南宁市设计降雨及其总量控制率时空异质性特征

针对当前我国海绵城市建设及成效考核中设计降雨及其控制率指标单一均化、难以有效定量指导不同下垫面LID设施建设并评价其效果等问题,以南宁市市区为例,基于2020年Quick Bird土地利用及子流域精细划分,根据1981-2010年南宁市0.1°CMFD格点日降雨序列资料,采用ArcGIS空间插值法、《指南》中设计降雨量与控制率关系法以及容积法,分析了研究区日降雨量、设计降雨量及其总量控制率的时空异质性特征,并讨论了现状下垫面调蓄及管网排水对控制率指标的定量影响。结果表明:南宁市市区日降雨频次、年分配、设计降雨量及其控制率均具有显著的时空异质性特征,按75%控制率对应各月的日设计降雨量变化范围为9.72(2月)~32.05 mm(7月);南宁市主城区(面积占比31.99%)现状年降雨总量控制率普遍低于50%,仅靠绿色LID设施难以实现75%控制率目标,要实现该控制率目标,主城区还需增加调蓄容积120~211 m^(3)/hm^(2),若考虑管网排水能力70~103 m^(3)/hm^(2),则所需调蓄容积可减少30~108 m^(3)/hm^(2)。综上,为实现南宁市75%控制率目标,应针对现状下垫面水平,建立考虑时空异质性的不同控制率目标与调蓄容积、管网排水之间的定量函数关系,这是有效提升海绵城市调控雨洪径流能力的一个主要途径。

海绵城市建设中的次暴雨总量控制率及调蓄能力评估:以南宁市竹排冲流域为例

目前次暴雨量的调控指标在内涵界定、时变性、空间异质性及多目标性等诸多方面存在不足,导致了当前海绵设施建设的主观性和事后评价的滞后性,同时也限制了科学有效快速地推进中国系统化全域海绵城市建设。首先以南宁市竹排冲流域为例,针对上述调控指标问题开展多目标情景的现状下垫面次暴雨径流模拟,分析了该区域次暴雨总量控制率及其对应的海绵设施综合调蓄量的空间异质性。结果表明:研究区次暴雨总量控制率均值为0.500(0.25 a)~0.257(100 a),与南宁市海绵城市建设的75%控制率目标相差甚远。要实现该控制率目标,还需要增加的海绵设施综合调蓄量为200(0.25 a)~950 m^(3)/hm^(2)(100 a)(不含外排)和70(0.25 a)~420 m^(3)/hm^(2)(100 a)(含外排)。最后提出了全域海绵城市建设持续推进的定量指导系统框架“次暴雨总量控制率及调蓄量时空信息图谱”,可综合考虑上述次暴雨量调控指标的诸多问题,全过程定量指导各类海绵设施的多阶段设计、建设和运行效果,为科学有效快速地推进中国系统化全域海绵城市建设提供重要支撑。

Experimental Investigation of the Water Impulse Force and Moment on the Disk of a Butterfly Check Valve

Butterfly check valves are widely used in water supply pipeline systems. Proper design of new valves requires accurate determination of the water impulse force and moment on the disk for transient flow conditions. The impulse moments were measured using pressure measurement and strain gauge measurements. Correlation was developed relating the impulse moment to the velocity and angle that were used to design a new type of valves.