题为导向,以点带面"的基本思想,同时考虑高密度老城区"人口密度大,改造难度大和遗留问题多"等特点,海绵城市建设需要因地制宜,采取合理有效的技术方案实现对老城区的径流控制。以国家首批海绵城市建设试点城市萍乡试点区中的典型老城区西门内涝区为例,提出针对高密度老城区海绵城市建设的径流控制方案,主要包括源头地表绿色设施的减量控制以及末端地下调蓄设施的二次控制。总结了地表绿色设施组合的技术思路,介绍了地下调蓄设施的计算方法、布设以及抗浮设计等。结果表明:高密度老城区径流控制不能单靠绿色设施进行源头控制,也需要地下调蓄设施进行末端治理,其中单靠绿色设施实现了55.7%的径流控制率,加上地下调蓄设施后完成了75%的径流控制目标。该方案为类似老城区径流控制提供了可借鉴、可复制的成功经验,对老城区海绵城市建设径流控制具有重要的参考意义与实用价值。     

海绵城市建设中相关支撑技术简介

城市化的快速推进给城市防洪治涝及城市河流生态环境的保障工作带来了严重挑战。海绵城市的建设理念是解决这些问题的方法之一,并且很具发展潜力。文章综述了国内关于海绵城市建设理念的研究;并基于海绵城市的理念,分析了海绵城市建设过程中的关键技术难点,包括在其规划设计、评价改进及调度管理等阶段遇到的技术难点;初步建立了海绵城市建设的技术体系,并系统地介绍了相关的关键技术在国内的应用现状;分析了关键技术在海绵城市建设过程中的应用前景。     

多尺度海绵城市系统雨洪控制研究

雨水的开放性与流动性使城市洪涝灾害的产生具有多尺度特征,海绵城市系统中也存在多种规划建设层级与尺度,且各层级尺度下的规划建设内涵与雨洪控制目标各不相同。本文基于SWMM模型,以位于广州市的三个不同空间尺度区域(局域集水单元、城市汇水区、城区小流域)为研究对象,通过现状解析、海绵改造方案设计与模拟的方式,对不同尺度海绵系统雨洪控制措施的合理设置,以及实现城市排水治涝与海绵城市建设的综合控制目标进行系统性实例研究。研究结果表明：在小尺度海绵系统中应通过微观控制措施实现系统径流、出流要素控制,在中、大尺度海绵系统中应通过兼顾绿色与灰色基础设施、管渠与调蓄设施、源头与终端结合的控制措施,分别实现流量峰值的控制与积水情况的缓解。研究可为海绵城市的统筹规划建设及不同单一尺度区域的海绵城市规划设计与研究提供明晰的参考。     

基于城市水文模型的海绵城市智慧管控

针对海绵城市智慧管控系统的建设,从调蓄设施智慧管控的角度,以萍乡市西门片区为案例,对海绵城市建成后的运行管理方式进行分析,研究基于城市水文模型的海绵城市智慧管控系统的作用,重点阐述了调蓄设施的智慧管控系统的建设和应用。结果表明:在30 a一遇2 h设计暴雨下,不同的调蓄设施起调点设置对地表径流量的控制有较大的影响,随着起调点的设置越靠后,地表径流总量控制率从66.6%减少至8.9%,峰值削减率从47.3%减少至20.8%;在两场雨峰位置不同的实际降雨的模拟情况中,采用不同的起调点策略可以更好的发挥工程效益,地表径流总量控制率分别是64.5%和82.6%,峰值削减率分别为52.1%和70.4%。对基于智慧管控系统的调蓄设施的优点和局限性做进一步的阐述和分析,对海绵城市智慧管控系统的几个关键问题进行初步探讨,包括分布式参数获取与数据库更新、易积水点的远程管控技术和风险预警技术等。研究成果对海绵城市建成后的城市水资源管理具有一定的参考意义。     

海绵城市建设对区域地下水资源的补给效应

为探究海绵城市建设对区域地下水资源的补给效应,以某海绵城市建设实验区为例,采用Visual MODFlow软件分别对海绵城市不同建设方案条件下的地下水水位动态进行模拟预测。结果表明:城市建设增大了地表不透水面积,使地下水补给量减少,导致区域地下水水位普遍下降,且下降幅度受下垫面变化特征的影响;海绵城市建设对地下水资源的补给作用与低影响开发工程设施的类型有关,也与其规模有关,仅当海绵城市建设达到一定规模之后才能对区域地下水资源产生较为明显的补给效应。     

陕西省海绵城市建设标准体系研究

海绵城市建设已在全国范围内迅速推广,为了科学有序地推进陕西省海绵城市建设,须构建一套内容全面、层次分明、结构清晰、符合地域特征的海绵城市建设标准体系作为技术支撑。在分析陕西省地域环境对海绵城市建设要求、我国现行基础性标准规范、发达国家城市低影响开发设计导则的基础之上,自顶层设计至具体实施,提出包含规划设计、施工、工程验收、运行管理、评估考核、先进适用技术与产品六大部分的海绵城市建设标准体系,并针对以上各个部分标准的实施提出具体依据与构想,以期为陕西省各地海绵城市建设提供参考与借鉴。     

丘陵区海绵城市建设模式研究——以凤凰县为例

针对丘陵区城市的地形地貌和降雨径流特点,从生态海绵流域的全局视角,以现代化湿地花园城市为目标,合理布设"渗、滞、蓄、净、用、排"等海绵建设设施,并在措施布设时考虑丘陵地区对水土流失防治、地质灾害防控、水系景观美化等特殊要求,提出丘陵区海绵城市建设方案。以丘陵区城市湖南省凤凰县为案例,具体分析了海绵城市建设的目标指标和适宜建设措施。研究结果表明:通过海绵城市建设,凤凰县新建区年径流总量控制率达到83%,总的年径流总量控制率为80%;丘陵区海绵城市建设不应局限于建成区内,应针对产汇流过程急速形成、易出现山洪和内涝灾害的"两碰头"等问题,通过低影响开发措施和建成区外海绵体措施,开展生态海绵流域建设;丘陵区海绵城市应区分建成区内和建成区外,设定相应的建设目标和控制指标,建成区外应对堤防达标、雨水排放、水源保护区、水土保持、地质灾害防治等开展系统性建设和整治,建成区内应对可渗透地面、下凹式绿地、污水集中收集处理、地表水体水质、非常规水源利用、城市管网等方面开展系统性建设和整治。研究成果对丘陵区探索海绵城市建设模式具有重要的参考意义和实用价值。