基于SWMM模型的LID设施的雨洪控制效果分析

为了研究城市区域的雨洪径流特征以及加装不同低影响开发措施(LID)对径流削减的规律,以西安市城区重点雨捞区为研究对象,基于SWMM模型模拟现状条件下不同设计雨峰系数、不同设计降雨重现期降雨径流的变化及设计4种不同情景下加装透水路面和绿色屋顶措施的降雨径流削减规律。结果表明:当加设15%透水路面和75%绿色屋顶时,洪峰洪量削减效果最为明显。并且在设计降雨重现期P=1年时,较现状条件下洪量削减36%;设计降雨重现期P=10年时,洪量衰减率减至24.3%。所以LID措施能有效降低城市内涝发生的频率,但随着设计降雨重现期的增大,加装LID措施效果明显减小。     

基于SWMM模型的低影响开发模式在城市雨洪控制中的研究

随着我国城镇化水平的提高,城市内涝问题日益突出。研究选取华北地区某区域,利用暴雨管理软件SWMM构建了该区域降雨径流模型,模拟了不同重现期设计下的排水管网运行状况。在此基础上,模拟了雨水桶、下凹式绿地、透水铺装、绿色屋顶4种低影响开发(LID)措施单独布设以及组合布设这5种方案的径流控制效果。研究发现,在该研究区域内,采用LID措施的五种方案都可以减少径流总量并削减洪峰,在径流总量削减效果上,组合布设LID下凹式绿地透水铺装雨水桶绿色屋顶;在洪峰流量削减效果上,组合布设LID雨水桶透水铺装下凹式绿地绿色屋顶; LID设施在低重现期下径流削减效果显著,随着暴雨设计重现期的增大,LID设施的径流削减效果降低,但仍可以起到径流迟滞作用。     

SWMM模型中不同LID措施在排水系统模拟中的应用

针对城镇内涝问题,以陕西省汉中市某镇为例,利用芝加哥降雨过程线合成了该地区的典型降雨过程线;利用SWMM模型系统,对子汇水区域进行划分、管网概化以及参数确定,建立了该区的雨洪模型;设计LID调控方案,分别对1、3、5和10a重现期的雨洪过程进行模拟,结果表明:采用透水砖以及下凹式绿地的方式改变下垫面,可以有效削减降雨峰值流量;相同面积的下凹式绿地,布置在下游与布置在上游对雨峰流量的削减率基本相同,但布置在下游能延缓雨峰到来时间。     

基于SWMM的济南韩仓河流域宏观LID实践模拟

以济南市韩仓河流域为例,运用SWMM模型模拟分析不同降雨强度、不同雨峰系数条件下,流域宏观LID措施对流域水文和水质的控制效果。结果表明,随着降雨重现期P值的增大,流域雨水湿地体系规划方案对流域平均流量、峰值流量、污染物负荷的削减效果逐渐减弱。在降雨重现期相同条件下,雨峰位置系数较小(r=0.4)时,流域污染物负荷更少,峰值流量减少率更高,河道径流峰值延迟效果更好,但污染物的削减率不受单次降雨的雨峰系数影响。     

基于SWMM的不同LID措施城市雨洪控制效果模拟研究

以成都市某住宅区域为研究对象,通过SWMM模型进行该区域在现状条件和采用不同低影响开发(LID)措施方案下的洪水模拟,分析和评估LID对不同频率城市雨洪的削减效果。结果表明:①LID组合方案能达到最佳径流控制效果,生物滞留池的径流控制效果最强,绿色屋顶和植草沟的径流控制效果相对较弱;②在城市排水系统现状水平下,适当增设LID措施,能够在一定程度上提高城市的防洪能力,经济有效地缓解城市内涝问题。     

基于低影响开发的校园雨水控制及效益分析

以安徽理工大学为研究对象,应用4种低影响开发(LID)方案(植草沟、下沉式绿地、雨水罐和植草沟-下沉式绿地-雨水罐组合)构建雨洪管理模型(SWMM),模拟不同雨水重现期下各种LID方案的水文和水质性能,并评价了经济效益.结果表明:植草沟的径流削减效率最好,可延迟流量峰现时间,且能有效地削减污染负荷;除雨水罐外,另外3种LID实践方案具有良好的环境效益;从成本效益上分析,下沉式绿地和组合LID实践方案的污染物控制效果较好,但其单位削减率成本高,植草沟对污染物控制效果不理想,但其具有最低的单位削减率;若想取得较好的污染物控制效果,则需要投入更大的成本,可以采用下沉式绿地或组合LID实践方案,下沉式绿地或组合LID实践方案不仅能有效削减峰值流量,缓解城市排水管网负荷,且对污染物的削减效果较好.可为中国校园中LID实践的应用决策提供理论支持.     

基于LID理论的透水路面雨洪控制模拟分析

为评估透水路面对提高科技园区防洪排涝能力的影响,助力海绵科技园区建设,本文应用低影响开发理论,通过建立沧州中欧绿色产业园SWMM模型,研究了透水路面对研究区域径流水量与水质的影响规律.结果表明,设置透水路面后,降雨设计重现期为1年时,径流总量、峰值流量以及TP和TN两种污染物浓度总量和浓度峰值削减率均较高,但是随着设计...     

基于情景模拟的城市雨洪联合调度策略

以南昌市青山湖排涝片为研究区域;设置不同重现期的降雨量、不同的最低调蓄区控制水位等雨洪情景,并应用MIKE软件模拟不同雨洪情景下的排涝进程;通过对泵站开机负荷、主要控制断面水位、流量等统计参数的对比,分析不同雨洪情景对市政排水与城市排涝系统的影响,进而提出城市排涝系统的雨洪联合调度策略:设定不同降雨条件下的河湖水位控制时机与阈值,建立健全降雨集中期的机组应急调度规程,从而有效削减雨洪峰值,最大限度地发挥内涝防治系统的既有功能。     

某居住小区水量的SWMM模拟

以成都市某已建的居住小区为例,运用SWMM模型模拟研究低影响开发措施对水量的控制效果.结果表明,当降雨强度分别为2、5、10年一遇时,洪峰削减百分比分别为75.4%、61.4%、46.2%,径流总量削减率分别为72.5%、58.7%、47.9%,随着降雨强度增大,削减效果逐渐减弱,对低强度降雨的峰现时间有明显的延迟效应,对高强度降雨也能起到较好的雨水迟滞作用.     

降雨条件下凋落物层的水力特性研究

凋落物层水力特性能够显著影响坡地产流过程。选取不同凋落物组合（5 cm落叶层+5 cm分解层、10 cm落叶层）,雨型（递增、递减和均匀）以及两种坡度（15°、20°）,采用人工模拟降雨试验,对凋落物渗漏水和侧向径流水量进行分析。结果表明：(1)降雨强度越大,凋落物渗漏达到稳定所需时间越少,稳定渗漏率越大。(2)相同雨型及坡度条件下,平均渗漏率表现为5 cm落叶层+5 cm分解层>10 cm落叶层,侧向径流率表现为5 cm落叶层+5 cm分解层<10 cm落叶层。(3)与均匀雨型相比,5 cm落叶层+5 cm分解层递增雨型和递减雨型处理平均渗漏率减少了10.8%～36.4%,平均侧向产流率增加了14.3%～19.0%。各雨型基本表现为均匀雨型平均渗漏率最大且平均侧向产流率最小,递增和递减雨型处理没有显著性差异。(4)相同凋落物组合和雨型条件下,与15°相比,20°处理凋落物平均渗漏率减小了4.3%～35.9%(P<0.05),侧向径流率增大了6.0%～20.3%(P<0.05)。     

珠海市中珠联围降雨与潮位遭遇联合分布概率及内涝风险研究

采用AMH Copula函数建立中珠联围最大24 h降雨与相应潮位的联合分布函数,提出了不同雨潮组合条件下内涝风险及重现期的计算方法,并计算分析了雨潮同现概率。中珠联围发生20 a一遇暴雨遭遇20 a一遇、10 a一遇、5 a一遇、多年平均最高潮位的同现概率分别为0.02%、0.04%、0.06%和0.10%,发生内涝的概率分别为5.34%、5.61%、6.09%和6.82%。雨潮组合遭遇同现概率较小,发生内涝的频率高于设计暴雨频率。     

不同空间布局下LID设施径流控制效果模拟研究

城市流域尺度上的低影响开发（LID）可有效缓解城市洪涝问题，但目前研究主要集中在LID设施的规模占比、布设位置、设计参数等不同布局方案对城市洪涝风险削减的综合影响上，对于不同空间布局下LID设施径流控制效果却鲜有研究。以重庆市秀山海绵示范区为例，将城市排水系统（UDS）根据汇水区域划分为上、中、下游3个区域，利用SWMM模型将雨水花园（RG）、生物滞留带（BRC）和透水铺装（PP）3种典型LID设施以不同比例进行空间布设，评估不同降雨重现期下LID设施空间布局方案对径流的控制效果。研究结果表明，3种LID设施均可显著减少地表径流量和洪水总量，但对径流峰值的削减效果较差，总体性能为RG>BRC>PP；对于不同空间布局下LID设施组合布设时，其中均匀布设方案可最大程度减少城市洪涝，而其他布设方案仅在较低降雨重现期（P≤5 a）才可实现较好的径流峰值削减效果。此外，LID设施空间布局对城市洪涝的缓解效果受管网溢流节点分布显著影响，当LID设施布设于内涝点附近时，可最大程度降低城市洪涝发生几率，并可有效降低UDS转移至其他区域的水力负荷。     

SWMM在某市雨洪分析中的应用

本文利用SWMM模型,通过资料收集、划分汇水区、概化排水管网、模型参数设置等步骤建立了研究区域的降雨-径流模型,模拟了重现期为1年、5年、10年以及研究区域下垫面不同透水面积情况下的雨洪过程.模拟结果表明:提高城市下垫面透水率对于改善城市雨洪过程有一定的效果,可以减少溢流节点个数、降低溢流节点淹没时长以及出水口的峰值流量,这种作用在低重现期降雨时更为显著.     

基于排水模型的城区雨水径流削减潜力分析

应用InfoWorks ICM水力模型软件建立了天津市某大学新建校区生活区地表和雨水管网模型,评估了现状地表在雨水管网设计降雨重现期下的产汇流及积水状况。采用下凹式绿地、绿色屋面和渗透路面等3种低影响措施对现状下垫面进行改造,改善其透水性。结果表明,低影响措施开发了城区地表的径流削减潜力,不同降雨条件下,地表径流削减率达47%~48.6%,雨水管网流量负荷降低了近40%。研究成果可为低影响工程措施的建设提供参考。     

调蓄池规模对初期雨水截留效果及截流管水文参数影响研究

为分析不同调蓄池规模对初期雨水径流量及污染物的削减效果,以南昌市儒乐湖片区为例,利用SWMM模型对该地块进行水质模拟。采用实测数据对模型进行率定并验证模型精度,由结果可知该模型可信度较高,可应用于本区域降雨面源污染的控制研究。在此基础上,分别构建小重现期降雨条件下不同规模的双调蓄池联用模型,分析其对初期雨水径流的截留效果及TSS、CODcr、TP、TN等污染物浓度的削减情况。结果表明:调蓄池对径流量的截留率保持在12%～22%,对各污染物的削减率均达到50%以上;截流管内的流量和流速与调蓄池容积成正相关关系,总体呈增长趋势。     

农业耕作措施减沙的能量分析

从径流能量入手,在室内人工降雨试验的基础上,分析了坡面耕作措施对径流能量的削减作用。耕作措施可有效减少坡面产流、产沙,其径流能量消减率可达26.84%～51.58%,在径流能量传递过程中,3种耕作措施能量传递均小于对照,其中等高耕作对径流能量消减率最大,减沙作用与径流能量消减之间呈对数关系,耕作措施对径流能量的消减作用受雨强和坡度的影响,随雨强和坡度增大,消减作用减弱。     

下凹式草地对降雨径流污染物去除效果研究

城市雨洪径流中污染物是城市地表水体和地下水体一个重要的污染源,为了控制城市雨洪造成的污染,采用草坪覆盖的垂直替流式人工湿地,处理收集到的马路径流雨洪中的污染物,结果表明,这种结构的湿地对NH3-N、NO3-N的去除率分别达到70%～80%、40%～80%;并且随着草坪湿地含水率的增加对NO-3-N的去除率也随之升高.同...     

南方红壤区农田道路强降雨侵蚀过程试验

以南方红壤区江西水土保持生态科技园为研究区,通过野外调查选择4种典型农田道路(即裸露土路、碎石道路、泥结石路和植草土路)设置12个原位试验小区,采用人工模拟降雨试验研究了3.0 mm/min强降雨条件下农田道路侵蚀过程及特征。结果表明:被高度压实的农田道路产流时间短(小于2 min),并在2～6 min内径流趋于平稳,径流系数高达65%以上;农田道路产流初期侵蚀率较大,随后下降并在一段时间内趋于稳定。降雨后期,裸露土路路面出现细沟和微型切沟导致侵蚀率有所增大;与裸露土路相比,碎石道路、泥结石路和植草土路均可以改变路面径流的水力学特征,实现土质道路防护和减少侵蚀产沙的作用,减沙效益最低也可达40%左右,并以植草土路的水土保持效果最佳。     

海绵城市雨洪入渗渠工程设计与管理研究

当前随着城市化的发展,市区不透水面积增加,地下水补给减少,城市洪涝灾害不断发生。入渗渠工程是实现市区降雨径流优化配置,改善生态环境,减少城市化建设带来的负面影响的重要工程措施。首先构建了海绵城市入渗渠设计的理论模型,提出了入渗渠多功能集成形式和数值计算方法。其次选择国家海绵城市建设试点河南省鹤壁市为典型,分别对梯形入渗渠断面和矩形断面的设计以及有关参数进行了计算。实践证明,研究成果对于城市雨洪入渗渠整体设计、入渗强度计算方法、入渗渠地下水人工补给量计算、入渗渠排水时间计算、雨洪资源管理、最佳管理措施方案设计等具有十分重要的参考价值。     

城市新建小区海绵城市建设要素分析

遭受暴雨与内涝的侵袭和困扰,是我国城市在经济发展过程中遇到的普遍问题,在广州地区表现尤为突出。住宅小区是城市的最基本组成单元,小区雨洪管控是杜绝城市内涝的重要措施。采用SWMM模型,选取广州市一规划设计阶段的住宅小区作为研究对象,将其排水系统进行概化,模拟小区开发前后雨洪的变化,对比分析加入下凹式绿地、透水地面、屋面雨水收集系统等低影响开发措施(LID)要素对雨洪的管控作用。结果显示,小区开发后区域洪峰流量显著增大、径流系数变大、洪峰时间提前,采用下凹式绿地、透水地面和屋面雨水收集系统均可有效地消减洪峰流量、减小径流系数、缓解雨水管网的排洪能力,三者的组合实施可在低造价的基础上更好地发挥雨洪管控的作用,并可实现雨水的回用。