基于径流污染控制量的张家口市最佳设计降雨量的分析

随着城市化进程的推进,张家口市大力发展基础设施建设,地面硬化、径流污染等问题日渐突出,建设海绵城市的要求越来越高.根据张家口市31年日降雨量得出年径流总量控制率与设计降雨量之间符合对数关系,相关性高达0.9834,并以此为依据结合海绵城市建设指南得出径流污染控制量的最佳设计降雨量为16~18mm.同时通过张家口市9年内建设用地的变化,分析径流污染控制量的变化情况,以期为张家口市雨水径流控制与海绵城市建设提供参考.     

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.     

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.     

低影响开发小区降雨径流的滞留与滞后效应

为解决海绵城市建设中低影响开发（low impact development,LID）小区降雨径流滞后效应量化研究不足的问题,基于中国深圳市麻磡环保产业园内3种LID组合设施（停车场-雨水花园、屋面-高位生物滞留池-渗透铺装-植被草沟、屋面-高位生物滞留池-渗透铺装-植被草沟-雨水花园）的降雨径流连续观测数据,系统评估了LID对径流的滞留和滞后效应,分析了LID设施组合和降雨特征等对滞留和滞后效应的影响．结果表明,LID可滞留75.0%～86.5%的降雨量,且在累计滞留降雨量达到2.2～9.9 mm后才开始产流;相对于降雨过程,LID产流的结束时间、质心位置和峰值位置分别滞后100～115、30～68和13～34min;LID设施的串联有助于提高径流滞后效应;随着雨前干旱时间延长,LID开始产流时对应的累计雨量增加;随着降雨量或降雨历时的增加,产流停止时间和质心位置的滞后效应增强;而降雨强度越小、峰值越靠前,峰值位置的滞后效应越强．研究结果有助于提高LID对降雨径流滞后效应的认识．     

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。     

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.     

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.     

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.     

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。     

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。     

基于通风潜力及风特征量化分析的城市风道构建

以杭州市主城区为例,选取杭州典型季份的Landsat 8影像反演城市地表温度,以城市局地环流运行规律为理论基础,确定城市风道系统的作用空间和补偿空间. 通过构建杭州主城区表征城市风道地表粗糙度的5个影响因子（包括建筑密度、建筑高度、城市绿地、城市水体和城市路网）的空间数据集,建立城市风道通风潜力综合评价模型,并实现GIS空间叠加分析,确定通风潜力最大区域作为潜在通风廊道区域. 结合杭州主城区各气象站点的15个自动气象风玫瑰图,确定周边区域夏季和冬季主导风向的空间分布情况. 结合上述分析结果及杭州的城市建设与规划,实际确定出杭州主城区6条潜在一级风道和5条二级风道.     

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%。     

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。     

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。     

新型种植屋面对雨水径流及水质控制能力研究

种植屋面是海绵城市的重要建设形式,具有良好的环境、经济和社会效益。通过比较分析传统种植屋面,构建了一种新型种植屋面,以期实现结构简单化、施工方便、运维先进目标。通过对传统种植屋面和新型种植屋面的降水产流量、产流延迟时间、滞蓄径流率、总氮、氨氮、化学需氧量和酸碱度等参数分析对比,进而研究新型种植屋面对雨水径流及水质的控制能力。结果表明:在雨量实验中,同为厚度100 mm种植土层,新型种植屋面的产流量、产流延迟时间和滞蓄径流率分别比传统的低1.8%、高14.1%、高1.0%;不同种植土厚度的新型种植屋面中,厚度250 mm的产流量、产流延迟时间和滞蓄径流率分别比100 mm的低8.6%、高34.4%、高23.7%。在水质实验中,同为厚度100mm种植土层,新型种植屋面的总氮、氨氮、化学需氧量和酸碱度分别比传统的低16.8%、高2.0%、低9.7%、高6%;不同种植土厚度的新型种植屋面中,厚度200 mm的总氮、氨氮和化学需氧量分别比100 mm的低23.1%、低55.7%、低21.1%,厚度150 mm的酸碱度比100 mm的高14%。研究表明新型种植屋面控制雨水径流及水质改善的能力优于传统种植屋面。     

深圳典型道路原位模拟雨水生物毒性评价分析

为探索城市道路雨水的生物毒性,保证雨水回用的安全性,以道路雨水径流对蛋白核小球藻的毒性为例,综合解析道路雨水径流的毒性水平及其主要影响因素,探究毒性作为安全性评价指标的适宜性.通过对深圳市12条典型道路进行原位模拟道路雨水径流样品的采集和检测发现,城市路面累积的颗粒物负荷与其表面附着的重金属和总有机碳负荷并不呈现正相关.而从道路雨水径流对蛋白核小球藻的毒性来看,颗粒物、重金属以及总有机碳的负荷与表现出的毒性也没有呈明显正相关,证实了传统的海绵城市雨水回用研究中以某种(类)污染物为主要关注点的研究方法是不合适的,应将多种污染物联合表达出的毒性作为指征雨水径流能否安全回用的重要指标.另外,通过主成分分析发现,道路周边工业区用地类型是影响城市雨水径流毒性的最主要因素.相比有机污染物,重金属对城市雨水径流的毒性贡献更大.因此,在海绵城市建设中,应该根据不同的回用目标,遵循"低质低用、高质高用"的原则,对毒性较高的雨水径流进行适宜性回用,同时应更关注重金属的去除.     

西安市主城区生产者服务业空间分布研究

以西安市主城区为研究区域,对西安市生产者服务业空间布局进行了研究．研究表明：西安市主城区生产者服务业具有明显的集聚特征,并且表现为随着行业不同其集聚特点也有明显不同;西安市主城区生产者服务业空间集聚特征是市场规律、政策导向和极化作用共同作用的结果．     

超标暴雨下城市雨水管网排水效果——以西安市沣西新城为例

雨水管网是城市降雨径流的重要通道,其排水效果直接关系到城市排水防涝的安全,探明不同降雨下城市管网的排水效果对缓解城市内涝至关重要。采用GAST-SWMM耦合模型,以西安市沣西新城某区域为研究对象,设置1、2、5、10、30年一遇5个常规降雨以及50年一遇和100年一遇两种超标暴雨下区域2 h设计降雨过程,模拟研究区域不同重现期降雨下的管网排水情况,计算管道超载率和管网排水量,对管网排水效果进行量化评估。结果表明:常规降雨下管道超载率为0.00%～51.22%,100年一遇超标暴雨下达到64.63%,在降雨重现期达到30年一遇时管道超载率高于50%; 1年一遇至100年一遇降雨条件下管网排水量占区域总降雨量的3.55%～22.25%,且随着重现期增长,排水量增加呈减缓趋势。大部分排水管网在超标暴雨甚至30年一遇常规降雨下处于超载状态,但在排水口畅通情况下依然具有排水能力,在城市排水除涝过程中作用显著。本研究为城市雨水管网规划、设计和运维提供参考。     

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。     

基于SWAT模型的气候变化对唐河上游径流影响研究

为研究降雨变化对唐河径流的影响,通过构建SWAT模型,设置3种情景方式,定量分析了气候变化对唐河上游流域径流变化情况,结果表明:(1)SWAT模型在唐河上游流域具有较好的适用性,可以通过SWAT模型对该流域进行径流模拟,模型率定期的ENS和R2分别为0.65和0.73,验证期分别为0.7和0.76,满足模型精度要求;(2)降雨量增加20%和10%时,月均径流对应增加了7.65m~3/s(8.9%)和4.37m~3/s(5.1%);降雨量减少20%和10%时,月均径流对应减少了5.2m~3/s(6.1%)和2.03m~3/s(2.4%),气温分别增加1℃和2℃时,流域月均径流分别减少0.73m~3/s(0.09%)和2.18m~3/s(2.5%),表明流域内的径流量变化与降雨量变化呈现正相关关系,与气温变化呈现负相关关系。通过预测唐河上游流域未来气候情景下径流量变化规律,可以给决策部门在未来水资源合理配置等方面提供科学的参考依据。