海绵化改造小区调蓄池优化布局及其雨水径流控制效果——以浙江省嘉兴市烟波苑小区为例

[目的]在海绵城市建设背景下,从建筑小区尺度探究调蓄池布局对雨水径流的控制和利用,为平原河网区域城市旧城海绵化改造,增强排水防涝能力,提高雨水利用效率提供技术依据。[方法]以浙江省嘉兴市典型老旧小区烟波苑海绵化改造工程为例,基于暴雨管理模型(SWMM)软件建立排水系统数学模型,通过分析研究区不同降雨重现期和积水节点之间关系,探究最佳的积水节点控制数目;在此基础上,输入设计雨水控制条件探索调蓄池合理布局方案。[结果]①在5～15 a重现期内,研究区积水节点数量分布出现稳定期,并于9 a重现期时积水节点控制数量达到最佳;②模拟容积在20～100 m~3之间的调蓄池比例达84%,达到实际建设标准;③采用合适的"低影响开发(LID)+调蓄池"方案后,研究区雨水径流控制效果提升明显,其中径流峰值削减率达40%以上,外排径流系数降低0.2左右,杂用水供给率最高可达146.3%。[结论]老旧城区在进行海绵化改造时,应当重视调蓄池的合理布局与利用,以构建灰绿结合的径流控制系统,实现高效的雨水管理。     

半干旱地区集雨利用模式及其评价

集雨利用是半干旱地区提高生产力和实现区域农业持续发展的重要途径。该文根据国内外近年集雨利用的研究和实践，结合半干旱地区实际，总结提出了雨水收集利用的5种模式，即庭院集雨人畜饮水利用模式、庭院集雨多种经营利用模式、人工汇集雨水农田补灌利用模式、山坡地集雨林草建设利用模式和小流域集雨综合利用模式，对这些模式雨水收集和利用特点和系统化建设效果进行分析；并对集雨利用模式的效益，特别是社会、经济和生态效益评价的指标体系进行探讨，为合理和安全利用雨水资源提供参考。     

不同绿化屋面对雨水调蓄能力的影响

[目的]为了分析不同基质层厚度的绿化屋面对雨水的调蓄作用。[方法]通过搭建绿化屋面装置,采用人工降雨模拟器开展试验,在不同基质层厚度和降雨条件下,对绿化屋面的降雨—径流过程、持蓄雨水和减滞洪峰能力进行了研究。[结果]基质层厚度在一定的范围内时,绿化屋面出水的洪峰过程具有很高的相似性;绿化屋面基质层厚度与降雨持蓄率呈指数函数的关系;洪峰削减率与降雨强度无明显关系,主要由基质层厚度决定。[结论]绿化屋面能在一定程度上降低雨水的径流峰值,减少总的径流量,延缓产流时间,且随着基质层厚度的增加,绿化屋面对雨水的调蓄能力越好。     

基于典型年法的海绵城市建设控制指标研究

[目的]探讨海绵城市控制指标年径流总量控制率的确定方法,为海绵城市建设控制指标的合理确定提供新的思路。[方法]结合中国目前海绵城市建设相关规范及研究成果,分析关于年径流总量控制目标确定方法的合理性。以合肥市为例,分别采用长序列法、典型年法、外排径流系数法、逐日水量平衡法对相关问题进行研究,探讨不同年径流总量控制率对外排径流系数的影响及不同规模雨水调蓄设施的实际控制效果。[结果]提出控制指标的典型年计算法,并总结了外排径流系数随年径流总量控制率变大不能无限减小的规律,提出采用雨水利用有效容积这一指标来校核年径流总量控制率提高的适宜范围。[结论]典型年计算方法与雨水系统设计重现期相对应。结合对实际雨水总量控制率的研究,可为海绵城市建设中径流总量控制目标的确定提供新的思路。     

天津市某大学校园雨水利用探究

雨水是一种宝贵的淡水资源,对其加以利用能够缓解城市水资源短缺的形势,雨水资源化利用正逐渐成为生态校园建设的重要内容.在对天津市某大学校园雨水径流水质进行监测的基础上,设计了雨水资源化技术方案,以保证景观湖、绿地及道路浇洒用水为核心,以自然净化、生态处理和循环净化为关键技术,多种途径收集利用雨水.同时还着重介绍了下凹式绿地、花坛式渗滤净化技术、景观湖净化系统等雨水生态化利用技术的特点及机理.分析与计算表明,该校园的雨水资源化利用方案具有明显的经济、社会和环境效益,能够为其它校园乃至天津市的雨水利用设计提供借鉴.     

基于GIS和LID的雨水集蓄技术研究——以山东省滨河小镇营丘镇为例

[目的]研究山前冲洪积平原滨河中小型镇区洪涝灾害频发,排水不畅,雨水资源利用不充分等问题,为雨水集蓄设施在中小型镇区的合理规划和应用提供参考。[方法]选择山东省潍坊市营丘镇区为研究对象,根据研究区当前排水现状和土地利用情况,基于GIS技术提出了"汇水区划分、用地类型提取、计算调蓄容积、建立技术体系、确定施工时序"的规划步骤。[结果]综合采用"透水铺装+下凹式绿地+植草沟、简易生物滞留池+湿塘、雨水湿地"的雨水综合蓄集利用系统并规划其布局,通过引入水文敏感指数,规定了镇区汇水区海绵城市建设时序。[结论]探索性地将雨洪利用工程技术与镇区景观规划相结合,低影响开发综合设施的实际调蓄能力大于设计雨水调蓄容积,实现了镇区雨水资源的蓄集利用。     

肯尼亚雨水集流利用现状及思考

雨水集流作为一项古老技术,已有上千年的历史。由于干旱缺水和缺乏天然的储水介质,雨水集流在肯尼亚具有非常重要的特殊意义。本文从庭院集雨、农田集雨、流域集雨及集雨的区域差异等方面,对肯尼亚的雨水集流现状进行了分析;并从区域水循环与水量平衡的角度,探讨了降雨、入渗、径流及蒸发的关系。最后指出,通过不同形式的雨水集流,减少无效蒸发,特别是无效的水面蒸发,是增加水资源总量的关键;而科学利用天然的储水介质与合理开发人工的储水介质,是提高水资源可利用量的关键。雨水集流利用在肯尼亚生活用水方面已相当普遍,技术也相对较为成熟,但是在年降雨量不足500 mm的旱区农业生产方面,还有很大的发展空间,目前面临的主要问题是,如何解决旱区降雨集流效率偏低,以及有限降雨资源的合理储蓄与高效利用。鉴于农田土壤对降雨再分配调蓄能力较低的缘故,通过在农田内开挖沟槽,进行降雨资源的短期储蓄与调控,将生育期前段多余的降雨资源留到无降雨的后段使用,是实现作物生育期内水分供需平衡的关键。本研究为充分发挥雨水集流在肯尼亚旱区农业生产中的积极作用提供了参考。     

城市雨水花园集中入渗对土壤氮、磷、有机碳及重金属的影响

[目的]研究陕西省西安市雨水花园集中入渗对土壤污染的影响,为城市雨水径流集中入渗工程技术的合理配置与推广应用提供科学依据.[方法]以西安理工大学校园内运行8～9 a的2个雨水花园(RD1:受纳屋面径流雨水;RD2:受纳路面和屋面径流的混合雨水)为研究对象.2016-2018年对雨水花园RD1和RD2监测了 16～18场...     

晋西黄土丘陵沟壑区庭院蓄水系统的探讨

针对黄土丘陵沟壑区特殊地理条件给当地群众所带来的饮水匮乏及经济状况欠佳的情况，山西省水保所有关专家对流域内进行了人畜饮水和庭院经济调查，认为开发水资源是缓解人畜饮水和发展庭院经济的首要问题，为此我们对庭院蓄水系统进行了初步探讨，包括屋顶汇集雨水、引蓄雨水、径流蓄存三个组成部分。其结果证明，庭院蓄水是干草地区解决人畜饮水，发展庭院经济的有效措施，即使天然降雨量较低的干旱年份，径流量储量也可以得到保证     

宁南半干旱山区雨水资源高效利用技术研究

计算了宁南半干旱山区上黄示范区的雨水就地利用和径流资源量雨水就地入渗集蓄量95.23×10⁴m³,占雨水资源理论潜力29.65%。雨水径流资源量为15.85×10⁴m³,占雨水资源理论潜力的5.85%,而目前示范区对降雨径流的集蓄能力仅为径流资源总量的17.35%,开发潜力较大。开展了多年的雨水资源就地利用和异地利用技术系统研究,总结出了适宜本地区提高雨水资源利用效率和经济效益的综合技术。     

基于系统动力学的稻田塘堰系统水转化模拟及验证

为了描述稻田塘堰系统水转化过程,以水量平衡原理为基础,建立稻田塘堰系统水转化系统动力学模型。利用漳河灌区三干渠中游区域尺度塘堰日水位观测资料对模型进行检验,模拟结果的复相关系数、Nash-Sutcliffe系数和均方根误差分别为0.90、0.79和0.155 m/d。在浅水灌溉模式下,对研究区域内塘堰调蓄方式进行动态模拟,结果表明,塘堰在完全调蓄时可以保障作物充分灌溉,在部分调蓄与不调蓄时作物分别在第72天和45天发生水分胁迫,塘堰灌溉对保证作物正常生长天数具有显著效果。当塘堰完全调蓄时,在浅水灌溉、湿润灌溉及间歇灌溉模式下,塘堰最低蓄水量占最大蓄水量的比例分别为2.0%、18.9%和41.3%,塘堰的有效水利用率分别为84.7%、80.9%和67.7%。研究可为稻田塘堰系统合理利用雨水资源、灌溉管理提供理论依据。     

固原市玫瑰苑小区低影响开发措施改造对降雨径流的调控效益

[目的]计算住宅小区海绵改造后对降雨径流的调控效益,旨在为海绵城市建设提供技术参考。[方法]结合宁夏回族自治区固原市某住宅小区各低影响开发(low impact development, LID)设施的布设情况,计算不同设计降雨量下LID设施对降雨径流的截蓄量与各LID设施截蓄容积的利用率;再结合固原市2004—2014年的降雨资料,计算出该小区年均降雨径流总截蓄量与各LID措施对降雨径流的截蓄量。基于计算出的小区LID设施对降雨径流的截蓄数据,结合资源环境经济学原理,计算小区降雨径流年调控效益、单方降雨径流调控效益与各LID措施年均降雨径流调控效益。[结果]小区海绵改建后,年均降雨径流调蓄量增加11 568 m~3,产生的效益为111 302元/a,单方降雨径流调控效益为9.62元/m~3;各LID设施年均效益分别为:雨水花园45 273元/a,下沉式绿地27 103元/a,雨水桶6 654元/a,雨水池32 272元/a。[结论]住宅小区海绵改建能够有效控制小区降雨径流的外排量,提高小区年径流总量控制率,具有明显的经济、环境和社会效益。     

晋西黄土丘陵沟壑区小流域庭院蓄水系统的探讨

针对黄土丘陵沟壑区特殊地理条件给当地群众带来的饮水匮乏及经济状况欠佳的情况，通过调查，认为开发水资源是缓解人畜饮水和发展庭院经济的首要问题。为此进行了庭院蓄水系统的研究，该系统包括屋顶汇集雨水、引蓄雨水、径流蓄存３个组成部分。其结果证明，每户１２０ｍ２的屋顶受雨面积，可满足５口人及１头大牲畜、５只小牲畜的饮水需求，且水质符合国家饮水卫生标准，加上汇集的地面径流，可解决发展庭院经济的用水问题。     

城市海绵小区雨水利用的效益分析——以固原市海绵小区建设为例

[目的]对城市海绵小区雨水利用措施的经济、环境及社会效益进行识别计算并与其成本进行对比分析,为海绵小区建设评估提供参考。[方法]以第二批试点宁夏回族自治区固原市西南新区6个海绵小区为研究对象,采用水量平衡法、替代工程法、影子工程法、市场价值法、碳税法、造林成本法等,对海绵小区产生的雨水资源利用、固碳释氧、降噪、调蓄径流、文化教育等3大类共10项效益进行定量计算并采用效益费用比进行静态和动态成本效益分析。[结果]固原市西南新区6个海绵小区的总效益为2.91×10~5元/a,其中雨水花园的效益为1.03×10~5元/a,下沉式绿地的效益为7.99×10~4元/a,植草沟的效益为6.15×10~4元/a,经济、环境和社会效益比例分别为22.84%,76.89%和0.27%。[结论]海绵小区雨水利用有较好的投资效益,固原市海绵小区的建设产生了良好的经济、环境和社会效益,值得进一步研究推广。     

陕北干旱半干旱地区雨水集蓄与高效利用技术的分析

干旱的山坡地雨水资源潜力巨大,雨水的集蓄与高效利用为解决干旱缺水与水土保持找到一个结合点,分析了降雨特点,总结了雨水利用的发展过程,提出了雨水及径流资源利用的主要形式(1)蓄水保墒技术.蓄水技术主要有水土保持耕作法,以及改良土壤,增强土壤持水能力.保墒技术有覆盖(秸秆覆盖、地膜覆盖)保墒,耕作保墒技术.(2)雨水叠加利用技术.主要有鱼鳞坑以及径流林业等形式,集水技术在空间上对降水起到了有效的再分配作用.(3)雨水聚集利用技术.在山坡地径流汇集处兴修"旱井",把降水富集并存储起来,使自然降水变成时空可调的现实水资源.(4)雨水在聚集条件下高效利用技术.在雨水聚集利用技术的基础上,利用地形落差,实施自压滴灌或渗灌,使降水与植物需水错位可得到改善和缓解.最后,提出了雨水聚集和高效利用需要研究解决的关键技术.     

南方花岗岩红壤区不同土地利用类型坡地产流与侵蚀产沙研究

基于自然坡面径流小区,分析了南方花岗岩红壤区5种典型土地利用下坡面地表径流与侵蚀产沙规律.结果表明,不同地类地表径流与侵蚀产沙分异规律明显.裸露荒地、坡耕地、早地和疏林地的地表径流分别是典型林分林地的1 354.9%,1 099.9%,712.3%和285.4%;不同地类土壤侵蚀强度排序为裸露荒地＞坡耕地＞旱地＞疏林地＞典型林分林地,说明植被能较好地调蓄地表径流和减少侵蚀产沙.在不同降雨强度和雨型条件下,不同土地利用的坡面产流与侵蚀产沙也表现出显著的差异.裸露荒地、坡耕地、旱地、疏林地是研究区主要的侵蚀产沙地类.基于径流小区次降雨条件下径流和侵蚀产沙观测资料,建立了不同地类坡面径流与侵蚀产沙的回归方程.     

推行山地节水微灌 建设高效小流域

<正> 临汾地区是黄土高原水土流失最为严重的地区之一,干旱缺水和水土流失严重制约着该区扶贫攻坚和“经济大区向经济强区战略转变”的步伐.建设高效小流域是山西省深化水保改革、优化配置水土资源、加速水保治理步伐的一项战略措施.经过几年的实践,一些小流域已初具规模,显示出了很大的优越性和极强的生命力.但是,单纯水保措施拦蓄的有限径流,远远满足不了流域内林、粮、果等增产的需求.雨水没有资源化,利用没有高效化,干旱时无水可蓄,暴雨时产生流失,导致农作物质量低劣、产量不稳,达不到优质、高产、高效的水平.为此,临汾地区全面推行了山地节水微灌高效小流域的治理方式.山地节水微灌高效小流域是以小流域为单元,将水保治理措施与小泉小水拦截调蓄措施和集雨节灌措施相结合,在综合治理水保拦蓄工程的基础上,利用较小的非生产用地或路面、荒山、荒坡、荒沟等多种集流形式,集蓄贮存雨水,辅之以先进的高新节水技术,在干旱时进行节灌或补灌,缓解自然降雨的时间分布与农作物需水规律问的矛盾,从而达到优质、高产、高效的目的.山地节水微灌变过去雨水就地拦蓄的单一模式为就地拦蓄与就地发展灌溉相结合的方式,体现了雨水的资源化和利用的高效化,既能拦蓄坡面径流,又能缓解径流对土壤的侵蚀,是聚流与控制水     

山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征和健康风险评估

[目的] 了解山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征及雨水径流中重金属元素对于人体的健康风险,为山地海绵城市建设提供径流污染控制参考和人员健康保护基础数据。[方法] 2019年7月22日在重庆交通大学针对屋顶、道路、停车场和广场4种典型的下垫面进行了雨水径流的取样监测,并统计分析场次降雨平均浓度（EMC）、电导率（EC）、钠吸附率（SAR）、危险商（HQ）和危险指数（HI）。[结果] 广场径流过程中重金属元素整体变化波动较大,道路雨水径流的重金属健康风险最大而屋顶健康风险最小;大多重金属污染物在产流后的10 min内出现了降幅,其中Fe和Mn的降幅较大,Zn的降幅中等,Cu的降幅最低;As和Cr是雨水径流中健康风险最高的重金属污染物。[结论] 山地校园重金属污染物冲刷速度较快,人流大的下垫面雨水径流中重金属元素变化波动较大,但健康风险较低;车流大的下垫面雨水径流中重金属元素波动较为稳定,但健康风险较高。     

利用土壤层净化雨水补给地下水的试验研究

利用城市雨水资源补给地下水，不仅可以控制城市非点源污染，还能补充日益匮乏的地下水资源。但对雨水中污染物的控制，是利用雨水人工补给地下水技术中最棘手的问题。针对这一问题，提出利用人工土壤层处理雨水径流的方案，研究了雨水在土壤层中的净化规律，得出土砂比参数为5：1；渗透厚度为1m的人工土壤层能去除雨水径流中大部分污染物（COD），对雨水径流中的微量污染物N，P和重金属等也具有显著的去除效果。     

基于暴雨洪水管理模型的铁路车站片区雨洪模拟及低影响开发效果评价

[目的]减轻西北地区高速铁路车站片区建设过程引起的水资源矛盾问题,实现铁路车站片区雨水的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护,实现高速铁路绿色施工。[方法]以甘肃省兰州市西客站为研究对象,采用暴雨洪水管理模型(SWMM)研究了传统开发下的雨水径流效应,并对采用生物滞留池、透水铺装、绿色屋顶及生物滞留池+透水铺装+绿色屋顶组合措施方案3种低影响开发(LID)方案进行了模拟。[结果]不同LID措施均能有效削减径流总量、洪峰流量、溢水量及延后峰现时间,其中组合LID方案的控制效果最佳,对洪峰流量和径流总量削减率高达75.9%和41.6%;透水铺装和生物滞留池对洪峰流量和径流总量的削减效果较显著;绿色屋顶单独铺设时,雨洪控制效果较差。[结论]合理采用LID措施可以有效地实现雨水的可持续管理,减小铁路车站片区的洪涝灾害。