基于SWMM模型的坡地小区海绵城市改造效果评估

以济南市某坡地小区为例,将小区内"马路行洪"主道路概化为不规则明渠,基于SWMM(stom water management model)模型研究海绵城市改造方案对不同重现期设计降雨水文过程影响。结果表明:SWMM模型可较好地对小区"马路行洪"过程进行模拟,且选用的海绵城市改造方案(低影响开发措施改造及排水系统改造)可有效控制小区内的雨洪径流过程;对小区出流口Out 01和Out 02的5年以内不同重现期(1、3、5年)设计降雨径流总量和洪峰流量削减率分别超过了20%和10%,Out 01的峰值水位削减率超过了15%,显著降低了研究区"马路行洪"灾害的影响。研究结果可为坡地小区"马路行洪"模拟及海绵城市建设与管理提供一定的理论支撑和技术参考。     

降雨特征对西北地区海绵改造小区径流控制效果的影响

为研究海绵措施对降雨径流的削减效果和不同降雨特征对海绵措施的影响,以宁夏固原市玫瑰苑小区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model,SWMM）,模拟不同重现期下研究区域海绵改造前后径流过程的变化。结果表明：(1)布设低影响措施对排水口1、2、3的径流削减效果明显。(2)重现期为1 a、5 a、10 a时,径流峰值和径流总量削减率分别可达到25%和10%,排水口水位峰值削减率可达到10%,且海绵措施可以适当延后洪峰出现时间;对于较大的降雨,海绵措施对径流的削减作用有限。(3)不同降雨特征的设计暴雨下,海绵措施的径流控制效果存在差异,径流峰值和水位峰值的削减率随着雨峰系数的增大而增大,径流总量的削减率随着降雨历时的增大而减小。     

基于监测与模型的滨海地区海绵城市建设径流控制及内涝治理效果评估

随着海绵城市建设的持续推进,如何准确评估海绵城市建设的效果备受关注.虽然国家已出台《海绵城市建设评价标准》(GB/T 51345—2018),但目前仍缺乏系统监测数据及定量化评估的实践案例及相关经验.为此,选取深圳市坝光西侧片区为研究区域,在源头项目和典型排水分区的雨水排放口设置在线流量计,定量评估海绵城市建设设施在项...     

水土保持措施减水减沙效果分离评估研究

根据耦合模拟概念性模型理论，把流域水流泥沙耦合模型应用于水土保持措施减水减沙效果评估之中。首先把各类措施划分为减水型（或蓄水拦泥型）和植被型，然后利用模型对这两种类型措施引起的减水、减沙效果及总的减水减沙效果分离评估。通过对黑矾沟流域水土保持措施效果进行评估，其结果表明，该方法较合理，分高评估的各项结果也较符合实际情况。其中，计算的次洪产流量和产沙模数与实测值对比，其总绝对误差的相对值分别为２０．１％和２０．４％。     

基于SWMM的建筑小区海绵改造水文效应评估

基于城市化前后水文特征,理论探讨海绵城市建设水文效应,确定特征因子;根据西安市暴雨公式,采用芝加哥雨型设计短历时暴雨;利用SWMM模拟重现期1、3、5、10、30、50 a条件下城市化前后、海绵改造前后雨洪过程;计算统计特征因子,分析海绵改造水文效应。研究区域海绵改造后径流总量控制率稳定达70%以上,洪峰削减率稳定达30%以上,区域下垫面自然渗透性得到有效恢复;针对湿陷性黄土下垫面特征,增加不渗透底部,在区域出口设置滞蓄装置,增大区域调蓄容积,控制峰现时间。     

基于InfoWorks_ICM模型的山地城市老旧建筑小区海绵化改造方案设计及评估

为解决山地城市老旧建筑小区内涝积水问题,以重庆市万州区某老旧建筑小区海绵化改造为例,基于InfoWorks_ICM模型,提出一套海绵化改造方案和效能评估的方法。采用万州区典型年实测5 min降水数据序列对改造前后的年径流总量控制率和年径流SS污染负荷削减率进行模拟分析,采用芝加哥雨型2h设计暴雨过程线分别对改造前后1年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、30年一遇、50年一遇暴雨过程进行内涝积水风险模拟分析,结果表明,改造方案满足规划指标要求,能够显著改善小区内涝积水问题。     

基于Mike Flood模型的老旧小区海绵化改造研究

在城市化进程中,由于下垫面透水性及滞水性能的明显降低,减弱了下垫面的雨水调蓄能力。文中以山西太原某老旧小区为例,运用Mike Flood模型模拟了小区海绵化改造效果。结果表明,适宜的海绵措施,能够有效降低小区洪峰流量和径流总量,并能有效改善小区局部积水问题。研究结果可为涵养局部水资源、增强小区防涝能力提供思路,为旧城海绵城市建设提供参考。     

排水分区尺度的海绵设计及径流协调方法探讨

以贵安新区海绵示范区湖潮V排水分区为例,介绍如何在排水分区尺度组织地表径流,通过海绵设施的共建共享或地块间的径流协调,以较小的代价实现"径流总量控制率"目标在排水分区尺度总体达标。     

基于系统周界观控模型的径流还原方法

针对传统分项还原法存在的问题,基于系统周界观控模型,提出二维径流还原新方法。通过量化系统内部状态的人类活动影响,确定人类活动对径流的间接影响量,实现对实测径流的修正,克服了传统分项还原法的不足。在此基础上,计算人类活动对径流的直接影响量,获得还原后的天然径流量。以泾河流域径流还原为例,通过与水文统计相关法、BP神经网络还原法和分项还原法进行比较,结果表明本研究提出的二维径流还原方法需要资料更少、结果更为合理,既适用于人类活动影响强度较小的区域,也适应于强烈人类活动影响的区域,为径流还原研究提供了新的思路。     

基于SWMM的海绵校园径流控制效果评估——以萍乡市北星小学为例

为了研究海绵校园LID措施的径流控制效果,以萍乡市北星小学的改造项目为例,利用萍乡市暴雨强度公式计算各个重现期的设计降雨,借助雨洪管理模型(SWMM),构建LID改造前后的降雨-径流模型,模拟不同设计降雨条件下校园内分别采用组合LID及单独布设LID措施的径流控制效果,以及透水路面堵塞情形下的径流控制效果。结果表明:校园海绵化改造后,年径流总量控制率达到75%,污染物削减率在60%左右,排放口流量峰值时刻延后7～10 min;三种LID措施对校园径流量削减的贡献度排序为透水铺装下沉式树池下沉式绿地,对污染物削减的贡献度排序为下沉式绿地下沉式树池透水铺装;透水路面堵塞对径流控制效果的影响在降雨重现期30a时显著增大。通过对结果分析,设计方案下的海绵校园径流控制效果均达到预期目标,对一般的小范围海绵校园进行LID改造具有一定的参考价值。     

基于SWAT模型的多尺度径流模拟与对比分析

国际上对水文尺度转换的研究目前还处于初级阶段,由于空间异质性与变异性的存在,水文过程变得更加复杂和非线性,这对水文尺度转换的研究提出了更高的挑战。许多学者认为,实现水文尺度转换的关键是找出水文模型在不同尺度上的影响因素,从而确定不同尺度上的关联性。以杜陵流域为基础,以SWAT水文模型为研究对象,采用多尺度径流模拟方法,探讨水文模型的应用精度以及流域径流系数等在不同时间尺度下的变化规律,可为不同时间尺度上水文模型的选择提供支持,对水文尺度转换的研究也具有一定价值。     

基于PSO-SVR-ANN的丹江口水库秋汛期月尺度径流预报模型

丹江口水库位于汉江上游,是南水北调中线工程水源地,因受华西秋雨影响经常发生较大的秋汛过程。目前应用于丹江口水库径流预报的方法普遍存在预报精度不高和稳定性不强等缺点。针对上述问题,构建了PSO-SVR中长期预报模型,利用粒子群优化算法(PSO)寻找支持向量回归机(SVR)的惩罚系数C、不敏感系数ε以及高斯径向基核函数的gamma参数,在此基础上利用分层感知器人工神经网络(ANN)分析了SVR预报误差规律和特征,建立了PSO-SVR-ANN耦合模型,实现了径流预报的自纠正。结果显示,PSO-SVR-ANN秋汛期预报模型平均相对误差较小,均在10%左右;合格率较高,均处于80%以上水平。实验结果表明,PSO-SVR-ANN模型与PSO-SVR相比,预报精度更高,稳定性更强,可信度更高,具有一定的实用价值,为相关研究提供了参考。     

海绵小区削峰减洪效率对降雨特征的响应

海绵城市建设一定程度上增加了城市下垫面的种类,使得城市降雨径流的非线性关系更加复杂。以分析降雨特征对海绵小区的径流控制能力的影响为研究目标,以厦门市典型海绵小区为例,通过SWMM模型模拟计算,分析了降雨重现期、降雨历时和降雨峰现系数对海绵小区削峰减洪能力的影响,计算了不同设计降雨条件下普通开发小区、海绵小区的洪量削减率和洪峰削减率。结果表明:随着降水重现期由2年增加至100年,总洪量削减率由63.8%降至50.9%,洪峰削减率由66.0%降至37.4%;随着降雨历时从1 h延长至6 h,总洪量削减率由58.3%增至61.8%,洪峰削减率由63.7%降至56.3%;随着峰现系数从0.1增大到0.9,总洪量削减率由58.3%增至61.8%,洪峰削减率由63.7%降至56.3%;海绵小区削减洪峰的能力对降雨过程更为敏感,降雨量越大、峰值越靠后,越不利于洪峰流量的削减;而降雨量越大、历时越短,越不利于总径流量的削减。海绵小区整体在不同雨强下的效用比单一低影响开发措施更为稳定,证明了海绵城市建设中多种工程相结合、注重竖向设计的做法比大量建设某一种设施更为有效。研究成果为海绵城市规划和建设提供参考。     

建筑小区海绵城市流量径流系数计算模型研究

以径流源头控制的建筑小区为研究对象,提出小区在海绵城市设计下的蓄洪能力计算方法。首先从径流系数的定义及指标意义分析,明确影响雨量及流量径流系数的因素、取值方法及两者之间取值的差异。然后,建立以年径流总量为目标的雨水调蓄设施规模计算流程,推导得到海绵城市场地流量径流系数计算模型。以天津地区建筑小区为例,研究在满足年径流总量控制目标前提下,雨洪调蓄设施对整个小区的错峰蓄洪能力,并分析影响管道设计流量的重要参数。     

海绵城市建设小区雨水综合利用效果评价研究

为了客观、准确地评价城市小区海绵城市建设效果,研究提出了一套以小区海绵度为综合指标,包括资源利用和生态环境改善两方面效果的海绵城市建设小区雨水综合利用效果评价指标体系和评价方法。并利用所提出的方法对具有长期监测资料的北京某小区的雨水综合利用效果进行评价,结果表明,该小区在资源利用效果方面评价结果为优秀,生态环境改善效果方面评价结果为优秀,综合效果评价海绵度等级为优秀。提出的评价方法计算方便、可操作性强,既可用于海绵型建筑与小区的效果评价,也可为海绵型道路、广场、海绵型公园及绿地的效果评价提供参考。     

基于Elman网络的黄河源区径流评估模型

黄河源区来水量对黄河上游乃至整个流域供水有重要影响,研究黄河源区汛期径流变化规律和来水趋势,对黄河流域水量持续利用和优化配置有重要作用.针对黄河唐乃亥水文站近48 a(1959～2006年)径流流量及年降雨情况,利用反馈Elman网络,尝试建立了黄河源区汛期径流评估模型.并利用matlab7所提供的神经网络工具箱对其进行了仿真实验.预报结果表明,该模型能较好地反映唐乃亥水文站汛期径流量的规律.     

基于模型联用评估气候变化对径流特征的影响

应用流域模型与气象发生器模型联用的方法,评估了未来气候变化对泾河源头流域径流量的影响。使用泾川水文站2006—2014年的实测月流量资料,校准并验证了通用流域污染负荷模型(GWLF)的水文传输参数集。使用崆峒气象站1955—2014年逐日气象资料,对气象发生器(LARSWG 5)模型参数进行了率定与评估。基于HADCM3气候模式结果,针对IPCC定义的A1B、A2、B1三种温室气体排放情景,使用校准后的LARSWG 5模型进行降尺度分析,生成反映研究区域21世纪50年代和21世纪80年代气候状态的日降水与气温序列,并将其作为输入数据代入校准后的GWLF模型,分析对应时间段流域径流特征的响应变化。结果表明:未来气候变化会显著影响泾河源头流域径流过程,流域蒸散发作用会随气温升高而显著增强,水体经由地表径流进入河道的通量会增大,而经由浅层地下潜流的通量会减小,未来流域水量的增大主要集中在秋冬季节。     

基于在线监测的海绵城市源头项目径流控制效果评价研究

对于海绵城市的绩效评价与考核工作,源头项目径流控制效果的评价是其中一项重要内容,筛选典型源头项目进行排口在线流量数据的收集是开展定量化效果评价的主要依据。结合相关标准要求和论文研究,总结提出了4种利用在线监测数据对源头项目径流控制效果进行评价的分析计算方法,并以Q市海绵试点区3个典型源头项目为例进行评价方法的应用研究。结果表明,不同评价方法的评价角度和侧重点不同,适用性也有所差异,在实际评估工作中,应结合考核评价需求和相关条件进行方法的合理选择,宜进行综合应用,指导项目的优化与完善。     

城市公园海绵化设计及效果评估

项目的年径流总量控制率目标为75%,分析了项目的海绵化设计方案,建设2759m2的透水铺装强化公园的径流控制;应用景观绿地蓄积雨水,设计290m2的下沉式绿地提高公园对雨水的调蓄能力,计算得到公园的蓄水容积为86m2,大于设计调蓄容积,项目的年径流总量控制率可以达到设计目标。建模分析了项目实际的年径流总量控制率,为82%,表明公园的海绵化建设对径流控制效果良好。