基于SWMM模型的南宁市海绵城市建设优化模拟

为推进南宁市从"工程治水"向"系统治水"的海绵城市建设改造,借助SWMM雨水管理模型和Arc GIS地理信息系统,将研究区划分为若干个150 m×150 m的子汇水面积作为模拟单元,构建南宁市区地表径流及非点源污染精细化雨水径流模型。2009年、2015年南宁市雨水年径流总量分别为1. 86亿,3. 37亿m3,增长率为44. 81%,径流中心和高径流区在空间上均向市区东北方向偏移。利用构建的南宁市精细化雨水径流模型,借助SWMM中的低影响开发(LID)模块,结合不同改造目标对南宁某高强度海绵城市模式示范区进行情景改造模拟。结果表明:最大径流量/悬浮颗粒物(SS)去除模式(情景1)下,径流量削减率为21. 04%,SS削减率为66. 37%。成本最优模式(情景2)下,径流量的削减率为13. 74%,SS削减率为46. 71%。引入单位投资回报作为改造效益评估指标时,情景2下,单位成本径流量和SS削减率分别增加了0. 17%和0. 89%,说明情景2比情景1更贴合实际工程评估。因此,将单位成本投资作为工程效益评估指标能更客观真实地指导海绵城市建设规划。     

SWMM模型应用于城市住宅区非点源污染负荷模拟计算

以温州市典型住宅区非点源污染为对象,基于SWMM(storm water management model)模型的模拟机理,借鉴国内外相关研究的模型参数,结合降雨径流实测数据率定模型参数,将模型"本地化",构建了基于SWMM模型的研究区非点源污染负荷计算模型,并设计了4种不同降雨情景,分析在不同降雨条件下研究区非点源污染固体悬浮物(TSS)、CODCr、TN和TP的污染负荷量及其累积变化过程.结果表明,构建的SWMM模型的模拟值可以较好地与实测值相吻合,4种污染物模拟的相对误差均小于10%.在设计的4种降雨情景下:①污染物浓度峰值出现在降雨30～40 min内,降雨强度越大,出现浓度峰值的时间越早;②高强度降雨较低强度降雨可对受纳水体造成更大的污染.      

海绵城市设施的降雨径流和污染负荷频谱分析方法

海绵城市设施效果目前主要用年径流总量控制率和年径流污染物总量削减率评价,它们通过对事件数据进行累加得到.为直接分析事件,建立了适用于降雨、径流和污染事件的频谱分析方法 .在方法例证研究中,年径流总量控制率显示海绵设施能够完全还原自然径流总量,最佳规模为201 m³.而径流频谱显示,与自然对照相比,海绵设施截留小雨(导致径流总频次减少)、对大雨控制不足,只在中雨下接近自然径流,它不能还原自然径流事件,通过计算频谱相似度得到的最大修复程度为0.66,最佳规模为238 m³.污染负荷频谱提供了大量细节信息,例如,没有初雨池的弃流器只在1.5～8.0 kg·hm^-2·d^-1的排污量范围内污染削减效果较好,在其他情况下效果较差.降雨频谱和年径流总量控制率的比较表明,频谱不会对原始数据做任何改变,只原样地呈现事件累积频率分布,其表征水文特征的真实性更高.     

基于在线监测+模型的海绵城市建设径流水量控制效果研究

以青岛市海绵城市典型项目区为研究区,通过收集、整理和概化汇水区资料,构建了研究区降雨径流模型——SWMM模型。利用2018年雨季的降雨-径流实时监测数据,进行了模型关键参数的率定和模型验证,研究了海绵城市建设在削减径流量、增加入渗与滞蓄雨量方面的定量效果。结果显示:海绵改造后,不同降雨强度下形成径流的雨量占总雨量的平均比例由56%下降至29%;下渗雨水的平均比例由40%增加至60%,滞蓄深度由0. 63 mm增加至5 mm。海绵改造前后研究区场降雨径流总量控制率变化显著,当以1～10年一遇的短历时(120 min)设计降雨作为模型边界条件进行模拟时,海绵化改造后场次降雨径流总量控制率提高了26%～34%,认为研究区基本达到了海绵城市关于水量控制的建设要求。     

汇流路径对SWMM模型水量模拟结果的影响

随着城市雨水管理信息化的快速发展,数学模型逐渐在城市雨水系统规划设计中得到广泛应用,但模型的模拟精度已成为制约其广泛应用的瓶颈问题之一。以某低影响开发(low impact development,LID)雨水系统为例,基于SWMM模型,系统分析了不同重现期条件下,低影响开发设施占比和汇流路径的差异对雨水径流水量控制效果的影响。模拟结果表明:与不考虑汇流路径相比,考虑汇流路径时雨水径流外排总量削减率为4. 32%～26. 53%,峰值削减率为38. 46%～61. 40%。因此,汇流路径对雨水径流外排总量和峰值流量影响均较大,且随着LID设施占比升高而增大,随着降雨重现期的增加而降低。在场地开发过程中,可以通过合理的汇流路径设计,提高场地中LID设施对雨水径流的控制效果。同时,在利用模型对场地雨水控制利用效果评估时,也应充分考虑汇流路径对模拟结果的影响。     

城市径流质量模型参数率定方法研究

本文针对某一具体城市集水区，简要介绍一种污染物集聚模型和冲洗模型参数的率定方法。该方法概念清晰，操作简便，且成果符合实际，有一定精度。     

上海市海绵城市水环境绩效评价指标研究

针对上海市中心城区排水系统特征与主要水环境问题,对海绵城市水环境绩效评价指标的可操作性进行了讨论.目前考核指标有一定的指导性,但过于笼统,对实际监测评价工作的指导性不强.无论何种排水模式,雨水最终经排水系统进入受纳水体.从考核可量化、可操作、可比较出发,在现有监测网络不完善、监测方法难落实的情况下,针对已有设施,在其服务范围所处的排水系统,建议以年度单位降雨放江水量为绩效评价的定量指标.     

城市径流污染控制与治理的探讨

目前我国各大城市均注重点源污染的控制与治理,并取得了阶段性的成果,但城市内水体水质仍然无法得到较大改善,对城市污染治理造成了很大困扰。经研究表明城市降雨径流污染未得到有效控制是其重要原因。文章主要分析了城市主要三大垫层径流污染对水体污染的贡献程度,并结合海绵城市建设理念从源头到终端全方位提出了城市降雨径流污染的控制措施,为城市建设提供技术参考。     

基于SWMM的天津市某海绵型建筑小区径流水量水质效果模拟分析

以天津市某海绵型建筑小区为研究对象,采用在线监测与模型模拟相结合的方法,开展小区尺度海绵化改造对径流水量水质效果评估的量化研究。构建暴雨雨洪管理模型,利用实测降雨、水量、水质数据进行模型关键参数的率定与验证,在设计降雨和实际场次降雨、多年连续降雨情景下,模拟分析海绵化改造对径流总量、径流峰值、径流污染的控制效果及差异。结果表明,海绵型建筑小区在2～10年一遇设计降雨重现期下,径流总量控制率为64.43%～74.10%,径流体积削减率为31.27%～40.09%,监测排口处径流峰值削减率为40.57%～41.40%。在55场实际降雨情景下,径流总量控制率为58.29%～100.00%,径流污染削减率为40.93%～83.05%。同时,总降雨量、最大小时降雨量是影响径流总量、径流污染控制效果最主要的降雨特征,存在较强的负相关(P<0.01)。多年连续降雨情景下,年径流总量控制率为78.61%,年径流体积削减率为37.18%,年径流污染削减率为45.16%。该研究成果可为科学定量评估海绵型建筑小区径流控制效果提供参考。     

海绵城市建设的水质水量控制效果实证研究:以鹤壁试点区为例

首批国家海绵城市试点建设已经完成,有关海绵城市规划与模型模拟的研究也层出不穷,但是对于海绵建设区开展持续监测并进行深入分析的研究较为缺乏,而对于海绵城市实际建设区的水质水量研究是规划建设理论与实践效果差别的唯一检测器,是优化未来海绵城市规划和建设的关键。以河南省鹤壁市国家海绵城市建设试点区为研究对象,开展试点区地表水体与雨水管网的水质水量多年持续监测研究,分析海绵城市建设对地表水主要水质指标和雨水年径流总量控制率的实践作用效果。采用人工监测与设备在线监测相结合的方式,于2015-08—2018-09在海绵城市试点区地表水体10个采样点进行了16次人工采样,共计获得109个地表水样并测定了常规水质。利用试点区内20个雨水管道出口处的流量在线监测设备获得2018-01—12的分钟级流量数据。结果表明:研究区域内波动较大的水质指标为NH₃-N、TN和DO,波动较小的为pH。与海绵城市建设前相比,研究区域的地表水系水质得到改善,试点区该年度的雨水径流总量控制率达到85. 7%,满足规划建设要求指标70%。但当实际场次降雨量低于设计雨量23 mm时,仍有雨水外排。不同地块的...     

海绵城市的地区分类建设范式

在系统分析我国城市的水文地质和气候条件等自然因素和新旧城区、功能区等社会因素的基础上,分类和总结现有海绵城市试点经验,提出了基于我国地域分类和社会属性分类的海绵城市建设策略和范式,以期为海绵城市建设的推广提供借鉴。     

基于海绵城市建设的低影响开发技术的功能分析

研究了基于海绵城市建设的低影响开发技术(LID)对场地开发前后自然水文状态的复原原理,分析了LID技术的主要功能,即在场地控制中采用源头处理或者分散处理的技术,从而达到增加雨水的蒸发量、渗透量,削减洪峰流量与径流量,延长峰现时间及同时净化雨水等目标。对LID的6项功能列清单,提出了功能列表并分析了功能多边形。对LID技术功能的分析,有助于了解LID的主要功能及LID的本质目标,为推进海绵城市的建设提供参考。     

上海市系统化全域推进海绵城市建设体系与技术研究

经过全国30个海绵试点城市4年多的创新实践,城市生态环境明显改善,试点成效显著。在总结试点经验的基础上,为进一步贯彻落实国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》的目标要求,住房和城乡建设部在2020年重点工作部署会议上明确提出要"系统化全域推进海绵城市建设"。结合上海市在全市范围内系统化推进海绵建设的研究与实践,特别是临港试点的经验,从系统化体系建设、系统化全域推进、临港试点后全域推进等方面进行研究,以期为其他城市系统化全域推进海绵城市建设提供借鉴。     

基于传导思维的海绵城市建设规划编制方法研究

传导思维是一种逻辑响应度强的思维方式,依托定量理据分析,层进式推导出合理结论,促使目标可达。海绵城市建设规划编制要求因地制宜、理性务实。以上海市松江区海绵城市建设规划为案例,研究传导思维概念和内涵,结合海绵城市建设规划的编制思路、内容、技术方法,探讨传导思维在海绵城市建设规划中的应用,并初步总结了基于传导思维的海绵城市建设规划的编制方法,以期为科学编制海绵城市建设规划提供方法参考和技术支撑。     

老(旧)城区海绵城市改造探索与实践

以老(旧)城市水问题为导向,结合城市未来发展建设更新需求,坚持"系统构建、分区治理"的建设思路,通过优化调整现有排水分区,布置源头减排工程(建筑与小区、公园广场及道路LID改造项目)、过程转输控制工程(排水管网、调蓄池)和末端调蓄治理(泵站)等系统工程设施来构建海绵城市,综合实现工程总体治理目标。利用MIKE FLOOD分析模型和海绵城市监测系统评估工程建设成效,为海绵城市建设提供了可借鉴的建设经验。     

基于“海绵城市”理念的透水铺装系统的研究进展

近年来,城市内涝和非点源污染得到高度关注。透水铺装系统是基于"海绵城市"理念的一种重要的源控制技术,可以有效的减少洪峰流量、防治城市内涝现象、净化雨水径流污染。已被广泛应用于公园、停车场、人行道、广场、轻载道路等。通过总结国内外相关文献资料,重点介绍透水铺装系统在雨水径流水文特性和水质净化方面的研究现状和行业趋势,并对日后研究方向和未来行业领域的发展提出建议,对透水铺装系统的进一步深入研究具有积极意义。     

海绵城市理念下道路植草沟植物的选择:以西咸新区为例

植草沟作为海绵城市建设的一种工程措施被广泛应用于道路绿化中,但目前植草沟的植物选择多为感性的主观判断,缺乏量化的选取标准。以西安西咸新区海绵城市建设中道路植草沟的植物选择为例,采用层次分析法等,从生态适应性、功能特性、景观特性、经济效益4个方面构建了道路植草沟植物选择综合评价体系,筛选出18种道路植草沟优良品种,以及14种较优品种,为我国的道路植草沟植物的选择提供理论依据与案例参考。     

基于城市规划的开封市地质环境风险评价

随着城市化进程的加快,城市地质环境风险评价作为缓解日益严峻的人地矛盾,科学合理地利用地质环境的有效措施,对城市的规划和可持续发展有着十分重要的指导意义。针对开封市的城市规划,将不同类型功能区作为评价对象,建立了地质环境危险性和社会经济易损性评价指标体系,并采用通用的风险评价模型对开封市地质环境风险进行了评价。评价结果显示:开封市高风险区面积占1.21%;次高风险区面积占11.89%;次低、低风险区面积占86.9%。根据评价分区结果,提出了功能优化和风险防控建议。