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。     

低影响开发技术的雨洪控制效果及水质影响分析——基于SWMM模型

以山东胶州新城区为例,运用SWMM模型模拟对现状、常规开发建设模式以及低影响开发建设模式进行对比,研究不同建设模式的雨洪控制效果和水质变化。结果表明:常规建设模式的径流系数、洪峰流量及有机物排放量较现状都增大;低影响开发建设模式的径流系数、洪峰流量及有机物排放量较现状和常规模式都有所降低;而对于不同低影响开发模式的控制效果,组合LID透水铺装雨水花园;降雨强度越大,低影响开发模式有机物排放量的峰值出现越早且越大,控制好初期雨水并进行有效处理成为低影响开发模式的重要研究方向。     

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。     

SWMM在北京市乐家花园排水区的雨洪模拟研究

以北京市乐家花园排水区为研究对象,构建了基于SWMM的城市雨洪管理模型。研究采用2011-2012年之间含"7·21"洪水在内的3场降水事件对模型进行率定和验证,并设计了4种建模方案旨在分析不同精细程度的模型结构对模拟结果的影响。结果表明,4种方案的确定性系数在0.81~0.91之间,峰量、峰现时间误差均在许可范围之内,初步反映出SWMM在该研究区具有良好的适用性。随着模型参数的增加,验证期的模型精度反而有所降低,表明模型率定时可能存在"过拟合"现象。在观测资料有限的情况下,研究选择结构较为简单的方案4作为最终雨洪管理方案。     

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。     

基于遗传算法的LID设施优化布设

在系统化全域推进海绵城市建设的背景下,低影响开发设施布设对城市雨洪过程具有重要影响。以江苏省宜兴市区为研究对象基于暴雨洪水管理模型SWMM建立研究区雨洪模型,考虑以径流总量削减率、悬浮物负荷削减率、生命周期成本、低影响开发设施占地面积建立综合目标函数,通过权重调整目标参数的优先级,运用遗传算法求解得到不同情景下低影响开发设施的最佳布设方案。结果表明：(1)在同等权重条件下,生命周期成本对优化计算的影响远大于面积,径流总量削减率与悬浮物负荷削减率影响较小;(2)位于管道上游的小面积汇水区内低影响开发设施的优化布设易受降雨重现期影响。研究成果可为海绵城市建设中低影响开发设施的优化布设及城市内涝防治研究提供参考。     

基于LH-OAT的SWMM模型参数敏感性分析

为了消除SWMM模型计算过程中的不确定性,明确参数对径流模拟的影响,进行了参数敏感性分析。通过LH-OAT敏感性分析方法,辨析出不同参数在昭通市应用时对径流模拟结果的影响程度,确定对其影响较大的若干敏感参数,为参数的率定提供参考。研究结果表明对径流系数影响最大的参数是入渗衰减系数,对洪峰流量影响最大的参数是不渗透性。提高了SWMM模型在金沙江流域应用的可靠性。     

SWMM模型参数全局敏感性分析

为有效评估暴雨管理模型(SWMM)输入参数对水文输出变量的影响程度,识别出敏感参数,为高效率定奠定基础,采用两种全局敏感性分析方法对暴雨管理模型(SWMM)中与降雨产流模拟有关的参数进行全局敏感性分析。基于拉丁超立方法对输入参数进行采样,以某小区为例建立SWMM模型进行模拟,分别采用偏秩相关分析法和互信息法分析参数对输出结果的影响。分析得知:对峰值时间影响最大的参数是管道糙率系数,管道糙率系数和峰值时间呈负相关;对峰值流量影响最大的参数是透水区的糙率系数,透水区糙率系数和峰值时间呈负相关;对总产流量影响最大的参数是管道糙率系数,管道糙率系数和总产流量呈负相关。研究表明偏秩相关分析方法和互信息分析方法都有自己的局限性,将两种方法共同使用,能够精确识别所有敏感参数。     

深圳市雨洪资源利用方式分析

通过对深圳市雨洪资源利用的自然条件、工程条件以及技术基础的分析，提出山区、城区、河道等区域不同的雨洪资源利用方式，从而为其它区域雨洪的利用方式提供参考。     

基于SWMM模型构建沧州市内涝水文模型

海绵城市建设是当前解决城市内涝问题较为科学有效的措施之一,城市水文模型的建立是研究城市内涝的重要方法。以沧州市城区为例,利用实测暴雨过程、积水过程、下垫面状况及管网属性参数等资料,构建了基于SWMM的城市水文模型,并对模型的参数进行了率定和验证。结果表明,沧州市城区积水深度模拟过程与实际观测过程一致,并且积水深度最大值出现时间2者吻合,构建的城市水文模型可以较好地模拟沧州市内涝过程,可为城市防涝减灾和海绵城市建设提供重要的依据。     

基于SWMM模型的城市排水管道优化研究

近年来频繁的城市洪涝灾害严重影响了城市发展和社会生活,从城市水文学和水力学的角度,结合遥感数据、城市规划数据和水文资料,通过耦合气象、水文和城市雨洪模型SWMM,模拟研究区域暴雨洪水产生过程,利用ArcGIS和地形资料预警淹没范围和水深,分析洪涝风险的时空分布,结合地下管网排水能力分析对管道进行优化设计,进而为城市排水系统的规划设计提供可靠科学基础。     

SWMM模型径流参数全局灵敏度分析

选取基于Horton和Green-Ampt入渗模型的入渗参数,以及区域坡度、区域宽度、透水性区域的曼宁系数和可积水深度共7个SWMM模型参数,采用Morris方法进行全局灵敏度分析。并分别采用不同降水类型、不同重现期的单个降水事件及长期降水序列,分析各模型参数对总产流量、洪峰流量及径流系数3个输出变量的全局灵敏度。结果表明:T1和T2型降水的参数灵敏度分析结果呈现较大差异,T2型较小降水事件不适宜用于参数校核;对Horton入渗模型而言,可利用T1型较大降水事件的洪峰流量对区域形状系数进行校核,利用T2型较大降水事件的总产流量对最小入渗速率、消减系数K进行校核;对Green-Ampt入渗模型而言,可利用T1型较小降水事件的洪峰流量对区域宽度和坡度进行校核及总产流量对透水性区域的曼宁系数进行校核,利用T2型较大降水事件的洪峰流量对最小入渗速率和缺水率进行校核;对径流系数而言,采用Horton和Green-Ampt入渗模型的结果一致,最大入渗速率和最小入渗速率是最灵敏的两个参数,透水性表面的可积水深度和曼宁系数为最不灵敏的两个参数。     

基于遗传算法的SWMM模型参数率定研究

针对SWMM模型参数繁多,率定困难的问题,采用Morris法进行全局敏感性分析,选取敏感参数,基于MATLAB遗传算法对敏感参数进行率定。案例研究结果表明,遗传算法能有效地完成率定过程,率定后各参数的取值分别为最大渗透速率50.25,最小渗透速率12.61,管道曼宁系数0.018 2,不透水区曼宁系数0.008 7,该场次降雨下目标函数Nash-Sutcliffe效率系数值为0.726 1。该方案可以应用于实际工程的参数率定过程,并得出与实测结果最接近的参数组合,提高模拟的精度及稳定性。