西安城区海绵城市建设设计降雨量与不透水地面分布研究

为给西安市海绵城市建设提供科学依据和参考,确定了西安市海绵城市建设设计降雨量并对主城区下垫面进行分析.结果表明:西安市年径流总量控制率为50%、80%和85%时,对应的设计降雨量分别为6.76 mm、17.43 mm和21.22mm.设计降雨量为21.22mm时,海绵城市建设可实现对全年87.14%的降雨场次地表径流有效控制的目标.主城区中,莲湖区、碑林区和新城区的不透水地表面积为90%左右,城市内涝的风险和促渗难度较大.结合西安市湿陷性黄土的地质条件,建议建立连续渗透体系;对既有街区,海绵城市建设应优先从公园绿地海绵化入手.     

流域尺度视角下海绵城市建设途径及区域径流控制

随着城市化的快速发展,城市不透水区域面积逐年增加,导致城市洪涝风险加剧、径流污染负荷增加等突出雨水问题,也给流域的水安全及水环境带来严重影响.针对上述问题,近年来基于流域管理的城市雨水管理模式得到快速发展.通过流域尺度城市单元土地开发前后峰值流量和雨水径流污染负荷变化的分析,提出以受纳水体过流能力和水环境自净容量为约束条件的流域尺度海绵城市建设管控方法,建立基于水量、水质总量控制为主要目标的多层级雨水径流控制方法,构建流域-城市尺度的场地可持续开发雨水管理模式,并以某开发区为例,分析区域径流总量控制、径流峰值削减及径流污染控制等目标的实施途径,以期为未来流域管理和海绵城市建设的统筹协调提供支撑.     

以年径流总量控制率为目标的海绵城市规划案例分析

海绵城市作为一种科学合理的新型城市开发建设方式,已融入到新型城镇化建设中.许多城市积极响应国家和省政府的号召,在海绵城市规划、设计、建设等各方面开展了相关探索和实践.本文以临汾市海绵城市规划为例,从海绵城市建设以年径流总量控制为目标进行分析,为海绵城市的建设提供相关案例经验.     

海绵城市建设对萍乡市城区河流健康影响评价

海绵城市建设旨在构建低影响开发雨水系统,其规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。海绵城市建设过程中,须对"海绵体"工程进行效果评估,定量评价不同建设情境下"海绵体"工程的蓄滞功能,生态功能及水文功能。本文以萍乡市海绵城市建设示范区为研究对象,通过构建评价体系,采用对层次分析法和模糊综合评价法,实现示范区河流健康状况的综合评价。结果表明,通过层次分析法分析得到各监测点的一级指标中水功能所占的权重最大,水环境次之,水资源最小;萍乡市城区河流在海绵城市建设后基本处于健康状态。其中2个监测点处于非常健康状态,6个监测点为健康,3个监测点为亚健康。评价结果可为萍乡市海绵城市后期运行管理提供参考。     

永定河上游城市雨水控制利用设施最优设计降雨量研究

选定位于永定河上游的张家口市作为研究区域.通过对其降雨量数据进行分析计算,给出降雨场次(事件)控制率及降雨量控制率的概念.探讨在永定河上游城市(以张家口为例)降雨场次控制率.当考虑控制降雨量及降雨场次为主导因素时,确定张家口市雨水控制利用设施的最优设计降雨量.     

海绵城市理念下低影响开发雨水系统及应用

传统的建筑雨水设计以迅速排放为宗旨,满足人们对城市生活的安全性、舒适性的要求,忽略了自然生态的循环规律,引起城市内涝的频发,城市热岛的增强等;海绵城市的理念是采用低影响开发建设模式,充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境。在海绵城市理念下,建筑雨水系统的设计思想应发生根本的变化,从以人为本到注重生态,兼顾安全。     

城市道路雨水初期径流效应及适宜弃流量研究

道路雨水径流是城市面源污染的主要来源之一,随着海绵城市的建设,初期径流弃流等源头减排技术成为控制城市面源污染的重要措施。为了提出适宜的城市道路雨水初期弃流量,削减城市面源污染,对北京温榆河公园来广营北路部分路段的雨水进行了监测采样,得到了2022年6—8月共计13场降雨的雨量、流量和水质等过程数据。采用基于污染物累积负荷M(累积径流量V)曲线初期冲刷效应的评价方法分析了来广营北路的初期径流效应,并探讨了适宜北京城市道路的初期径流弃流量及弃流效果。结果表明：城市道路各降雨类型初期径流效应存在较大差异,该道路初期径流弃流量宜采用6 mm径流深,该弃流量能控制大部分中小降雨的径流污染,其余场次降雨弃流后径流中总磷、总氮、氨氮、悬浮物和化学需氧量的平均负荷削减比例分别为31.85%、32.78%、32.30%、34.31%和30.95%。     

海绵城市潜力评估方法及地下排水系统

为探究城市洪涝背景下的地区海绵城市潜力评估方法,从海绵城市最具相关的降雨量、水污染、洪涝灾害和生态绿地4个方面展开,构建海绵城市潜力指标体系,以国家级天府新区为例,运用数理统计、模糊神经网络、模糊综合评价、卫星图像识别等方法对地区指标体系进行综合研究,采用灰度关联分析法对天府新区海绵城市建设潜力定量评价,并给出各区县海绵城市潜力指数排名,最后针对洪涝灾害研发新型排水系统.研究结果表明:与实际情况对比可发现从降雨量、水污染、洪涝灾害和生态绿地等4个方面评价地区海绵城市潜力结果较为客观;双流片区指标向量与理想指标向量关联度最小,是天府新区中最具有海绵城市建设潜力的地区;研发的地下排水系统在一定程度上能够缓解城市内涝、水质和管网压力等问题,所提出的海绵城市潜力方法和地下排水系统可为推动海绵城市建设提供参考.     

江淮分水岭地区海绵城市的构建分析

针对江淮分水岭地区地下水贫乏、地表水难蓄的问题,结合"海绵城市"的设计理念研究"海绵城市"在江淮分水岭地区的构建方法。研究结果表明:江淮分水岭地区年径流总量控制率α的最低和最高限值应确定为Ⅲ区(75%≤α≤85%)、Ⅳ区(70%≤α≤85%);蓄水相关设施在该地区具有较好的适用性;该地区新建区域只有按照低影响开发的最高标准来规划时,年径流总量控制率方可达到技术指南的径流总量控制率要求,但在实际构建"海绵城市"时,需要兼顾实用性和经济性;第一次提出海绵城市构建与地区农业生产蓄水相结合,达成区域合理综合发展目标。     

济南城区不同下垫面雨水径流水质变化规律研究

了解径流水质变化规律是控制与治理径流污染实现雨水资源化的前提和基础.通过对济南城区不同下垫面多次降雨事件不同降雨历时的雨水径流进行采样并检测,分析了济南雨水径流的水质特性、雨水径流冲刷规律及其主要影响因素.试验结果表明:不同下垫面雨水径流水质差异大,初期径流中污染物质含量高,随降 雨历时的延长径流中污染物浓度迅速降低,径流水质受局部环境影响明显,SS与CODCr 、TP、TN等污染指标具有较好的正相关性等特性,并模拟得出济南不同下垫面径流污染物浓度变化模型,分析了初始径流中的污染物浓度、综合冲刷系数K等影响冲刷规律的主要因素,提出了雨水水质控制与利用的建议.     

海绵城市源头设施生命周期评价研究进展

建设海绵城市源头设施作为城市降雨径流控制的有效举措,受到世界各国的广泛关注。基于生命周期视角量化分析海绵城市源头设施建设和运行过程中的环境、经济影响与效益,可为海绵城市建设提供科学、全面的依据。采用内容分析法,综述分析了当前世界各国关于源头设施生命周期环境与经济效益的研究。研究结果表明,源头设施建设阶段会产生较高的环境影响及经济成本,但运行阶段会产生较大的环境与经济效益。当前研究存在的不足之处主要包括环境影响类别和设施种类单一、研究范围比较小及对环境与经济综合影响研究较少。最后,提出了海绵城市源头设施今后的研究方向,研究结果可为未来海绵城市量化研究提供一定的参考。     

永定河上游水质污染特征及评价

根据2017年4～11月张家口市清水河9项指标监测数据,采用单项污染指数法和综合污染指数法对水质进行综合评价.通过各指标的水质变化分析水质状况以及影响水质指标的原因,调查污染来源.结果表明,清水河流域流经张家口地区部分农田,由于农业灌溉导致氮肥流失严重,经过地表径流后使水体中总氮含量超标,氨氮、总磷基本符合Ⅲ类水质标准.崇礼地区COD为Ⅲ类水质标准,市区内超过劣Ⅴ类水质标准.污水处理厂附近的氨氮,总氮和总磷明显较高,污水处理厂的排水可能是污染的主要来源.需对污水厂进行进一步检测.分别从农业面源污染、生活污染、内源污染三个方面进行分析,得出在崇礼区农业面源污染为主要污染来源,而在市区内源污染为清水河的主要污染来源.     

西安小寨商业区海绵城市改建效益货币化计算与分析

为了缓解内涝、水环境等问题,我国各地城市陆续开展海绵城市建设工作.海绵城市建设的效益是社会各界关注的重点之一.以西安市小寨海绵城市建设为例,构建海绵城市效益货币化方法,计算海绵城市建设的效益.小寨海绵城市建设项目的年效益约为2亿,以社会折现率为7%计算,在运营期为30年的效益为26.6亿元.效益约为海绵设施项目投资的2.4倍,总投资的1.3倍.效益计算方法和结果可以为我国海绵城市建设提供一定的技术支撑.     

改性木屑对初期雨水径流污染控制的性能研究

城市绿地系统在储蓄雨水的同时净化水质,可以达到径流滞纳消峰和面源污染削减的双重功效,是目前国内海绵城市建设的重要内容之一.本文基于西安市城区屋面和路面降雨径流污染特征监测分析,利用改性木屑与土壤形成的复合基质来改良绿地系统,在提升绿地基层持水性能的同时强化其对初期雨水污染物的截留与消减.结果显示,屋面及道路前30min径流中COD、SS、TN浓度的衰减速度最大,后期污染物浓度稳定;与屋面比较,城市道路初期雨水污染物浓度较高,初期雨水含有污染物浓度占到整场降雨的65%以上;复合基质的持水量比原状土壤提高50%,复合基质对径流雨水中主要污染物有较好去除效果,去除率稳定在60%以上.研究表明采用改性木屑构造的复合基质作为绿地基层,对初期雨水径流有较好蓄存和净化效果.     

城市雨水径流年污染总量核算

通过对蚌埠市新老城区地表雨水径流污染7个采样点、2场次降雨,共40个采样样本的采样与监测,获得了污染物浓度随降雨历时的变化过程;分析了地表污染程度、城市用地类型、雨水系统分流制式等因素对雨水径流污染程度的影响关系,对雨水径流污染特性进行了统计分析;在此基础上,提出了城市地表雨水径流年污染总量计算模式,初步核算了蚌埠市地表雨水径流年污染总量,评估了地表雨水径流污染对水环境的影响。     

基于LID理论的海绵市政道路设计应用研究

从LID理论出发,阐述了下沉式绿化带、透水铺装、生态树池的雨水渗透和雨水量调蓄作用,指出市政道路中下沉式绿化带、透水铺装、生态树池3种设施组合下的设计应结合场地条件计算雨水调蓄和渗透量,对径流总量控制规模和径流污染控制量进行校核,通过实例分析,为下沉式绿化带在市政道路设计中的应用提供理论基础.     

郑州市雨洪资源利用潜力分析

雨洪资源利用是预防城市洪涝灾害、推进海绵城市建设的一条科学、经济、必要的途径。以郑州市雨洪资源为研究对象,首先利用累积距平法根据郑州市1951—2017年的降水资料对郑州市降水特性进行分析,其次根据郑州市2001—2017年的径流资料对郑州市径流特性进行分析,最后利用综合径流系数法、经验公式法、不同下垫面类型分析法对比分析郑州市雨洪资源的利用潜力。计算结果表明,郑州市雨洪资源的利用潜力约为6.85亿m~3,可用量约为2.41亿m~3,郑州市雨洪资源利用潜力巨大。     

绿色屋顶及滞蓄屋顶的径流水量调控效果试验研究

绿色屋顶及滞蓄屋顶是海绵城市建设中较为经典的单项调控措施。为研究绿色屋顶及滞蓄屋顶相对于平面屋顶的径流水量调控效果,通过对天然降雨量、3种试验屋顶的雨量及径流过程的监测,计算3种试验屋顶的雨量径流系数、径流峰值削减率、径流延长时间及时段洪峰滞后时间。计算结果显示:由于各试验屋顶的结构及作用的不同,在中雨以下的降雨等级条件时,绿色屋顶及滞蓄屋顶的雨量径流系数均不超过0.1,二者相对于平面屋顶的削减率分别可达到70%及90%以上;在中雨条件下,绿色屋顶及滞蓄屋顶相对于天然降雨的径流峰值削减率均达到90%以上,二者相对于平面屋顶的径流峰值削减率最高分别可达85.23%及73.46%;3个试验屋顶的时段洪峰滞后时间控制效果排序为:滞蓄屋顶绿色屋顶平面屋顶。该研究可为后期硬化屋面改造类型的选择及改造前后的径流调控效果研究提供参考。     

基于情景分析法的流域径流特性研究

流域径流的变化受控于自然变化和人类活动两组向量.以渭河流域陕西片为例,采用基于分布式水文模型的流域径流变化规律情景分析方法,选取降雨和土地利用作为径流的主要影响因子,进行情景设定,借助分布式水文模型进行模拟计算,有效揭示渭河流域陕西片的径流变化特性.结果表明:年降雨总量对年径流总量影响显著,月径流量的峰值大小及出现时间呈现较大随机性;由于流域片降雨量较少而蒸发量较大,土地利用情景对径流的影响不显著.     

基于SWMM模型与层次分析法的海绵城市LID设施布局评估研究

系统地总结了低影响开发模式(low impact development, LID)措施布局优化中使用的模型工具和评价方法,以西宁市海绵城市研究区为例,通过数据收集建立暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM),对其参数进行率定检验。应用SWMM对LID布局方案进行模拟,以年径流控制率、建设成本和LID措施总面积为目标,运用层次分析法评估了LID布局方案。结果表明：3种LID布局方案的年径流控制率分别为88.2%、88.8%、90.1%,建设成本分别为93、71、90万元,LID措施总面积分别为125.6、120.0、132.4 hm²。研究为西宁市和其他大陆高原半干旱气候城市的海绵城市LID设施的布局提供了有益的参考与案例借鉴。