北京市城区降雨径流污染特征监测与分析

选取北京市城区典型下垫面——屋面、路面、绿地和停车场的降雨径流进行水质监测,并分析与识别降雨径流污染特征。研究结果表明,该区域降雨径流主要污染物为SS、CODCr、TN,其中CODCr和TN平均值超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准,SS超出《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)二级标准,污染程度较为严重。屋面径流中TN与氨氮污染水平在各类典型下垫面中最高,说明大气干沉降对降雨径流中氮的污染贡献较大。研究中3个降雨场次中的径流污染过程存在不同程度的初期冲刷效应(First flush effect),初期冲刷效应的显著程度与降雨强度和雨前干期天数呈正相关。     

城市暴雨处理及分析集成模型系统(SUSTAIN)介绍

暴雨的管理与控制已经成为制约城市可持续发展的重要议题之一,最佳管理实践(BMP)和低影响开发(LID)策略的提出,对于改变传统观念、建立新型的城市暴雨管理体系具有积极意义,但缺乏有效的设计与评估工具,制约了该理念的工程推广与应用。美国国家环保局(USEPA)支持开发的城市暴雨处理及分析集成模型系统(SUSTAIN),以ArcGIS为基础平台,综合应用了水文、水力和水质分析模型,可以对BMP和LID的措施类型、安置地点和实施效果进行科学有效的设计与评估,对于在我国开展暴雨管理措施的模型分析与设计评估具有很好的借鉴意义。     

基于GIS构建SWMM城市排水管网模型

基于地理信息系统(GIS)对SWMM城市排水管网模型进行快速构建,并在澳门某小区进行了应用和案例分析.结果表明,该方法简便快速,可准确提取排水管网的空间结构和属性数据,模拟结果与监测数据达到较好的拟合,为模型的进一步深入应用奠定了基础,对其他分布式水文模型的空间结构和属性数据的获取也有一定的借鉴意义.     

基于城市高密度地区的低影响开发规划研究

基于城市高密度地区的雨洪管理需求,介绍了低影响开发的规划设计程序,并对适用于不同土地类型(建筑、道路与开放空间)上的低影响开发措施进行了详细的设计研究,以期为城市高密度地区的雨水控制利用提供借鉴。     

基于GIS的城市排水管网模型拓扑规则检查和处理

构建城市排水管网模型可以辅助解决与城市排水系统相关的水量与水质问题。城市排水系统各要素间存在复杂的拓扑关系,通常构建城市排水系统模拟模型需要对排水系统要素之间的拓扑关系进行检查和修正。对于较大规模的城市排水系统建模,检查和修正排水系统要素之间的拓扑关系将是一项繁琐的工作。以城市排水系统模拟中常用的SWMM模型为例,借助GIS的空间分析功能开发了城市排水系统模拟中基于规则的拓扑检查和处理的方法,并在澳门半岛排水系统建模中得到了应用。该方法利用GIS可视化表达要素之间的拓扑关系并可快速对拓扑错误进行定位和修正,保证了模型中空间数据的完整性、一致性和连通性,同时通过系统集成可以提高排水模型构建的效率和模拟的准确性。     

基于数字排水技术的城市雨洪控制方案设计与评估

雨洪控制是减轻城市防洪压力、缓解水资源短缺、改善水环境质量的重要措施。数字排水(DigitalWaterDS)平台将地理信息系统和专业模型相结合,可综合气象、水文、土地利用等因素进行雨洪控制方案的设计与评估,提高城市雨洪控制的科学化和系统化水平。运用数字排水平台,模拟分析了某试验小区采用透水砖铺装、绿色屋顶和滞留塘等雨洪控制措施对排水系统的影响。结果表明,采用综合控制方案后溢流现象得到明显改善,系统总径流量和总COD负荷分别削减24.27%和16.21%。     

基于低影响开发(LID)的可持续城市雨水系统

城市内涝多发、水环境污染和雨水资源大量流失等已成为制约城市可持续发展的关键问题.低影响开发(Low Impact Development,LID)是美国提出的一种雨水管理体系,其核心理念是通过源头控制维持城市水文循环.基于LID理念,构建将雨水源头控制措施、雨水排除管网和雨水集中处理设施统一结合的可持续城市雨水系统,既可控制降雨径流引起的负面影响,又可有效利用雨水资源,从整体上提高城市排水安全,减轻下游防洪压力,控制城市非点源污染,更好地体现了我国的雨水管理要求.针对可持续城市雨水系统,建立科学的动态评估方法,并开发界面友好、行之有效的评估工具,是其在工程应用中的核心问题.     

监测技术在排水管网运行管理中的应用及分析

针对排水管网溢流造成的城市污染问题,对监测技术在城市排水管网运行管理过程中的应用模式进行了探讨和案例分析,对监测数据的分析方法和监测数据支持下的模型动态模拟技术进行了研究。案例分析表明,通过对监测数据的分析和模拟可全面掌握整个排水管网系统内各个管道的水力负荷和水质状况,利用监测数据与模型的紧密集成使用的方法,可提高模型预测的可靠性和城市排水管网管理的科学性与高效性。     

基于动态模拟的城市低影响开发规划流程探讨

低影响开发(LID)是实现城市雨洪控制的新兴理念与有效途径.在深入研究国内外LID技术经验的基础上,提出了标准化的LID规划设计及评估流程,构建了用于LID措施比选及适建区分析的评价指标体系.运用数字排水平台( DigitalWater DS 3.0)构建了某试验小区LID模拟分析模型并进行情景分析,结果表明,在1年一遇、降雨历时为120 min的情景下,方案实施后,系统总径流量和洪峰流量可分别削减85.7％和84.1％,洪峰出现时刻推迟90 min.     

芝加哥降雨过程线模型在排水系统模拟中的应用

基于城市暴雨强度公式,应用芝加哥降雨过程线模型产生了典型降雨过程曲线,并对清华大学校园内一个典型雨水排水系统进行了模拟运算和分析.研究中采用我国各大城市普遍使用的暴雨强度公式类型和国际上普遍使用的暴雨管理模型(Storm water Management Model,SWMM),将芝加哥降雨过程线模型应用在排水系统模拟中,并对模拟结果进行了分析.该方法可作为城市排水系统模拟的典型应用流程,可用于对排水管网系统服务性能进行总体评价、瓶颈识别以及辅助管网系统的改造和更新方案设计,对提高城市排水系统的规划设计和运行管理水平有重要借鉴意义.