基于HYSWMM的LID与传统模式下雨水管网对比

以深圳市光明新区光明北片区为研究区域,采用鸿业暴雨排水及低影响开发系统(HYSWMM)模型模拟不同降雨条件下低影响开发(LID)模式的雨水管网运行情况,从径流系数、管网排水能力、管道充满度、节点水深、径流峰值、峰现时间等方面分析LID对雨水管网运行状态的影响。结果表明,对于重现期≤10年的2 h短历时降雨,LID设施的加入对雨水径流具有削减作用,与传统开发模式相比,LID模式下区域径流系数由0. 53～0. 67降低至0. 42～0. 56,排水能力提升约10%,管网排放口总出流量峰值降低9. 9%～15. 9%,节点最大水深降低0. 09～0. 5 m,充满度最大降低0. 22,峰现时间最大可延迟3 min;对于重现期为50年的24 h长历时降雨,LID模式下管网排放口总出流量峰值相比传统开发模式几乎无变化,LID模式在极端暴雨情况下对雨水管网运行状态的影响微弱。     

基于SWMM模型与低影响开发模式的 滨水地区内涝防控方案——以厦门市杏林湾 选区为例

在快速城镇化进程中,由于硬质下垫面面积比例增加,导致城市内涝问题日益突出。选取厦门市杏林湾地区作为研究对象,以绿色经济与低影响开发为目标,运用SWMM技术构建降雨-径流模型,分别对低影响开发前后的地块进行暴雨重现期2年一遇和5年一遇情景的模拟,确定地块内涝易发区域积水节点,根据节点位置布设低影响开发(LID)措施,以此提高研究区对内涝灾害的承受能力。情景模拟结果为:杏林湾选区在重现期2年一遇时,地块东部海湾口处容易出现内涝现象;重现期5年一遇降雨导致杏林湾选区排水系统出现大范围节点溢流,主要集中在湾区滨水空间及海湾口处。通过对易涝区增设LID措施降低径流总量、削减洪峰小时流量,从而使年径流控制率提升至77.5%,降低城市内涝灾害风险。     

基于SWMM的LID设施对排水管网性能影响研究

以河北省迁安市海绵城市试验区为研究区域,根据实地监测资料,建立当地的暴雨雨水管理模型,在1年重现期降雨条件下,模拟不同规模(研究区总面积的10%,20%,30%,40%,50%)低影响开发(LID)设施和不同规模(0. 5,1,3,5年设计重现期)排水管网组合对城市内涝总量和排水管网内流速的影响。结果显示,1年重现期降雨条件下,每增加10%规模的LID设施,内涝削减率平均提升8. 61%,管网内流速平均降低7. 73%。     

LID措施与雨水调蓄池联合运行的模拟研究

选取昆明某片区为研究对象,以截留全年50%总降雨量为目标,采用SWMM模拟研究LID措施与雨水调蓄池联合运行的效果。在0.5、1、2年一遇重现期下分别运行仅设雨水调蓄池和LID+雨水调蓄池两种方案,结果表明,LID+雨水调蓄池措施对径流总量、径流峰值均有明显削减作用,对污染物的截留量有显著提升,且截留效率随重现期的增加而减小;在目前设置参数下,LID措施对径流峰值的出现时间无明显影响。另外,设置LID措施可显著削减雨水调蓄池容积。     

不同降雨强度下LID改造对径流量的削减效果

以重庆市海绵城市建设试点区域秀山县为研究对象,通过实时监测传统片区和低影响开发(LID)片区的降雨径流数据,探析LID片区在不同降雨强度下对径流量的削减效果。结果表明,经LID改造后,地面透水性增大,所容纳的雨水量增加,与传统开发模式相比,中雨条件下对径流总量和峰值的削减率分别可达到80. 4%和56. 0%;LID措施的蓄水容积有限,不同降雨条件下对径流总量和峰值的削减程度不同,削减程度排序为:中雨(80. 4%、56. 0%)>大雨(69. 4%、64. 4%)>暴雨(56. 1%、60. 8%),而且随着降雨等级的增大,LID片区的径流产生时间和峰现时间的滞后效果减弱,在暴雨条件下与传统片区无明显差别;LID片区是否产生径流以及产生多大的径流,主要由降雨强度决定,而与降雨量关系不大,在本研究中,当降雨强度> 0. 2 mm/min时才会产生径流,且降雨强度越大,径流量就越大。     

基于SWMM的某工业园区LID方案及模拟评估

以中山市某具有大面积厂棚的工业园区为研究对象,探讨了其在低影响开发(LID)方面的潜力,通过SWMM建立了优化的LID改造方案,并进行了径流控制及污染削减方面的模拟评估。结果表明,通过多种LID措施的组合及优化,研究区域内径流总量削减率及峰值流量削减率均可达到70%;在重现期为3年、降雨历时为2 h的降雨情景下,对研究区域内NH3-N、COD、SS等径流污染物的去除率分别可达到76.6%、66.7%、57.6%。     

浙江杭州地区某项目的海绵城市设计

以浙江杭州地区某建筑项目为例,探讨建筑设计中具体采用的LID措施,分析了采用LID措施后雨水径流量系数的变化及雨水径流总量的控制情况,结果表明,海绵城市设计可有效减小径流系数,控制径流总量,优于传统的开发模式。     

基于HYSWMM软件的某海绵园区LID措施效果模拟分析

以海南省三亚市某海绵园区为例,采用HYSWMM软件对该海绵园区进行了3种工况(未开发、传统开发、低影响开发)的暴雨模拟分析。分析结果表明:传统开发工况在设计暴雨强度下会出现部分区域积水,部分雨水管道出现过流现象;设置LID措施后的低影响开发工况,区域的出流总量和径流峰值有明显削减,径流系数有较大幅度减小。     

不同重现期下的城市暴雨径流模拟研究

银川市金凤区中部是银川市新城区海绵城市示范区,因此选定银川市金凤区中部为研究区,以银川DEM(5m)数据、土地利用数据、排水管网数据、降雨数据为数据源,基于地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术和SWMM(storm water management model,SWMM)模型,从不同重现期下的子汇水区径流模拟、排水管网排水能力评估和城市内涝风险区域预测三方面对银川市内涝防治提供可行性建议,得到以下结论:子汇水区的总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加;当节点所处地势低洼、汇流面积较大、其上下游节点均存在溢流情况时,节点的溢流情况较严重;当管网布设附近子汇水区较密集、经过的子汇水区面积较大、位于排水系统下游时,管网排水能力欠佳;研究区在降雨强度较小时,已存在内涝高风险区域,面积占比较小;随着降雨强度增加,高风险区域面积逐渐增大.以上结论为缓解银川市城市内涝灾害问题提供借鉴.     

不同重现期下的城市暴雨径流模拟研究

银川市金凤区中部是银川市新城区海绵城市示范区,因此选定银川市金凤区中部为研究区,以银川DEM(5m)数据、土地利用数据、排水管网数据、降雨数据为数据源,基于地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术和SWMM(storm water management model,SWMM)模型,从不同重现期下的子汇水区径流模拟、排水管网排水能力评估和城市内涝风险区域预测三方面对银川市内涝防治提供可行性建议,得到以下结论:子汇水区的总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加;当节点所处地势低洼、汇流面积较大、其上下游节点均存在溢流情况时,节点的溢流情况较严重;当管网布设附近子汇水区较密集、经过的子汇水区面积较大、位于排水系统下游时,管网排水能力欠佳;研究区在降雨强度较小时,已存在内涝高风险区域,面积占比较小;随着降雨强度增加,高风险区域面积逐渐增大.以上结论为缓解银川市城市内涝灾害问题提供借鉴.     

滨海区域LID措施模型的模拟效果分析

以某滨海城市填海区域为研究对象,利用PCSWMM软件建立该区域的雨洪管理模型,分析LID措施和潮汐现象对规划地块雨水径流和地面积水的影响。结果表明,在有潮汐作用、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为53. 77%、24. 02%和48. 08%、23. 41%;在无潮汐作用(管道自由出流)、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为52. 38%、24. 02%和46. 69%、23. 41%。由模拟结果可知,LID措施对滨海城市地面积水状况具有一定的缓解作用;潮汐现象本身对研究地块的出流量和地面积水情况有一定影响。     

基于GIS和SWMM的精细化水文表征方法

SWMM是模拟城市降雨径流响应的动态模型，其汇水区的空间元素细分方式和水文表征直接影响模拟结果。为此，提出了基于GIS对汇水区的土地利用进行精细化分类的方法，并将下垫面信息通过物理水文定义，反馈、模拟到SWMM的汇水区水文表征和低影响开发（LID）模块描述中，直接影响水文汇流过程。与常规水文构建方法相比，精细化模型中增加的缓冲渗透区可以接收来自间接不透水区的径流，更符合实际径流走向，提高了模型精度。在相同降雨重现期下，精细化模型模拟得到的径流总量、径流峰值和溢流总量均比常规模型要小。同时，该方法可以更合理地模拟LID措施的水文作用，可为LID措施提供因地制宜的布设空间和比例。     

基于SWMM的低影响开发城市道路雨洪控制模拟研究——以萍乡市武功山大道为例

低影响开发设施作为能够有效消减、利用和延缓城市道路雨水径流以及控制径流污染的分散性单元,正逐渐应用于道路排水系统建设中。该文以海绵城市试点——江西省萍乡市武功山大道为研究对象,运用雨洪管理模型(SWMM)模拟不同重现期(一年一遇、三年一遇、五年一遇以及十年一遇)3小时降雨下生物滞留设施、透水铺装等单一低影响开发设施以及低影响开发组合模式对于道路雨水径流削减效果。结果表明,采用LID雨水系统的城市道路在不同重现期下对径流总量的削减率为34.5%、28.2%、26.1%、24.3%,径流峰值削减率分别为37.4%、27.3%、23.5%、19.5%。同时,对于单项LID设施而言,生物滞留设施在径流总量以及峰值削减上均优于渗透铺装,具有良好的雨洪调控效果。     

基于SUSTAIN模型的LID设施成本效益分析

以深圳市某低影响开发(LID)示范区为研究对象,利用SUSTAIN模型分析LID措施在削减峰值流量方面的成本效益。构建研究区域排水系统的现状模型,并利用实测降雨数据进行率定,在现状模型的基础上构建LID方案,以雨水排放口的峰值流量为控制目标,以LID设施的规模为决策变量,设置不同重现期设计暴雨作为边界条件,对多种组合的LID设施进行模拟,得到各情景下的优化方案以及成本-效益曲线。结果显示,相同的LID设置方案在不同强度的降雨条件下的成本-效益曲线有较大差异,LID设施在高强度降雨下的径流控制效果较差。该研究方法可为相关规划与设计中控制目标的制定与建设方案的优化提供参考。     

新型渗井-透水网格措施的径流调控效果研究

为更加合理地对雨水资源进行管理和调控,低影响开发(LID)措施日益成为我国许多城市"海绵化"的必然选择。透水网格被认为是一种有着良好雨洪管控效用的LID措施,然而大多情况下施工过程不尽规范,土基多采用渗透性不良的土质,这使得径流调控及渗流效益难以充分发挥,故拟以透水网格砖孔布设渗井来改善该现状。采用试验与SWMM仿真相结合的方法,研究了在6场重现期降雨作用下新型渗井-透水网格措施较透水网格在径流调控方面的改善效果,以及100年重现期降雨条件下两种措施的入渗规律。结果表明,在不同降雨场次下,新型措施较透水网格雨量径流系数降低了9.94%~51.09%,洪峰流量削减率提高了2.91%~30.42%;滞峰时间延迟效果不显著,在3 min以内;在100年重现期降雨下湿润锋迁移速率提高了73.47%。     

低影响开发(LID)在广州某新建校区设计中的应用

阐述根据LID的适宜性分析,并根据校区特点进行了LID设计方案。通过使用SWMM的模型模拟分析,从内部产流量、流量峰值、出流量等方面对比传统设计方案及LID设计方案系统,得出结论:在5年一遇2h暴雨强度下LID布置方案的出流量、流量峰值分别比传统管网方案减少36.3%及38.7%。在于10年一遇24h的暴雨强度下,LID布置方案的出流量、流量峰值分别比传统管网方案减少41.3%及38.0%。LID设计方案对于10年一遇24h降雨具有较好的削峰和减量效果。     

流域治理视角下合流制雨季超量混合污水治理策略

传统集中式城镇卫生系统在改善水环境的同时,也凸显了集中管网系统在雨季对汇水区域雨水快速收集、快速下泄导致的污水厂进水短期水量大幅提高的水力负荷冲击问题,而我国目前活性污泥系统工艺设计及运行模式无法应对雨季峰值流量,导致管网沿程溢流或厂前溢流或者超越,严重污染了城市河道、受纳水体。在分析集中式城镇排水系统应对峰值流量系统性欠缺的基础上,结合雨季峰值流量特性,总结了欧美发达国家在雨季超量混合流量处理方面主要的技术路线、解决方案和运行控制模式,并就我国流域治理大背景下实施雨季峰值流量处理在立法及排放标准方面提出了建议。     

海绵城市理念下雨洪控制效果分析

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,该研究以西安市城区重点雨涝区为研究对象,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加装4种LID措施组合:15％透水路面和无绿色屋顶,15％透水路面和25％绿色屋顶,15％透水路面和50％绿色屋顶,15％ 透水路面和75％ 绿色屋顶后降雨径流削减规律.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.     

基于多元回归法的排水管网InfoWorks CS模型参数全局灵敏性分析

利用InfoWorks CS软件对JZ市老城区排水管网进行模型构建,选取固定径流系数模型、霍顿渗透模型和SWMM汇流模型组合,采用多元回归法对该模型组合参数进行全局灵敏性分析,为模型构建的参数识别提供依据.结果表明:固定径流系数对径流总量是最灵敏的参数,初渗率和衰减率对最大流量影响较大,曼宁粗糙系数仅对峰值发生时间有影响.     

基于SWMM模型的雨水管网优化

利用SWMM模型模拟所选区域排水系统的运行现状,分析得出其"瓶颈制约",并提出改变节点高程和增大管径这两种管网改造方案。在两年重现期下,两种改造方案分别使整个排水系统的溢流量减少了44.78%和81.62%,明显缓解了节点溢流和管道过载情况。进一步模拟两种改造方案下管道的淤积情况,发现增大管径这一方案缓解节点溢流和管道过载的效果比较理想。这为城市排水管网优化设计、管网改扩建和管道养护提供了技术支持。