基于SWMM的东平县中心城区低影响开发设施规模量化与布局

低影响开发设施可有效应对全球极端气候和城市化进程带来的城市内涝问题,目前,在城区尺度进行低影响开发设施规模量化与布局的研究还不多见。文章提出系统的LID规模量化和空间布局的方法,并以东平县中心城区为例进行实证研究,通过构建SWMM模型进行验证。以中心城区年径流总量控制率75%为目标,共布局LID面积984.25hm^(2),主要分布于96处内涝易发点。其中,雨水花园、绿色屋顶、透水铺装和下沉绿地建设面积分别为107.60hm^(2)、7.50hm^(2)、660.96hm^(2)和208.19hm^(2),总调蓄容积为670590m^(3)。经模型模拟验证,东平县中心城区年径流总量控制率提升至75.72%,达到预期目标。老城区、东平经济开发区、滨河新区、白佛山组团和大清河组团的最大峰值径流量分别削减56.65%、55.36%、53.02%、48.60%和2.90%。研究可为城区尺度LID布局设计提供理论支撑和科学依据。

海绵城市典型低影响开发设施水文性能的研究进展

海绵城市是未来城市雨洪管理的重要发展方向。低影响开发(LID)设施水文性能直接影响海绵城市建设成效。总结和探讨了典型LID设施的水文性能及其影响因素,分析了渗透系数、保水性和蒸散对径流总量控制、峰值流量控制、峰值延迟时间等的影响,并对未来研究方向进行展望。

低影响开发设施的水文与水环境效应评估

低影响开发(LID)作为海绵城市理念的核心之一,其目的是最小化土地利用活动对水资源的影响,减少城市对传统水资源的依赖,从而缓解水资源压力。以广州庙头涌排涝片为研究区域,基于SWMM模型,模拟透水铺装、雨水花园和绿色屋顶三种LID设施组合的水文及水环境过程,并分析了LID设施空间分布变化对城市水文与水环境效应的影响。结果表明,单一LID设施中对城市水文效应控制最好的是透水铺装,对城市水环境效应控制最好的是雨水花园;当组合LID设施进行布设时,透水铺装+绿色屋顶+雨水花园(S7)对水文及水环境效应削减效果最好,对径流量的削减效果优于洪峰流量;LID设施布设在上游对径流量和污染物总量的削减效果最好,可以有效降低洪涝风险,改善城市水环境。

常见低影响开发设施施工质量问题与对策研究

海绵城市建设是适应新时代城市转型发展的新理念和新方式,是系统解决城市水问题、推进城市高质量发展的重要抓手。现阶段低影响开发设施施工问题屡见不鲜,如技术交底不充分、专业施工缺乏协同、施工细节不到位、质量验收形式化等等,导致海绵城市建设品质不理想,建设效果参差不齐。其关键原因在于,施工单位与设计单位沟通不畅,对设计方案缺乏深度理解,进而导致实际施工与设计存在差异。针对这一问题,结合全域推进海绵城市建设的政策背景,该文基于实际工作经验,针对低影响开发设施如绿色屋顶、透水铺装、雨水花园等,对其施工质量控制要点进行分析,总结出安全、有效、经济、适用的质量控制对策和措施,以供同类项目参考。

基于SWMM和LISFLOOD-FP模型的居住区低影响开发模拟评价

为解决一维SWMM模型难以直观展示研究区淹没深度及范围的问题,以布莱顿市城区某居住区为例,利用SWMM模型耦合LISFLOOD-FP二维水动力模型对该居住区低影响开发改造之前的内涝情况进行分析并制作淹没范围和水深图,设计了三种不同的低影响开发(LID)方案(单一绿色屋顶方案、单一透水铺装方案、组合方案)对居住区进行改造。结果表明,淹没范围与实际易发生的内涝点相吻合,表明二维耦合模型具有较高的可靠性,三种低影响开发方案均能有效消除溢流节点,降低径流峰值,延缓峰值出现时间和退水时间,对提升城区排涝改造技术具有重要意义。

基于雨洪风险模拟的城市低影响开发适建性分析

城市低影响开发(LID)是解决城市内涝问题、改善人居环境的重要创新举措。本文以雨洪风险较高的贵阳市云岩区和南明区为例,输入不同降雨条件,运用SCS-CN模型模拟降雨径流;应用GIS空间分析识别不同雨洪风险区,并将雨洪风险、土地利用、高程、坡度和坡向耦合分析LID的适建性;拟选最适建占比最高的街区作为LID示范建设区。结果表明:不同土地利用类型的地表径流量差异较大,降雨5 a一遇时建筑区为66.21 mm、林地为7.63 mm,100 a一遇时建筑区为110.41 mm、林地为28.80 mm,应当重视城市绿化建设。研究区在5 a一遇情景模拟下,最先出现大面积雨洪风险,雨洪高风险区面积6.90 km^(2)。区域内LID适建性总面积为184.4 km^(2),其中最适建面积为81.49 km^(2),覆盖41个街区,最终选取最适建面积占比97.44%的中山西路街道和98.81%的河滨社区作为建设示范点。

基于SWMM模型的低影响开发与调蓄池组合设施模拟分析

为研究调蓄池+LID(Low Impact Development)组合方案对削减洪峰及面源污染控制的影响,以合肥市翡翠湖为研究对象构建SWMM模型(Storm Water Management Model),在2 h短历时降雨条件下模拟分析了单设调蓄池、单设LID措施和LID+调蓄池组合3种方法对雨洪控制与污染物削减的效果。相较于单设调蓄池和单设LID,组合方案(LID+调蓄池)在重现期P=0.5 a、1 a、3 a和5 a的情况下,洪峰径流量分别减少了42.68%、29.26%、18.51%、12.79%,径流总量分别减少了32.79%、25.97%、20.41%、15.39%,污染物截留总量(以COD为例)分别为426.87 kg、615.15 kg、886.5 kg和1107.8 kg。

基于NSGA-Ⅲ算法的低影响开发措施规划设计

为完善海绵城市建设的整体规划设计,基于东南亚某经济开发区,结合雨洪管理模型(storm water management model,SWMM)和第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)建立了一个四目标优化模型,以地表径流系数、管道过载时间、节点溢流量等3个城市内涝指标和总投资成本作为优化目标进行求解.结果表明:该优化模型可实现多目标同步优化,获得效益较高的低影响开发(low impact development,LID)措施的设计方案,优化后地表径流系数为0.309~0.355,管道过载时间为23.834~27.967 h,节点溢流量为10477~21802 m^(3),工程总投资成本为7.479亿~9.593亿元.研究结果可为未来海绵城市内涝控制设计提供技术参考.

基于低影响开发理念的给水厂设计

为应对因雨水径流量改变而导致的水安全问题,以合肥某给水厂为例,探讨利用低影响开发技术调节厂区径流的可能性,并建立基于SWMM的水文模型,校核调控效果。结果表明:分散式布设下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、透水铺装4种LID措施,在5 a重现期内,厂区地表径流削减率平均值达到61.95%,地表下渗率平均提高36.90%,洪峰流量平均减小73.59%,节点积水量平均减少79.74%,年径流总量控制率达到77.27%,比目标年径流总量控制率提高2.27%,降低了厂区内涝风险,为安全生产提供了保障。

基于SWMM模型的低影响开发模式雨洪控制利用效果模拟与评估

以江苏省淮安市郦城国际小区为例,介绍了SWMM模型中的低影响开发(LID)模块,运用SWMM模型模拟了该区域现状用地场景及下凹式绿地、渗透路面、植被浅沟单独布设和3种LID措施组合布设场景在不同设计降雨重现期下的管道出口断面径流过程,评估了不同LID措施的雨洪控制利用效果。结果表明,各LID措施均具有减小径流系数、削减洪峰流量、推迟峰现时刻的作用,其雨洪控制利用效果在低重现期更显著,尤以组合LID措施的效果最佳。

基于SWMM模型的低影响开发对城市住宅区非点源污染负荷的控制效果模拟

以张家港市某典型住宅区为例,运用SWMM模型中的低影响开发模块(LID),模拟分析了现状条件及绿色屋顶、渗透路面、植被浅沟单独布设和三种LID措施组合布设场景在不同暴雨重现期条件下研究区非点源污染物(TSS、COD、TN和TP)的污染负荷量及其累积变化过程,分析了不同LID措施对城市住宅区非点源污染负荷的控制效果。结果表明,各LID措施均可控制非点源污染物浓度、削减非点源污染物累积排放量,其对各非点源污染物的控制效果在低重现期下效果更为显著,尤以组合LID措施的效果最明显。

SWMM模型耦合MOPSO算法优化配置大型城市绿地海绵设施

本研究以水文-成本综合效益为目标,探讨在城市绿地中,如何优化海绵设施布局,使其在较少投资成本下实现较高年径流总量控制率(α)的目标。以济南市凤凰湖公园为研究对象,根据海绵城市规划及容积法,确立LID规模与预布局。在α与成本目标约束下,通过Python运行MOPSO算法调用SWMM模型,求解LID布局最优方案,利用GIS实现LID空间落位。研究结果显示:现状方案的α=67.32%,在以实现α=85%为优化目标的情况下,最优方案可使α=94%,地表径流减少42.76%,同时建设成本节省约1653.12万元。MOPSO有助于提高LID优化效率,可为LID设施综合效益评估及海绵公园建设提供科学依据。

SWMM模型中的低影响开发模块在排水防涝系统中的应用

针对近年来福建省龙岩市主城区内涝严重的问题,基于SWMM模型中的低影响开发模块(LID),模拟分析了现状条件及渗透路面、植被浅沟单独布设和两种LID措施组合布设场景在不同暴雨重现期时地面淹水状况,评估了不同LID措施对城市洪涝的缓解作用。结果表明,渗透路面、植被浅沟均可有效降低径流系数、推迟峰现时刻、减少溢流检查井个数和最大淹水深度,且对内涝的缓解作用在低重现期时更为显著,尤以组合LID措施对内涝的控制效果最佳。

低影响开发单项设施模拟模型研究与应用进展

随着我国城市化进程的加快,城市内涝、雨水径流污染及水质恶化等问题日益严峻。低影响开发(LID)作为目前国际上城市水环境保护和可持续发展的雨洪管理新策略,在削减城市雨洪和滞留污染物等方面效果显著。为更好的模拟LID措施对环境带来的影响,不同尺度低影响开发模拟模型应运而生。本文总结了SWC、HYDRUS、DRAINMOD、RECARGA等典型小尺度单项设施模拟模型的特点、结构、适用条件和优缺点,分析了现有典型单项设施模拟模型的不足之处,指出模型参数选择、模型适应性检验以及水质水量耦合模型研发为今后的研究方向。

基于SWMM模型分析的高层住区低影响开发实施策略

从低影响开发模式近年来的发展趋势和产生的生态效益出发,指出其当前在我国高层住区中推广应用的价值和难点,并提出相应的实施策略。分析了低影响开发措施在我国的发展现状,同时对其在高层住区中的应用前景和当下面临的困难进行了分析,并通过SWMM软件对典型案例布设不同低影响开发方案的实施效果进行了模拟评估,证明了低影响开发措施在新建高层住区中的实施效果,根据模型的分析和计算的结果进一步提出了有助于低影响开发措施在高层住区中推广应用的策略。

低影响开发技术的雨洪控制效果及水质影响分析——基于SWMM模型

以山东胶州新城区为例,运用SWMM模型模拟对现状、常规开发建设模式以及低影响开发建设模式进行对比,研究不同建设模式的雨洪控制效果和水质变化。结果表明:常规建设模式的径流系数、洪峰流量及有机物排放量较现状都增大;低影响开发建设模式的径流系数、洪峰流量及有机物排放量较现状和常规模式都有所降低;而对于不同低影响开发模式的控制效果,组合LID>透水铺装>雨水花园;降雨强度越大,低影响开发模式有机物排放量的峰值出现越早且越大,控制好初期雨水并进行有效处理成为低影响开发模式的重要研究方向。

海绵性道路低影响开发设施应用研究

海绵性道路低影响开发设施是海绵城市建设系统中的重要一环。文章以透水铺装、道路下凹式绿地、生物滞留设施、渗渠和植草沟等五种常见道路性低影响开发设施为例,对五种方式的结构特点和功能特性进行分析,探讨五种方式在海绵城市建设中的应用。提出道路性低影响开发设施在应用时既要结合设施自身的功能特点,更要考虑系统布局和长远规划。

基于SWMM模型的城市工业园区低影响开发效果模拟与评估

以重庆市渝北区花朝工业园为研究对象,分别设计单一生物滞留池、渗透性路面、绿色屋顶控制方案以及生物滞留池-渗透性路面-绿色屋顶组合式方案,构建SWMM模型模拟不同方案对研究区域的径流、洪峰削减影响效果。模拟结果表明,LID措施的径流削减效果在重现期为2年、10年时更显著;单一方案中渗透性路面的径流控制效果与洪峰削减效果更显著;组合式方案的径流控制效果优于单一方案的和值,表明彼此间相互产生正影响。组合式方案的洪峰削减效果低于单一方案的和值,表明彼此间相互产生负影响。

低影响开发设施提高上海建成区排水能力的模型研究

上海建成区排水系统的能力大都达不到《室外排水设计规范》（GB 50014—2006,2014年版）要求的3~5年一遇设计标准,排水系统需要提标改造。以上海市某排水系统为研究对象,利用SWMM模型评估LID规划方案在短历时和长历时设计降雨下的排水效果,探讨在建成区通过低影响开发（LID）设施提高现有系统的排水能力,作为传统排水管网提标改造的替代方案的可行性。结果显示,通过低影响开发改造,上海典型建成区已建排水系统可达到5年一遇的新标准。

基于SWMM模型与低影响开发模式的滨水地区内涝防控方案——以厦门市杏林湾选区为例

在快速城镇化进程中,由于硬质下垫面面积比例增加,导致城市内涝问题日益突出。选取厦门市杏林湾地区作为研究对象,以绿色经济与低影响开发为目标,运用SWMM技术构建降雨-径流模型,分别对低影响开发前后的地块进行暴雨重现期2年一遇和5年一遇情景的模拟,确定地块内涝易发区域积水节点,根据节点位置布设低影响开发(LID)措施,以此提高研究区对内涝灾害的承受能力。情景模拟结果为:杏林湾选区在重现期2年一遇时,地块东部海湾口处容易出现内涝现象;重现期5年一遇降雨导致杏林湾选区排水系统出现大范围节点溢流,主要集中在湾区滨水空间及海湾口处。通过对易涝区增设LID措施降低径流总量、削减洪峰小时流量,从而使年径流控制率提升至77.5%,降低城市内涝灾害风险。