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。     

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的LID组合措施水文水质模拟效果研究

为了更好地体现海绵城市中防洪排涝的效果,以宜兴市中心城区某试验区为研究对象,基于SWMM软件,分别模拟了城市化后和采用LID组合措施(渗透性铺装、生物滞留池、雨水花园)时,在不同重现期(3、5、10、15、50、100a)下的平均径流量、平均入渗量、平均径流系数、峰值流量、峰值时间以及地表径流中常见污染物指标:SS、COD、TN、TP作为水质、水文分析参数,根据其变化规律进行分析得以表征,结果表明:LID组合措施在平均径流量、平均入渗量、平均径流系数、峰值流量、节点溢流量及溢流个数方面有显著的削弱效果,缓解了内涝;同时对地表径流污染物SS、COD、TN、TP浓度有很好的控制效果,削减其累计排放量。     

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。     

秦岭北麓城市型河流LID建设模拟及其水文响应特征研究

为分析半干旱区低影响开发建设对城市河流水文系统的可能影响,应用暴雨洪水管理模型(SWMM)和河段水量平衡模型,以秦岭北麓灞河流域为例,对不同重现期及典型降雨过程的降雨径流过程进行模拟计算,并对不同LID措施的流域洪峰、洪量、河流水量、水流流速等量值变化及可能的水质环境影响进行分析.结果表明:考虑LID措施的流域暴雨洪水...     

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。     

LID措施在老城区内涝风险管理中的应用

选取浙江省桐庐县老城区作为研究区域,以构建SWMM模型为研究手段,选择雨水收集桶、植被浅沟、透水铺装和绿色屋顶4种LID措施,并根据当地实际情况对组合布设方式进行了优化。分别对传统开发情形和LID开发情形下老城区遭遇1年一遇、2年一遇、5年一遇重现期暴雨时的积水深度和范围进行了模拟分析。结果表明,LID措施能够削减洪峰流量,推迟峰现时刻,显著减少内涝积水深度和范围,降低了老城区所面临的内涝风险。     

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。     

典型城市降雨径流污染特征调查分析

为了了解城市降雨径流污染特征,对武汉市汉阳区5种不同下垫面不同场次降雨径流进行取样监测,研究结果表明,该城区主干道、支路及绿地径流COD、TN污染程度劣于Ⅲ类水体水质标准,SS浓度劣于城镇污水处理厂污染物排放一级A标准。降雨特征对降雨径流污染影响显著:对于特定采样点降雨强度越大、雨前干期越长,则场次降雨径流污染物浓度(EMC)相对越高;降雨强度大、雨峰靠前、雨前干期长其初期冲刷效应显著,且雨峰越靠前的降雨事件其场均降雨累积径流量比例为30%时所对应的累积污染负荷比例(FF30)值越大。     

屋面径流污染特性及回用分析

以天津市某大学SBS(改性沥青)屋面为研究对象,2018年8-9月考察了3次典型降雨事件中屋面径流中污染物随降雨历时的出流规律和影响因素、各降雨事件的事件平均浓度(EMC)以及初始冲洗效果强度。研究表明,初期径流水质较差,污染较严重,随时间的延长,各污染物质量浓度逐渐降低并趋于平稳,且降雨量越大、屋面污染总负荷越高,雨水对屋面的冲刷作用越强,降低趋势和初始冲洗效果越显著;结合各污染物EMC分析可知,3次降雨事件中COD污染最严重,均超出了《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准,TP污染较轻,最小质量浓度可达0.08 mg/L(降雨事件Ⅰ和降雨事件Ⅲ),同时其他指标也达到湖泊、水景类水质标准,可作为景观类用水水源。     

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。     

济南市不同下垫面降雨径流水质变化特征分析

分析济南市城区在降雨时期不同下垫面径流的污染物含量变化过程,可以为更加合理的利用雨水资源,减轻水资源供需矛盾给城市建设带来的压力提供理论依据。在对居民区屋面径流、居民区道路径流、高架桥雨水径流、河道采用水质单因子评价法分析各下垫面径流污染物浓度变化的前提下,采用综合水质标识指数评价法进一步实施水质评价,分析地表径流水质在降雨时期的时空变化规律。结果表明:屋面径流及居民区道路径流的降雨初期污染最为严重,且初期冲刷作用明显,降雨后期径流水质较好;高架桥路面径流污染相对较轻,河道水质较差,局部河段严重超过城区径流水质Ⅳ类水标准,不可直接利用。     

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.     

东莞市生态型农业灌溉技术及节水补偿实践研究

针对东莞降雨集中、水质性缺水严重的特点,建设雨水集蓄和水循环利用工程,采取雨水集蓄、管道输水、水肥一体化、喷滴灌、水循环利用等系列节水灌溉措施,节约水量供生态用水,同时减少面源污染排放,改善生态环境。通过补贴节水工程经费,促进农业节水,形成农业节水补偿生态公益用水,政府补偿农业节水的生态型节水补偿模式。实践证明,该模式可节水60%~90%,增产12.6%~18%,缓解了降雨集中、污水灌溉和农业面源污染物排放问题,实现了清洁灌溉、减少了环境污染。     

基于BP神经网络的雨水径流污染负荷评估模型

针对当前非点源污染中雨水径流水质监测数据匮乏而难以评估其污染负荷的弊端,将BP神经网络模型引入评估雨水径流污染负荷问题。使用监测区域2014-2015年20场次降雨作为样本数据,以主成分影响因子作为输入量,污染物EMC(以SS计)作为输出量,构建三层BP神经网络模型,通过SPSS和MATLAB工具计算相应年份的雨水径流污染负荷,结合Schueler法构建年污染负荷模型并对计算结果进行应用验证。结果表明,其相对误差为2.7%,精度高,适应能力强,基于BP神经网络构建模型是评估雨水径流污染负荷的一种有效方法。     

邯郸市屋面雨水径流污染物变化规律研究

通过对邯郸市城区屋面雨水径流水质进行分析测定,发现城区雨水径流水质污染严重.一般规律为:初期径流污染最为严重,随降雨历时的延长,污染物浓度逐渐下降并最终趋于一个稳定值.影响雨水径流水质的主要因素有屋面材料、气温、降雨量、降雨强度和降雨时间等,其中屋面汇水面性质对雨水径流水质影响较大,水质污染状况主要取决于屋面材质.根据实验结果结合邯郸市的实际情况提出了改善雨水径流水质的建议,为城区屋面雨水利用提供参考.     

不同气候稻作区径流及面源污染排放模拟分析

在全球气候变暖背景下,开展稻田排水其水文水质对气候变化的响应研究,减少气候变化对农业面源污染及水环境的不利影响,从而为流域水分管理及农业面源污染防控提供依据。以江西省赣抚平原灌区芳溪湖小流域为研究对象,基于构建的灌区水量转化及农业面源污染分布式模拟模型(SWAT模型),对气温升高和降雨增加等气候因子变化下的芳溪湖流域径流及农业面源污染负荷进行模拟,分析气候变化对芳溪湖入湖径流及氮磷排放负荷的影响,结果表明:温度升高,芳溪湖流域径流量减少,稻田氮磷排放减少,但流域出口氮磷排放有增加趋势;降水量增加,芳溪湖流域出口径流量及氮磷排放负荷均呈明显增加趋势;到2050年,芳溪湖流域稻田排水量将增加8.01%,总氮排放将增加8.56%,总磷排放将增加7.30%;流域出口径流量将增加8.14%,总氮排放将增加10.08%,总磷排放将增加9.98%,因农业生产造成的面源污染问题将越来越突出。