鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统在城市道路内涝整治设计中的应用

项目中的市政道路位于已建城区,历年暴雨期间内涝严重,因改造条件受限,拟仅通过雨水管网改造解决内涝问题。为制定经济合理的管网分期改造方案、准确分析内涝成因、预估不同降雨条件时改造方案的实施效果,项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统进行模型构建,并采用传统推理公式计算法辅助分析。通过软件模拟对现状管网重现期进行评估;对近期管网改造方案在10年一遇、20年一遇、50年一遇降雨条件时的道路积水情况模拟,以验证近期改造效果;通过反复试算最终确定了50年一遇内涝设计标准下的管网改造方案。项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统辅助方案设计,利用其超标重现期下内涝设计的功能,软件操作以AutoCAD为平台,避免了软件输入数据的处理、转换以及软件模块间的外部耦合,操作过程简单、模型构建时间短。与传统推理公式法计算相比,优化了管道管径,由于该软件目前较少应用于超标重现期下的道路内涝整治设计,可为类似内涝整治工程提供技术参考,且对数学模型法的推广应用具有非常重要的意义。

低影响开发措施(LID)对天津市暴雨径流影响模拟研究

在城市化的大背景下,针对天津市暴雨洪水的特性,通过建立天津市中心城区及环城四区的SWMM模型并对其进行了率定验证,计算了不同重现期设计暴雨下的降雨径流,对比了城市实际排水管网能力。结果表明,城市现状排水管网排水能力不足,大部分地区遭遇强降雨时形成的径流过程超出了控制泵站的排水能力。针对这一情况,设计利用低影响开发措施(LID)中的生物滞留区与透水铺装措施来控制洪峰及径流总量。结果表明,LID控制措施能有效削减洪峰及径流总量达40%,但随着所遭遇设计暴雨重现期的增大,削减效果有所下降。

降雨强度及降雨间隔对低影响开发雨洪控制的影响及分析

低影响开发(low impact development,LID)是一种采用微观尺度和分散式设施从源头实现雨洪控制的理念。以长沙市某居民小区为研究区域,基于城市排水管网模拟系统建立了现状无LID、绿色屋顶、下凹式绿地、渗透铺装、植被浅沟及上述四项LID设施组合的六种不同用地场景的排水管网水力模型。结合管道的承载能力全面评价各项LID措施在不同降雨强度、不同时间间隔多场降雨的雨洪控制效果。结果表明:渗透铺装、下凹式绿地、绿色屋顶措施的径流控制和削峰作用相对较好。降雨强度较低时,LID措施的雨洪控制较好,与排水管渠系统联用,可以有效降低内涝风险。绿色屋顶和下凹式绿地的径流削减能力对降雨强度变化较敏感,渗透铺装和植被浅沟相对稳定。连续降雨条件下各项LID的雨洪控制效果不佳,绿色屋顶和植被浅沟的削峰能力严重降低。随降雨间隔的加大,各项LID措施的功能缓慢恢复。

基于DigitalWater的两种LID措施模拟方法对总量的影响评估

概括并介绍了DigitalWater Simulation模型中低影响开发(LID)措施的模拟方法,通过案例对比分析了两种模拟方法对径流总量及污染物总量控制的影响,结果表明利用两种模拟方法对LID措施进行模拟都可较好体现措施对总量的控制效果,且两种方法所得结果本身带来的相对偏差处于可接受范围之内。可根据实际情况进行模拟方法的选择与应用,也为不同研究所得模拟结果进行横向对比提供了理论依据。

不同空间布局下LID设施径流控制效果模拟研究

城市流域尺度上的低影响开发(LID)可有效缓解城市洪涝问题,但目前研究主要集中在LID设施的规模占比、布设位置、设计参数等不同布局方案对城市洪涝风险削减的综合影响上,对于不同空间布局下LID设施径流控制效果却鲜有研究。以重庆市秀山海绵示范区为例,将城市排水系统(UDS)根据汇水区域划分为上、中、下游3个区域,利用SWMM模型将雨水花园(RG)、生物滞留带(BRC)和透水铺装(PP)3种典型LID设施以不同比例进行空间布设,评估不同降雨重现期下LID设施空间布局方案对径流的控制效果。研究结果表明,3种LID设施均可显著减少地表径流量和洪水总量,但对径流峰值的削减效果较差,总体性能为RG>BRC>PP;对于不同空间布局下LID设施组合布设时,其中均匀布设方案可最大程度减少城市洪涝,而其他布设方案仅在较低降雨重现期(P≤5 a)才可实现较好的径流峰值削减效果。此外,LID设施空间布局对城市洪涝的缓解效果受管网溢流节点分布显著影响,当LID设施布设于内涝点附近时,可最大程度降低城市洪涝发生几率,并可有效降低UDS转移至其他区域的水力负荷。

基于SWMM和鸿业软件对种植屋面雨水管理模拟及评估

以合肥市某规划改造小区为研究对象,建立了传统和新型种植屋面的2类改造方案,通过SWMM和鸿业海绵软件分别进行模型构建,并对其径流控制及污染物削减能力进行模拟评估。结果表明,2类种植屋面改造方案均具有良好的处理效果,其中,传统种植屋面对径流的削减达到80%左右,对COD和SS的削减率分别为77%~89.7%和76%~85%。新型种植屋面在传统的基础上对总产流量的削减进一步提高11.2%,对污染物COD和SS的削减率提高了10%~12%和13.2%~15.9%。通过对2类种植屋面改造方案的软件模拟情况进行分析,为种植屋面在海绵城市建设中的推广实践提供技术支持。

城市排水系统水力分析与改造策略——以秀山县为例

以秀山县城区一独立排水系统为例,运用暴雨管理模型(SWMM)模拟分析不同设计暴雨重现期下检查井溢流与管道输水超载情况,系统地评估研究区域的排水能力。针对现状排水管网输水能力的不足,提出了"透水铺装+植草沟"和"透水铺装+植草沟+蓄水池"两种低影响开发(LID)改造方案,并进行对比分析。结果表明:在暴雨条件下,两种LID改造方案较传统排水系统能更显著地削减雨水径流量,可有效控制溢流节点数与管道超载负荷;随着重现期的增加,"透水铺装+植草沟+蓄水池"改造方案对雨水径流的控制效果更佳。

城市雨水内涝成因及对策

近年来城市雨水内涝问题逐渐呈高发态势,受到多方关注。从城市发展、排水系统设计标准、受纳水体情况、暴雨强度公式、排水系统的使用及管理等方面,分析了城市雨水内涝成因,并在此基础上提出相应对策。

基于HYSWMM的LID与传统模式下雨水管网对比

以深圳市光明新区光明北片区为研究区域,采用鸿业暴雨排水及低影响开发系统(HYSWMM)模型模拟不同降雨条件下低影响开发(LID)模式的雨水管网运行情况,从径流系数、管网排水能力、管道充满度、节点水深、径流峰值、峰现时间等方面分析LID对雨水管网运行状态的影响。结果表明,对于重现期≤10年的2 h短历时降雨,LID设施的加入对雨水径流具有削减作用,与传统开发模式相比,LID模式下区域径流系数由0.53~0.67降低至0.42~0.56,排水能力提升约10%,管网排放口总出流量峰值降低9.9%~15.9%,节点最大水深降低0.09~0.5 m,充满度最大降低0.22,峰现时间最大可延迟3 min;对于重现期为50年的24 h长历时降雨,LID模式下管网排放口总出流量峰值相比传统开发模式几乎无变化,LID模式在极端暴雨情况下对雨水管网运行状态的影响微弱。