基于SWMM情境模拟的外源雨水型公园绿地雨洪调控效果研究

公园绿地相对其他城建区拥有大面积的透水性下垫面,可以配合城市管网接纳外源雨水,有效地参与城市雨洪调控。本文以迁安市滨湖东路东侧绿化带为研究对象,对研究区域进行合理概化,并在区域内建立公园绿地的低影响开发(LID)模式和传统开发模式,根据项目要求引入外源雨水,运用SWMM模型模拟不同重现期(1年一遇、2年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇)1 h降雨下的两种开发模式,对比分析排放口的径流总量、峰值流量和峰现时间,以及2年一遇1 h降雨下各单项LID设施对径流的调控效果。结果表明:1)SWMM模型可以量化模拟LID设施对雨水径流的控制效果,为城市进行低影响开发建设提供技术支持和理论依据;2)在进行制定径流控制目标时,应结合场地现状情况,规划外源汇水面积;3)LID设施对城市雨洪具有良好的调控效果,可以减少径流总量,降低径流峰值,推迟峰现时间。采用LID模式建设的外源雨水型公园绿地在1年一遇至20年一遇的降雨条件下,对径流总量的削减率为100%~37.69%,对峰值流量的削减率为100%~40.55%,峰值消失或出现时间迟滞135~24 min。各项LID设施对径流总量削减的效率排序为:下沉式绿地＞组合型＞植草沟＞生物滞留池＞透水铺装;对峰值流量消减的效率排序为:下沉式绿地＞组合型＞生物滞留池＞植草沟＞透水铺装;对推迟洪峰出现时间的效率排序为:组合型＞下沉式绿地＞生物滞留池＞植草沟＞透水铺装。4)公园绿地在进行LID设计时,应考虑防灾避险等其他功能需求。      

基于SWMM的哈尔滨远大生态园LID改造设计

随着经济的发展,城市化进程的加快,城市洪涝问题日益严峻。以哈尔滨市远大生态园为例,利用SWMM模型模拟公园现状和加入不同LID措施(以透水铺装、渗渠和下凹式绿地为例)后场地的径流,根据模拟结果,选择合适的LID布局方案,并对远大生态园进行LID改造设计,为今后远大生态园的改造提出合理的LID使用建议。结果表明,加入不同的LID措施对雨洪控制的效果不同,铺设透水铺装、采用渗渠和下凹式绿地都可以改变径流系数,削减汇水区峰值流量,增加地表对降雨径流的滞蓄量和渗透量,将透水铺装和下凹式绿地结合使用比采用透水铺装和渗渠结合使用时峰流量削减的更多,径流系数减小的更大。而将透水铺装、渗渠和下凹式绿地三者结合使用在控制径流方面的发挥的作用最为明显。采用这些低影响开发措施对重现期为1a的降雨流量控制最为有效,3a和5a次之,重现期为10a的降雨效果最差,说明采用LID措施对小型降雨的滞蓄作用更明显。     

基于D8与NSGA-Ⅱ耦合算法的浅山区绿地低影响开发设施布局优化方法研究

  目的  雨洪问题已经成为浅山区发展的关键制约因素，绿地低影响开发是解决浅山区雨洪问题的重要手段。构建一套面向径流控制效果、建设成本等多元目标的低影响开发设施的布局优化方法，能够为浅山区雨洪问题的高效解决提供重要技术支持，有助于浅山区的未来高质量发展。  方法  从浅山区绿地规划设计特征与径流特点入手，耦合D8与NSGA-Ⅱ算法，构建基于栅格数据的低影响开发布局优化平台，实现协同径流控制效果与建设成本优化的低影响开发设施类型、规模空间量化布局，并将石家庄西山郊野公园作为实验对象，以验证方法的可行性。  结果  分别在重现期5、10和20年2 h降雨模拟情景中，得到实验对象低影响开发设施布局优化解集24、30和30个，并识别得到各模拟情景LID设施建设的“理想投资上限点”为7 514.1万元、6 634.4万元和6 065.1万元；在ArcGIS中可视化各模拟情景所得“理想投资上限点”对应的LID设施布局方案，发现雨水花园、透水铺装、调蓄水体呈散点状分布，植草沟呈分散的小规模线性分布。  结论  D8与NSGA-Ⅱ耦合算法能够良好地匹配浅山区绿地的低影响开发情景，简化了传统绿地低影响开发繁琐的设计流程。实验结果表明:径流峰值流量与LID设施成本存在边际效益递减效应，且随着降雨重现期增大，边际效益递减效应加剧；相对其他LID设施，透水铺装与雨水花园的建设性价比更高；实验对象的可视化模拟结果基本符合设计原理与真实设计情景，能够良好地指导规划设计；未来应重点探究低影响开发设施布局优化与绿地规划设计的协同方法，同步规划设计方案以置入必要的约束条件，从而提升设施布局结果的合理性和指导性。      

绿色屋顶与下凹绿地串联对居住区径流削减效果分析

居住区具有建筑密度大,绿地率高的特点,绿色屋顶和下凹绿地利用蓄水空间能有效调控居住区雨水径流。以漳州市某居住区为研究区域构建雨水系统SWMM模型,通过改变绿色屋顶径流路径,模拟不同重现期绿色屋顶与下凹绿地各自排洪与串联使用对居住区的径流削减效果。结果表明,在降雨历时2 h重现期为2、a5 a、10 a、20 a的降雨条件下,绿色屋顶与下凹绿地各自排洪(绿色屋顶径流不接入下凹绿地)时,其径流总量削减率为37.3%~38.5%,峰值削减率为37.5%~43.2%。当串联使用(绿色屋顶径流接入下凹绿地)时,削峰减排效果更加明显,且对于低强度降雨,优势更为突出。     

生态植草沟结构参数变化对降雨径流调蓄净化效应的影响

通过对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,分析生态植草沟结构参数变化对降雨径流的调蓄效应和污染物净化效应的影响,找出效果最佳的结构参数和相关影响因素。结果表明,5种结构参数的生态植草沟在大雨(12mm/h)和暴雨(24、30mm/h)情况下对降雨径流洪峰的延缓均能超过20min,同时对降雨径流的削减率均能达到20%以上;5种结构参数的生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石,此结构对总悬浮物(TSS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)和总磷(TP)的削减率分别为89.3%、48.0%、72.3%和85.3%;随着砌块砖厚度增加、砾石厚度减少,植草沟对TSS和TP的削减率都增大;随着砾石厚度增加、砌块砖厚度减小,植草沟对COD的削减率增大;砌块砖层和砾石层组合结构的植草沟对氨氮的削减率较高。     

华南地区城市道路景观生态处理实践

以广州市开创大道景观为例, 在海绵城市的建设理念下, 利用透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、人工湖等生态化措施, 通过植物控制雨水径流污染, 缓解城市道路雨水径流量。同时实现城市道路绿地雨水渗透、雨水收纳、雨水回用的城市水循环管理系统, 增强城市应对雨洪问题的弹性。通过城市道路生态化处理实践, 以期为华南地区的海绵城市建设提供技术参考。     

基于生态雨洪管理机制的武汉大学校园景观水系统规划

本文因由山地校园复杂地形制约水系统构建这一问题而产生,力求通过引入生态雨洪管理机制,因地制宜,建立山地校园景观水系统规划方法,激活校园水环境,完善整体山水格局。以武汉大学为例,规划运用了屋顶花园、透水铺装、雨水花园、生态洼地、植草沟、旱溪、多功能调蓄池、人工湿地、渗透池等生态雨洪管理设施从雨水收集、收集调蓄、净化利用等方面建立了四套系统性的"雨水链",并在此基础上,进一步结合地形条件,创造各具特色的校园水景观环境,各处水景互相联系,共同构成山地校园完整的景观水系统,实现了雨水资源的景观化利用。     

基于SWMM模拟的首钢西十地块低影响开发系统雨洪调控效果研究

目的根据《新首钢高端产业综合服务区控制性详细规划》要求，首钢西十项目以消纳北京市3年一遇24 h降雨量(108 mm)为目标进行低影响开发系统设计，从雨水渗透滞留与储存利用两个角度考虑，以西十地块的现状特征为依据制定相应的设计策略。方法针对渗透滞留系统，通过SWMM建立低影响开发模型和传统开发模型，模拟不同重现期(1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇)24 h降雨条件下的径流排放过程，对比分析两种开发模式的径流总量、峰值流量和峰现时间；针对储蓄利用系统，通过SWMM模拟2017年全年降雨过程，以周为单位统计外源雨水调蓄池收集的径流总量，与西十地块植物灌溉需水量相比较，分析雨水调蓄池中收集径流的利用情况。结果(1) 依据场地现状在其内部设计绿色屋顶、透水铺装、下凹绿地、植草沟、生物滞留池、雨水调蓄池6种LID设施，在1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇的降雨条件下，西十地块低影响开发系统对径流总量的削减率为100%、100%、100%、78.79%、50.41%、34.73%；对峰值流量的削减率为100%、100%、100%、70.12%、33.33%、19.44%，1~3年重现期峰值消失，其后峰值出现时间推迟375、310、240 min。(2)2017年，外源雨水地块雨水调蓄池接纳径流总量9 617 m3，径流收集主要集中在第25~35周，单周最大收水总量为2 078 m3，发生在第27周(6月初)，第1~20周、43~52周收水量基本为0；2017年第25周、第27周、第29~32周、第34~35周、第41周雨水调蓄池收集径流量在满足本周灌溉需求后仍有余量，冬季雨水调蓄池空置率较大。结论(1) 低影响开发设施对雨洪问题具有良好的调控效果，可以减少径流总量、峰值流量和推迟峰现时间，但随着时间的推迟削减能力逐渐减弱。低影响开发系统的雨洪调控能力具有上限。(2)根据北京市2017年全年降雨量日值统计，外源雨水地块雨水调蓄池中径流收集的利用率为43.65%，有30周(210 d)雨水调蓄池空置率为100%，较为浪费。在进行低影响开发系统设计时，应综合考虑成本造价等因素。      

滨海盐碱地区的雨水花园介质土对水文特征的影响——以上海临港新城为例

上海滨海地区海绵城市建设因地理条件所限,遇到地下水位高、土壤盐碱化严重等急需解决的难题。为了推进临港海绵城市试点工程的建设,探索雨水花园的适应性应用,根据上海滨海盐碱地区雨水径流的水文特点,通过人工模拟降雨实验,分析在雨水花园种植层中加入不同介质土(草炭、有机肥、石膏、黄沙、污泥、椰糠、混合土)对降雨径流水文特征(出流洪峰延迟时间、洪峰时刻累积径流削减率、径流总削减率、雨水花园渗透率)的影响,提出适合上海滨海盐碱地区雨水花园的种植土,为雨水花园在滨海盐碱地区的推广提供理论依据和技术支撑。结果表明,对出流洪峰延迟时间最优的介质土是混合土(63 min),对洪峰时刻累积径流削减率最优的介质土是草炭(89%),对径流总削减率最优的介质土是黄沙(76%),对雨水花园渗透率影响最优的介质土是有机肥(9.2E~(-07) m/s)。     

基于互惠共生原则的滁州南屏山公园生态景观及雨洪管理构建策略

以滁州南屏山公园规划建设为背景,构建生态景观各要素,形成雨洪管理系统,在具体生态要素规划上利用公园绿地形成城市生态廊道构筑公园内外联系,利用自然资源与人工设施,构建道路、绿带和水系等生态景观要素。通过整体布局,使公园基质内外完整统一,重点在园内建设透水性铺装、植草沟、雨水花园、下沉式绿地和植被缓冲带,利用雨洪管理系统中的雨水策略、净化策略、涵养策略、恢复策略和植物生态群落策略实现公园绿地环境内的可持续并体现"互惠共生"的包容互通。     

高寒地区居住小区海绵化改造建设研究

目的受既有建筑、管网、高差等基础条件的限制，城市建成区的海绵化改造是海绵城市建设的难点，尤其是高寒地区居住区海绵建设面临诸多现实问题和技术困难。本文以西宁市安泰华庭小区海绵化改造为例，详细介绍其海绵化改造具体方案，并验证实施方案的有效性，为此类地区开展海绵城市建设提供案例依据。方法通过对现状场地条件分析、LID设施的选择与布置，运用SWMM建立不同重现期（2年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇）2 h降雨下海绵化改造前后的两种模型，并进行对比，同时在改造后模型中使用实测降雨数据模拟，并与排放口实测数据对比验证。结果（1） 依据场地现状可使用下凹绿地、植草沟渠、高强度透水铺装、屋顶花园、雨水调蓄池5种LID设施组合的海绵设施系统。（2） 在10、20及50年重现期降雨条件下，C1排水口的流量峰值分别降低了83.45%、79.31%和57.39%，峰现时间延迟了82、40和30 min，C3排水口的流量峰值分别降低了65.96%、34.04%和22.34%，峰现时间延迟了65、50和62 min，达到了很好的削峰延时效果；改造后50年重现期下排水口的流量均低于改造前2年重现期排放口的流量，小区的防洪排涝能力由2年一遇提高到50年一遇。（3） 通过与3次实际降雨值和产流数据对比，发现模拟数据与实际监控数据能够很好地匹配，说明设计模型的参数率定合理，模拟结论具有较高的可信度。结论使用多种LID设施组合的海绵系统改造后的区域相对于未改造区域的产流峰值、出流量均大幅度降低，充分说明了在高寒地区海绵化改造的实施有效地削减了外排量，实现了削峰、延时、去污等综合目标。      

寒地城市雨水花园植物品种的选择与配置——以沈阳市为例

结合国内外雨水花园研究中的针对植物的功能及生态环境方面的相关内容和寒地城市自身特性,总结出寒地城市雨水花园中植物品种的选择与配置原则,并以沈阳为例,筛选出适合沈阳雨水花园种植的乡土植物和外来物种,并提出以控制径流污染为目的和以控制雨洪为目的的雨水花园植物配置种类。     

黄河中游旱坡地枣园集水保水的效果

晋西黄土区枣树生长前期（4－6月份）降雨量少是限制枣树生长发育的主要气候因子，在没有地下水的情况下，集水栽培是解决干旱问题的惟一有效措施。降水是黄土区产生地表径流的惟一来源，降水量、降水强度及降水历时是影响坡面径流过程和径流量的主要因子。人工模拟径流蓄集试验表明，当径流集蓄至40－80mm时，增墒持续时间就能维持30d左右；当径流集蓄超过80mm后，增墒持续时间能够稳定在45d左右。一次天然降雨15mm，集水枣园土壤水分含量能够维持10d左右的增墒效果。15mm＜降雨量＜40mm，集水枣园土壤增墒时间约在10－30d之间。生长期内（4－10月份）降雨量达300mm时，集水枣园水平均集蓄效果开始显著，比对照平均提高土壤水分含量1．30％左右；低于300mm时，尽管个别月份差异显著，但整个生育期计算，集水枣园集流增墒效果不显著。当生长期降雨量超过400mm时，坡地枣园土壤水分含量比对照提高1．7％－1．8％。覆盖能提高土壤水分含量1％左右，但主要体现在降雨月份上，在非降雨月份或少降雨月份覆盖效果不显著。生长期松土能提高集水枣土壤水分含量0．91％，松土效果与降雨量有着密切的关系，降雨月份松土效果更加明显。     

华北地区城市浅山区海绵绿道设计方法研究———以石家庄鹿泉区山前大道为例

华北地区年降雨量偏少,降水集中、多暴雨且年蒸发量大,导致严重的雨洪问题与水资源短缺问题。山麓迎风区多暴雨的气候特征对平原地区构成了雨洪灾害的威胁,在城市浅山区建设海绵绿道作为径流缓冲区,对于缓解雨洪灾害有着重要意义。为解决华北地区城市浅山区雨洪管理问题与水资源短缺问题,本研究通过分析华北地区的气候特征、城市浅山区的雨洪灾害情况及其特点,首先探讨了在华北地区城市浅山区建设海绵绿道的必要性。在此基础上,结合河北省石家庄市鹿泉区山前大道项目,提出了适用于华北地区浅山区的海绵绿道设计方法。该海绵绿道的设计策略综合考虑到3个维度:1)华北城市浅山区作为自然基底;2)绿道作为雨水径流缓冲带;3)低影响开发措施作为绿道设计内容之一。本研究基于雨水安全与利用两个视角综合考虑设计策略。最后,本文利用暴雨洪水管理模型(SWMM)量化模拟LID设施对雨水径流的控制效果,将海绵绿道与传统绿道的调蓄效能进行对比。结果显示,海绵绿道在控制径流总量、峰值流量以及推迟峰现时间方面具有更好的效能,能有效解决场地的雨水调蓄问题。      

黄土丘陵旱坡地枣树密植栽培经济效益研究

黄土丘陵旱坡地，采用坡面汇流、水平沟集流和旱井蓄流的系统集水工程积蓄径流营建隔坡水平均枣树密植园，具有较高的生态、经济和社会效益，形成了集径流、有机旱作、密植丰产于一体的新的枣树栽培模式。8年生枣树密植园净收入达到80599．5元／hm^2，投资回收期仅为3．1a，投入产出比为1：4．35，初盛果期每年的投入产出比为1：7．0，经济效益十分显著。     

密云水库上游地区不同雨型对坡面径流特征的影响

  目的  探讨不同自然降雨雨型对径流过程的影响。  方法  根据降雨数量特征及雨峰集中时间对密云水库上游地区自然降雨进行二级分类,分别探究不同雨型及过程雨型下的径流特征。  结果  ①根据降雨量(P)、降雨历时(t)、最大30 min雨强(I₃₀)可将研究区降雨划分为3类:P₂t₃I₂雨型(中雨量、长历时、中雨强)、P₁t₂I₁雨型(小雨量、中历时、小雨强)、P₃t₁I₃雨型(大雨量、短历时、大雨强),其中,P₁t₂I₁雨型在研究区发生频次最高,占比81.01%。4种过程雨型的发生频次从大到小依次为均匀型、前峰型、后峰型、中峰型。②不同雨型下的径流特征差异明显,从单次降雨看,P₃t₁I₃雨型单次产流能力最强, P₂t₃I₂雨型在研究区的径流贡献率最大。③不同过程雨型对径流特征影响较大,降雨量集中在降雨前期最容易产流。④降雨量对径流深的影响最大,I₃₀对径流深、径流系数及径流深峰值的影响均比较大,且对径流深峰值的影响要大于对径流深的影响。  结论  坡面径流特征对降雨雨型及过程雨型敏感性很高,采用合理的雨型划分方法研究雨型—径流关系可提高水力侵蚀研究精度。图4表5参27     

安阳市种植林州核桃气象条件分析

对安阳林州核桃种植的适宜气象条件及安阳市的气候条件进行分析,探讨安阳市种植林州核桃的气候条件与优势,并深入研究对核桃丰产有影响的灾害天气。针对安阳市种植林州核桃的气象灾害提出了防御措施,趋利避害以提高核桃的产量和品质。