西北干旱地区海绵城市建设探讨

我国西北干旱地区降雨量较小,排水体制较差,同时存在生态敏感脆弱、景观效果差、海绵城市建设无经验可循等特点。本文通过分析西北干旱地区海绵城市建设的必要性和存在的主要问题等,提出建设海绵城市需开展的措施,以期为西北干旱地区海绵城市建设提供一定参考。

生物炭修复多环芳烃污染土壤研究进展

寻求一种经济高效的污染场地中PAHs降解方法是目前研究的热点和土壤生态修复领域的难点问题。生物炭具有较大的孔隙和孔隙率,可以有效吸附土壤中的PAHs,并通过影响土壤中微生物群落结构促进土壤中PAHs的降解。从生物炭的制备方法入手,重点介绍了生物炭去除污染土壤中PAHs的机理、影响因素、净化效果以及在典型污染场地中的应用,以期为PAHs污染土壤的生态修复提供参考,并进一步指出了生物炭修复PAHs污染土壤目前仍存在的问题和未来的研究方向。

雨水管道沉积物累积对过流能力影响的模拟试验

我国大部分城市的雨水管道都存在沉积物累积现象,其一方面阻塞管道,降低过流能力,引发积水内涝,另一方面也是造成受纳水体冲击污染的主要原因之一。针对上述问题,通过实验室试验,研究了沉积物累积厚度、沉积物表面粗糙程度、管道坡度等因素对雨水管道过流能力的影响。结果表明:在坡度为2‰条件下,当管径为150 mm时,沉积物累积厚度从管道直径的20%增至70%,过流能力削减率从14.93%增至59.56%;根据水力学相似准则,当管径为2000 mm时,沉积物累积厚度从20%增至70%,过流能力削减率从44.78%增至73.75%。因此,过流能力削减率随沉积物累积厚度和管径的增加而增加。试验条件下,沉积物表面粗糙度变化对过流能力无显著影响,随粗糙度增加,过流能力削减率变化幅度的平均值为5.93个百分点;而坡度变化对过流能力的影响较为明显,试验条件下过流能力削减率变化幅度为12.30~28.83个百分点。研究结果可为城市雨水排水管道的优化设计、维护管理、监测评估提供依据。

生物滞留设施排空时间影响因素研究

生物滞留设施是我国海绵城市建设中应用较为广泛的技术措施之一,在其设计和运行维护过程中,排空时间对雨水径流总量的控制效果、植物生长状况等具有重要影响,但目前尚缺乏排空时间影响因素的系统研究。通过实验室试验,研究了调蓄水深、降雨间隔、淹没区高度及构造类型对排空时间的影响。结果表明:试验条件下,不同构造类型生物滞留设施调蓄层排空时间为10~140 min,完全排空时间为6~47 h。调蓄层排空时间随调蓄水深和淹没高度的增加而增加,随降雨间隔的增加而降低,调蓄水深对调蓄层排空时间影响最大;完全排空时间随调蓄水深和降雨间隔的增加而增加,随淹没高度的增加而降低,降雨间隔对完全排空时间影响最大。研究结果可为海绵城市建设过程中生物滞留设施优化设计提供技术支撑。

基于多目标遗传算法的城市内涝调蓄池规模优化方法研究

调蓄池是缓解城市内涝广泛应用的技术措施之一,但目前调蓄池在工程应用过程中存在设计不合理、缺乏整体效益分析等问题。为有效缓解城市内涝,提出了一种基于InfoWorks ICM模型和多目标遗传算法相耦合的调蓄池规模优化方法,并以某城市片区为例对该方法进行应用。采用InfoWorks ICM模型分析了积水内涝风险,得出5,10,20年一遇降雨重现期下片区积水点溢流总量分别为14355,17102,19838 m^(3),将上述结果与多目标遗传算法进行耦合,以降低工程造价和内涝风险为目标函数,以调蓄池占地面积和效率指数为约束条件,分别在不同降雨重现期下提出了5种优化方案,通过比较5,10,20年一遇降雨重现期下最优解的分布特征,确定方案2为最优方案,所对应的调蓄池造价为2713万,4612万,6240万元。因此,InfoWorks ICM模型与遗传算法相耦合的方法,可用于城市内涝调蓄池的规模优化设计。

基于SWMM模型的城市已建区排水防涝提标改造途径探讨

随着城镇化建设高质量发展,城市排水防涝标准也在逐渐提高,因此,如何实施已建区排水系统的提标改造,是城市有机更新重要建设内容之一。以北京某已建区域为研究对象,提出了针对排水系统的排水能力和内涝防治标准GB 50014—2021《室外排水设计标准》统筹提标改造的方案,并借助于SWMM模型进行了方案优化评估。结果表明:通过海绵城市建设,在80%年径流总量控制率条件下,现状管网的排水能力可由1年一遇提标至2年一遇。在上述方案基础上,通过模拟评估内涝防治重现期(P=20 a)条件下雨水管网的过载情况,进一步提出并比较了调蓄池集中布置和分散布置2种方案,模拟结果表明:调蓄池末端集中布置无法解决上游区域管网的冒溢问题,而调蓄池分散式布置,可有效消除现状冒溢点,实现现状区域的内涝防治标准提高至20年一遇目标。因此,在已建区排水防涝提标改造过程中,根据场地空间条件,可优先考虑采用海绵城市建设与调蓄池分散式布置相结合的方式实现排水防涝提标改造目标。