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。     

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。     

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...     

低影响开发城市内涝及水质调控模拟分析

针对城市内涝积水及径流污染,基于地理信息系统GIS和SWMM平台建立雨水管网模型,对比分析布设LID措施前后降雨径流、节点积水、管道荷载及排放污染物负荷,研究LID措施水量水质调控效果。结果表明,LID措施削减径流量37.2%、减少节点积水量99.4%、降低管道充满度、削减排放污染物负荷。LID模式能够调控降雨径流、削减污染物负荷,缓解节点溢流积水,降低管网运行荷载,降低内涝积水和面源污染风险,具有良好的水量和水质调控效果。     

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。     

下凹绿地与雨水花园在小区尺度应用中的对比

为了探索下凹绿地和雨水花园在工程实践中的对比优选,详细介绍分析了下凹绿地和雨水花园这两种低影响开发设施。选取桐庐县某小区,通过构建SWMM模型,模拟基础组合、基础+下凹绿地、基础+雨水花园3种LID布设方案在1年一遇、2年一遇、5年一遇重现期暴雨时的出水口径流过程及各污染物负荷总量,并选用层次分析法评价了下凹绿地和雨水花园的综合效能。结果表明,下凹绿地和雨水花园对径流和水质均有一定的削减作用,且雨水花园作用效果更显著,层次分析评价出雨水花园综合效能更优。     

基于雨洪模型的城市低影响开发设施的优化研究

为利用低影响开发(LID)设施在中、小降雨条件下达到降雨径流控制率指标,针对LID设施选址及优化设计进行了实例研究。首先,选择了5种典型的LID设施,结合湖南某独立排水小区,根据区域适应性原则进行这5种LID设施的选址;其次,利用SWMM软件模型进行单体设施径流控制效果的研究,并根据研究结果,按3种LID组合设施进行方案设计,对各方案的年径流总量控制率进行比较,并以方案成本较低为判据,选定该区域内实施LID设施的初筛方案。最后,对于该LID组合设施,运用SUSTAIN优化模块对初选方案进行实施参数的优化,得到成本-效益最优的LID设施最终方案。     

基于SWMM模型的海绵城市道路雨洪控制方案研究

以江西省萍乡市某道路为研究对象,对研究区域进行概化、率定及验证后,运用SWMM模型模拟2、10、100 a一遇设计降雨条件下道路出口的径流过程,分析下凹式绿地、透水砖和透水路面3种典型海绵措施组合方案的雨洪控制效果。研究结果表明,在2、10、100 a一遇降雨条件下,洪峰流量削减率为0.20%～59.69%,径流总量削减率为12.69%～63.99%,洪峰迟滞时间为2～5 min。各海绵措施组合方案对降雨径流均具有削减和推迟作用,其中方案三的雨洪控制效果优于其他方案。     

广州天河智慧城不同LID措施前期状态对径流和污染物调控效果的影响研究

以广州市天河智慧城为研究对象开展降雨、径流和水质同步监测,基于SWMM模型构建包含低影响开发措施调控作用的城市雨洪模型,通过监测数据对模型参数率定验证,模拟分析不同降雨条件下,LID措施在自然状态、半饱和状态和饱和状态三种典型前期条件下对径流和污染物控制及削减效果。结果表明,不同重现期降雨下,LID三种状态下的径流控制率均呈现出随降雨重现期增大而减小的变化趋势,其中LID自然状态的径流控制率最高,而LID饱和状态径流控制率削减在各降雨重现期下差别不大。与LID措施自然状态相比,在不同重现期下LID半饱和状态及饱和状态下径流峰值和污染物削减均降低。研究LID措施不同前期状态条件下对径流和污染物的控制效果,能够为LID措施的设计提供科学的决策依据,并为后期的运行管理提供指导。     

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SWMM和InfoWorks的低影响开发技术研究

选取易受水灾影响的武汉市沙湖及周边区域,建立了Infoworks ICM的雨水径流模型。通过对隧道的一场真实渍水事件的模拟分析,验证了模型的可靠性。此外,通过多个降雨重现期下目标地块雨水径流模型的模拟,对地块的积水情况、出水管的峰值流量等进行了总结分析,并对开发前该地块的水文特征进行了模拟,与开发后的情形进行了对比。其次,利用SWMM模型对绿色屋顶、渗透路面以及下凹式绿地这3种典型低影响开发措施在径流系数和径流峰值的削减以及延缓径流峰值的出现时间效果上分别进行了模拟,总结出了不同降雨强度下3种措施的径流系数,并对这3种低影响开发措施的水文效果进行了对比。     

海绵城市绿色屋顶降雨径流模型构建及建议研究

水文模型的构建及参数敏感性分析是提高绿色屋顶的降雨产流模拟精度的关键步骤,课题组运用HYDRUS-1D计算模拟绿色屋顶削减降雨径流过程,设定初始条件和边界条件,并进行模型率定及参数敏感性分析,结果表明:饱和含水率、参数N值对于海绵城市绿色屋顶的径流特性影响最为明显,是决定产流时间和产流量的主要因素,残留含水率对各种雨强...     

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.     

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。     

入库径流不确定条件下水库多目标优化调度方案决策

针对传统水库多目标优化调度方案决策时往往忽略入库径流不确定性影响的不足,一方面对评价指标选用区间数,并以考虑入库径流预报误差下的模拟入库径流为输入时优化计算得到的最大和最小值为其上下限;另一方面在采用博弈论集合模型对基于序关系分析法的主观权重和Critic法的客观权重进行组合赋权的基础上,对VIKOR模型进行了改进以提高评价指标权重的可信度和合理性。应用于三峡水库入库径流不确定下多目标优化调度方案决策的算例分析表明,决策结果与以实际径流过程为输入时的基本一致,说明了该方法的合理性和实用性,为入库径流不确定下水库多目标优化调度方案决策提供了一种新途径。     

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。     

基于低影响开发理念的海绵校园建设方案研究——以江苏城乡建设职业学院海绵城市示范项目为例

“海绵校园”既是海绵城市在校园尺度的示范,又是海绵城市的有机组成部分。江苏城乡建设职业学院基于绿色校园建设基础,对校园海绵基底现状进行分析,采用雨水管理“四步”方案,通过“渗”、“滞”、“蓄”、“净”、“用”、“排”等技术措施,实现年径流总量控制率75%的目标。项目具有显著的环境效益、经济效益和社会效益,为运用低影响开发技术打造海绵校园提供借鉴和指导。     

低冲击开发设计水文分析方法探讨

当前全国各地很多城市在开展低冲击开发示范项目建设，但是在建设过程中遭遇到一系列的问题，如径流总量控制目标的制定和水文分析方法。本文通过借鉴美国低冲击开发的经验，建立了低冲击开发设计中径流总量控制目标的制定、设计数据的收集和处理、设计目标转化为设计标准的水文分析方法，并通过实际案例演示了该方法的使用。     

济南地区净化型雨水花园结构参数优选与试验研究

雨水花园作为"海绵城市"和城市低影响开发(LID)的技术类型之一,具有易管理、景观佳、成本低、生态好等优势。通过对济南地区水生态环境及水文特性的研究,选取种植植被、种植土层配料选择、人工填料层填料选择、人工填料层填料粒径为主要结构参数,对4因素分别设置3水平,利用正交试验设计理论,通过人工降雨方式对9组试验进行实地试验模拟。利用TOPSIS综合评价法、极差及方差对化学需氧量、悬浮物、总磷、总氮的削减率进行分析、评价,结果表明:雨水花园在削减雨水的化学需氧量、悬浮物、总磷、总氮方面效果显著;人工填料层填料选择雨水花园净化效应的影响最显著,种植土层配料选择影响最弱;最佳雨水花园净化效应的综合配置方案为狼尾草,种植土层配料为4份园土+3份腐叶土+3份砂土,人工填料为30 cm石英砂+20 cm沸石,人工填料的粒径选择小粒径。     

基于SWMM与NSGA-Ⅲ的城市排水系统多目标优化

快速城市化和气候变化导致城市内涝频发,城市排水系统设计优化对城市排水防涝具有重要意义。以西安市小寨区域为例,选取排水管网和调蓄池两种灰色设施,基于SWMM模型与NSGA-Ⅲ算法结合,提出以管网溢流量最小、经济成本最低和径流控制率最大为目标的优化方法,对城市排水系统进行优化设计。结果表明：排水系统优化后,管网溢流量最小、经济投入最低和径流控制率均优于原设计方案,50 a一遇设计降雨条件下,管网溢流量减少11.70%,经济成本降低4.55%,径流控制率提升4.06%;10 a一遇和20 a一遇设计降雨重现期条件下,三个目标均有不同程度的改进。该研究成果可为城市排水系统优化设计提供理论基础和技术支撑。