基于SWMM模型的洪涝工程规模优化——以柳州市箭盘山工程为例

以柳州市箭盘山为研究区,进行基于SWMM不同重现期下淹没情况的模拟,并计算不同重现期的洪涝灾害损失;结合微观经济学资源配置理论,开展城市洪涝工程经济效益分析和最优规模设计。结果表明,通过提高排水设施规模可增加排水能力,但边际成本增大,边际效益呈递减趋势。当箭盘山干渠的宽为5.65 m、高为3.6 m时,效益为9591.586万元,达到最优经济规模,能够满足城市的洪涝要求且经济合理。研究结果可为我国城市洪涝工程的最优化设计提供技术支持。     

基于SWMM模型的城市化区域LID设施优化配置方案研究

低影响开发(LID)设施多组合优于单一设施布设,为科学地选择不同组合设施占比下效益—经济组合的最优方案,以典型城市化区域——常州商务城为例,基于SWMM模型计算典型降雨频率为80%下的3组组合设施的径流总量,根据经济成本的函数计算不同情境下的经济成本,采用线性归一化法和最优化目标函数确定不同设施占比的最优化方案。结果表明在降雨频率为80%时常州商务城的最优占比下的透水铺装—下凹式绿地—生物滞留网格的占比率为46%—49%—46%,此时的径流量控制率为83%。耦合SWMM模型与最优化目标函数能计算出城市化区域不同低影响开发设施占比的经济—效益最优解。研究成果可为低影响开发设施优化配置提供思路,可为当地政府和决策者在低影响开发建设规划中提供技术参考。     

基于不同排水片区的低影响开发措施优化方案选取

以福建省龙岩市中心城区为例,运用SWMM模型中的LID模块,模拟分析了10%的雨水花园、20%的绿色屋顶、15%的渗透铺装以及一项组合措施(包括3%的雨水花园、7%的绿色屋顶和5%的渗透铺装)对研究区上、中、下游典型排水片区(依次记为A、B、C)的径流总量、洪峰流量及污染物负荷的削减控制效果,包括削减效率及对降水历时的敏感性。通过分配指标权重对各LID措施效果进行综合评价,最终确定各排水片区的LID最佳布设方案。研究结果表明:A片区优选绿色屋顶方案,B片区优选组合措施方案,C片区优选雨水花园方案。     

基于GIS与RS技术的SWMM构建

以美国环境保护局推出的暴雨洪水管理模型(SWMM)为基础,选取北京市香山地区11.88 km2为模拟区域,应用GIS与RS技术对模型关键参数进行识别,取得了较好的模拟效果,为实现SWMM的自动化构建奠定了良好基础。     

基于SWMM的生物滞留池布置水文时空效应

利用SWMM中的低影响开发模块,根据汇流时间将研究区的子汇水区划分为上游和下游,生物滞留池按照不同位置(上游和下游)和不同规模布设,研究其遭遇不同重现期降雨下的水文时空效应。结果表明:在低降雨重现期下,生物滞留池的雨洪控制效果较好;相同重现期时,规模较大的生物滞留池效果较好,而布设的越分散,其降低径流系数的效果越好,但削减洪峰的效果较差。     

SWMM模型在城市雨水排除系统分析中的应用

采用暴雨管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),结合Huff方法生成的典型降雨情景对清华大学校园内的一个独立雨水排除系统进行了模拟计算,并对地表产流、排水口排水状况和管道负荷情况进行了分析讨论.基于真实测绘数据构建雨水管网模型,并利用实测流量数据进行参数验证,保证了计算和分析结果的可靠性.利用SwMM模型模拟和分析的方法,可全面反映研究区域雨水排除系统的服务性能,为区域防洪排涝和雨水管网的更新、改造与维护提供决策支持.     

基于SWMM的老城区LID布设比例优化研究

老城区因建筑密度高等特点,是内涝的高发地带。针对这一问题,基于SWMM模型中的LID(低影响开发Low Impact Development)模块,研究选取渗渠、渗透铺装、雨水桶和生物滞留网格4种措施,在不同重现期设计暴雨情景下,对不同布设比例(0.1%~15%)的LID措施进行模拟分析,寻找最佳布设比例。最后将几种最佳比例组合,对组合优化进行初步探索。模拟结果表明,几种LID措施布设在达到某一比例后,对不同重现期设计暴雨的削减作用会减缓,此时的布设比例即为所求最佳比例;而组合方案由于受到措施间的相互作用等因素影响,不能直接套用单项措施最佳比例,其优化仍有待研究。     

基于偏相关法的SWMM模型参数全局敏感性分析

基于拉丁超立方采样和偏相关分析方法,对暴雨管理模型(SWMM)中的水文水力参数进行了全局敏感性分析。以某小区为例,构建SWMM模型进行径流模拟,研究参数变化对模型输出结果的影响。结果表明:在设计降雨情景下,对峰值流量最敏感的参数是不透水区曼宁系数和子汇水区宽度比例因子;对峰值时间敏感的参数是不透水区曼宁系数、子汇水区宽度比例因子和子汇水区坡度比例因子,其他参数敏感性较小;对总产流最敏感的参数是子汇水区面积比例因子。通过分析,量化评估了各个参数的敏感性,可为精确构建模型提供指导。     

外河水位顶托下雨水管网排水能力变化的SWMM模拟

以沈阳市和平区雨水管网系统为例,选取芝加哥雨型为设计雨型,利用SWMM,模拟分析了不同暴雨重现期和外河设计洪水位下的雨水管网系统排涝过程。结果表明:随着降雨重现期增大,雨水管网排水能力增加,但积水程度加重;雨水管网系统有效排涝系数随着降雨重现期的增大而减小,且在高重现期时变化程度减缓;雨水管网系统总排水能力与外河水位和各节点(雨水井)的平均落差呈显著正相关,相关系数R为0.992,并呈近似线性关系;泵站排水在淹没出流地区至关重要,本例中可提升36.3%的管网系统排水能力,而对于自由出流地区,泵站对系统排水能力基本没有贡献。     

基于不同土地利用类型下的初期雨水径流污染特征分析与LID措施研究

探究初期雨水径流污染物在不同用地类型下的变化规律,对比分析海绵城市建设技术对径流污染的控制效果。首先对landsat 8卫星影像资料进行目视解译将天津市河西区解放南路郁江道研究区分为9类二级用地类型,之后根据土地利用类型划分结果和雨水管网资料建立SWMM水质模型并进行相关参数率定,最后模拟典型径流污染物悬浮固体(SS)的污染特征和低影响开发设施(LID)对其的削减效果。结果表明:不同土地利用类型和重现期下,径流污染物均呈现先增大后减小最后稳定在某一数值附近即初期雨水径流污染效应。采用渗透铺装和生物滞留池对径流SS拦截效果明显,但随着降雨强度增大,其处理能力逐渐达到饱和,处理效果不明显。