利用暴雨管理模型（SWMM）对低影响开发措施效果的模拟研究

为考察低影响开发措施刘城市雨洪的控制效果,利用暴雨管理模型（SWMM）,对某区域内规划建设绿色屋顶、渗透铺装、雨水收集系统以及低势绿地等低影响开发措施后在不同重现期的降雨强度下出水口流量变化以及规划区域内产汇流情况的模拟研究。通过模拟显示,在一定重现期降雨强度下低影响开发措施可以削减区域内产流的峰流量、推迟区域内径流峰流量的出现肘间,并且采取低影响开发措施后,地表对降雨径流的滞蓄量和渗透量增加,减小了地表径流总量,从而间接增加了雨水资源滞留、消纳和利用量。通过SWMM模型可以对低影响开发措施在不同重现期降雨强度下地表径流的滞留消纳量以及雨水资源的利用量进行评价,进而为低影响开发措施的规划设计提供必要的技术支撑。     

基于 PCSWMM 模型的广州典型社区海绵化改造水文效应研究

随着城市化进程加快和海绵城市建设的不断推进，低影响开发（LID）措施在城市建设中备受重视。为评估LID措施效果，构建研究区域PCSWMM模型，模拟分析重现期分别为0.5、1、2、5、10和20年的设计降雨情形下LID 设施的水文效应，结果表明下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装等LID措施的不同组合方案对径流量和污染物均有不同程度的削减能力，且削减效果随着降雨重现期增大而减少，同时设置下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装的组合能达到最佳削减效果，对径流量、BOD5、CODCr、TSS、NH3-N、TN和TP的最大削减率分别为64.77%、56.93%、57.44%、51.20%、51.91%、55.29%和71.37%。     

基于SWMM的陂塘系统雨洪调蓄能力及应用研究

陂塘系统是山地城市重要的绿色基础设施和"海绵体"。基于陂塘景观的水文过程,利用SWMM模型,建立了场地尺度陂塘系统的暴雨径流模型。以重庆裕民村为例,利用2000年—2012年的降雨数据和不同重现期下24 h设计降雨模拟研究了陂塘系统的雨洪调蓄能力。在保留陂塘系统的前提下,以居住用地开发为例,分别模拟了高、中、低居住密度在小流域上、中、下游布局的流域地表径流总量和峰值径流量。结果发现,由塘和水田构成的陂塘系统能够抵御百年一遇的24 h设计降雨。13年的长期历史降雨数据模拟结果显示,陂塘系统对场地径流控制率高达75%以上。以保留场地内的陂塘系统为前提,高密度上游布局开发对整个场地的水文影响最小。最后,在流域、城市和场地尺度上分别提出了陂塘景观未来应用的规划设计策略。     

基于动态模拟的低影响开发设施组合设计及雨洪控制效果分析

针对南方低山丘陵地区土壤渗透性弱、暴雨多发且频次集中的特点,探索通过低影响开发设施组合设计实现径流总量控制和暴雨内涝防控的双重目标。针对设施规模计算时数据不精确、空间不匹配导致反复调整的问题,提出一种基于动态模拟进行低影响开发设施组合设计的方法,利用过程模型分析、计算、评估、修正,得到满足研究区年径流总量控制目标的6个低影响开发方案。对方案进行模拟分析,结果表明,低影响开发设施组合配比不同,雨洪控制效果有一定差异:透水设施(绿色屋顶、透水铺装)配比大的方案年径流总量控制率较高、长重现期暴雨径流削减效果较好;调蓄设施(生物滞留设施)配比大的方案洪峰削减及内涝削减效果较好、短重现期暴雨径流削减效果较好。     

深圳市光明新区低影响开发市政道路解析

城市道路雨洪综合管理是目前国内外研究的热点问题。深圳市在低影响开发雨洪综合管理方面进行了有益的探索与实践,其应用已初见端倪。对比了低影响开发市政道路与传统市政道路在排水系统设计方面的差异,详细剖析了深圳市光明新区已建低影响开发市政道路示范工程,并对其径流量控制与污染物控制效果进行评估。结果表明,该道路在暴雨设计重现期为2年一遇的情况下,年降雨量的66%可入渗消纳,转化为地下水资源;道路雨量综合径流系数可降低至0.36。污染物控制方面,该道路径流污染物控制量达392立方米,雨水经绿化带植生滞留槽入渗后,其中的TSS、TN、TP、重金属等污染物可得到不同程度的削减。     

兰州新区某污水处理厂生态雨水系统效果评估

为量化评估兰州新区某污水处理厂生态雨水系统的控制效果,利用SWMM软件构建了传统雨水管网系统和生态雨水系统2种方案,评估了2种方案对雨水径流量、下渗量以及污染物总量的控制效果。结果表明,生态雨水系统明显优于传统雨水管网系统,在1、2、5、10年重现期下雨水最大径流量消减了76.74%～83.49%,下渗量增加了11.36%～46.99%,TSS、COD、TN、TP总量的消减效果均好于传统雨水管网系统,并且重现期越大,污染物消减效果越弱。该研究成果可为兰州地区进行海绵城市建设提供一定的指导作用。     

蓝色屋顶调节城市雨水径流的方法及可行性分析

针对我国目前一些城市所面临的开发强度大、场地受限、内涝频发、雨水径流污染严重等突出问题,介绍了利用平屋顶调节城市雨水径流的方法——蓝色屋顶。以某城市片区为例,借助SWMM模型对该片区在不同重现期下采用不同比例蓝色屋顶的雨水径流控制效果进行了模拟分析,并比较了在一定开发强度下屋顶调节与场地开发前的水文条件。结果表明:屋顶调节是削减场地开发后峰值流量的一种有效方法,尤其对一定重现期内的强降雨事件削峰效果更明显。因此,蓝色屋顶可作为城市内涝和雨水径流污染控制的有效手段之一,提高城市的"海绵"功能,尤其对于高强度开发区域,以及国内许多城市旧城改造中内涝问题的解决具有一定的借鉴意义。     

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%。     

海绵城市建设中源头减排控制指标研究——以三亚市某新建小区为例

以三亚市某采用低影响开发的建设小区为例,在对小区的地形、雨水径流方向、排水系统进行综合分析后,将小区划分为25个汇水分区,各汇水分区设置下凹式绿地或生物滞留设施,并利用容积法对该小区的径流控制量进行试算;在此基础上,基于暴雨径流管理模型(SWMM)分析该小区在三年一遇一小时降雨条件下开发建设前、传统开发、采用低影响开发(LID)后的3种不同方案径流变化情况,结果表明:采用LID开发后的径流量及高峰径流量较传统开发均有所减小,并且LID开发后的高峰径流量较传统开发削减了56.25%,LID设置能够满足三亚市海绵城市建设提出的控制指标要求。为今后海绵城市LID设施建设提供了理论依据和技术指导。     

绿色建筑场地LID措施优化选择研究

城市化的快速发展,扰乱了区域的水文循环,使区域的降雨径流量增大、洪峰量增加、洪峰时间提前。该研究将低影响开发的雨洪管理理念与绿色建筑理念相结合,深入剖析绿色建筑场地对雨洪管理的要求和特点。然后,以BMP数据库中的统计数据为基础分析雨洪管理措施对不同径流量的径流削减能力。最后,以天津地区为例优化选择适用于绿色建筑场地的LID措施,研究结果能够为我国低影响开发雨洪管理措施在绿色建筑场地的优化选择提供理论和数据基础。     

深圳京基金融中心气动抗风措施试验研究

深圳京基金融中心高439m,风荷载是该超高层建筑的控制荷载。采用高频底座力天平方法对该建筑模型进行了风洞试验,考察了利用其顶部设备和避难层进行开敞形成不同的风走廊(气动措施)对结构风荷载和风致响应的影响。试验结果表明：在重现期100a敏感风向作用下结构漩涡脱落频率明显低于结构基阶固有频率;气动措施可显著抑制和削弱脱落漩涡的强度,当没有受到明显干扰影响时,气动措施显示出良好的抗风效果。不同气动措施可使重现期100a结构基底弯矩减少8.2%~21.2%,使重现期10a峰值加速度减少5.3%~16.0%;受到来自于地王大厦的干扰效应的影响,在所关注重现期风速范围内的结构风振响应为上游地王大厦的尾流所控制,影响了气动措施的控制效果,但在发生涡激共振的临界风速时气动控制措施效果显著。     

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 SWMM 的场地绿色雨水基础设施水文效应评估—以同济大学校园为例

随着城市化的快速发展,城市面临的洪涝灾害和水资源匮乏等共性问题日益严重。本文采用暴雨管理模型SWMM对研究场地水文效应进行评估,模拟了不同绿色雨水基础设施GSI单独布置和组合布局对削减场地暴雨径流的影响。研究表明,在场地尺度上,GSI对降低地表径流,缓解峰值流量均有一定的作用,但受到用地规模等因素的限制,GSI虽然能起到一定的控制雨水径流作用,但对径流量的削减能力随着设计降雨重现期的增大而减小,需要同雨水管网等灰色基础设施统筹协调。经过参数率定建立的场地SWMM模型可辅助进行不同GSI布局方案水文效应的评估比选,从而为场地空间的布局优化提供依据。     

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.     

透水路面与生物滞留组合系统的径流体积控制效能

透水路面与生物滞留组合系统为典型的低影响开发雨水控制设施,通过实验室人工模拟降雨,对道路1%横、纵坡条件下透水路面与生物滞留组合系统的径流雨水体积控制效能进行了研究。结果表明,变径流系数法-等流时线法更适合试验条件下透水路面的产汇流理论计算;随着降雨重现期由1年增加至20年,透水路面的径流雨水体积控制率由30. 69%降低到10. 21%;高降雨重现期下组合系统增加蓄水层深度对雨水体积控制率的改善效果不如低降雨重现期下显著;随着降雨重现期由3年增加至20年,组合系统中生物滞留设施对雨水体积控制率的贡献比例从71. 56%增加至86. 31%;当组合系统中滞留带蓄水层深度为15 cm时,10年和20年重现期下的雨水体积控制率为75. 73%和74. 59%,径流雨水控制效果较好;影响组合系统雨水体积控制率的主要因素相关性排序为蓄水层深度降雨量峰值雨强。     

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。     

基于动态模拟的城市低影响开发规划流程探讨

低影响开发(LID)是实现城市雨洪控制的新兴理念与有效途径.在深入研究国内外LID技术经验的基础上,提出了标准化的LID规划设计及评估流程,构建了用于LID措施比选及适建区分析的评价指标体系.运用数字排水平台( DigitalWater DS 3.0)构建了某试验小区LID模拟分析模型并进行情景分析,结果表明,在1年一遇、降雨历时为120 min的情景下,方案实施后,系统总径流量和洪峰流量可分别削减85.7％和84.1％,洪峰出现时刻推迟90 min.     

海绵城市与城市雨水管理相关概念与内涵的探讨

正一、低影响开发与海绵城市(一)低影响开发的内涵低影响开发(Low Impact Development,LID)最早诞生于美国马里兰州,并由该州的乔治王子郡环境资源署首次提出,其核心是通过使用渗透、调蓄、净化等技术,模拟场地开发前的水文特征,是削减径流量的一种雨水管理方法,且主要利用小型、分散、低成本的生态措施来控制高频次、中小降雨事件。该方法的主要目标是恢复场地开发前的良性水文循环,对改扩建项目的雨水处理措施进行升级改造,降低该区域的径流外排量和排入受纳水体的污染物浓度。与常规的灰色基础设施相比,LID不仅建设和维护成本更低,而且能够为城市环境提供更高效的保护[1,2]。     

低影响开发措施比选及适建区域分析

在深入分析国内外理论研究与工程经验的基础上,探讨了低影响开发(LID)措施的选址布局与比选方法,以期为推动低影响开发在国内的广泛应用提供技术支持。同时,运用数字排水平台(DigitalWater DS 3.0)构建了某试验小区低影响开发模拟分析模型并进行情景分析,结果表明,在1年一遇、降雨历时为120 min的情景下,LID方案实施后,系统总径流量和洪峰流量可分别削减68.9%和52.6%,洪峰出现时刻推迟60 min。     

水文模型法辅助低影响开发方案设计案例探讨

通过构建建设项目低影响开发水文模型进行模拟评估,能较好地评价低影响开发设计方案的合理性,辅助优化方案设计。以遂宁市某建筑与小区低影响开发设计方案模拟评估为例,采用SWMM5.1构建水文模型,以多种设计降雨条件作为输入,评估不同降雨工况下设计方案的水文效应,并提出方案优化措施,可为基于模型的低影响开发方案的设计提供参考。