海绵型建筑与小区年径流污染控制率计算方法探讨

【目的】年径流污染控制率是海绵城市建设中的核心控制指标,对指导海绵设施设计具有重要意义。但其设计计算过程中的计算方法与公式存在不统一或不合理的问题,须探究更适用于实际工程的计算公式。【方法】梳理了国内外对于海绵设施污染物去除率的取值来源与计算方法,分析了目前工程设计中单一海绵设施对污染物去除率的取值和地块污染平均去除率计算方法存在的问题,并对比不同地区雨水管理径流控制指标,从定义出发推导更适用于建筑与小区小尺度流域的计算方法。【结果】在建筑与小区等小尺度流域的设计中,与其他三种地块海绵设施对悬浮物的平均去除率的算法相比,采用海绵设施的有效汇水面积进行加权平均计算会更加合理;而在年径流污染控制率的计算中,引入累积污染物负荷率与累积径流体积率比例,将其转化为年平均径流污染量控制率与污染物平均去除率的乘积进行计算会更加合理。【结论】对于年径流污染控制率的计算应该积极开展试验或数值模拟,并形成适合国内实际情形的数据库。应该提高设计人员对源头海绵设施污染物去除过程的认知,避免在建筑与小区等小尺度流域的设计计算中采用不合适的公式而引起的误差。

海绵措施下降雨径流模拟及污染物削减率评价

【目的】为探明海绵措施对降雨径流的削减效果和污染物削减能力,以固原市23 km2海绵试点区为研究对象,模拟不同重现期下海绵措施实施前后降雨径流及污染物的变化规律。【方法】采用高精度地形、GPU加速技术,构建适用于固原市洪涝模拟的水文水动力模型。【结果】结果表明:(1)不同降雨情景下,实施海绵措施后,年径流控制率提高16%~20%,污染物削减率均在98%左右。(2)降雨雨型对径流总量控制率影响明显,小雨量时,大部分降雨被留在当地。(3)模型模拟结果为海绵措施布置提供了指导依据,2号积水点建议布设路旁植草沟和渗井,以减少主干道往该处汇流的水量;3号积水点建议完善排水管网;6号积水点建议布设植草沟及滞留溏;10号积水点建议在西侧主干道布设生态植草沟、透水性路面。【结论】构建了适用于固原市的洪涝模型,可实现海绵措施布置对降雨径流和污染物削减率的模拟,为该城市雨洪管理和城市规划提供了科学依据。

场地基于容积法的海绵城市设计方法研究

海绵城市设计作为一种新兴的城市规划理念,正在获得越来越多的关注。本研究介绍了一种海绵城市设计计算的方法,并提供了参考指导,以帮助其他项目进行海绵城市设计。通过对一座城市的案例研究,验证该方法的有效性和实用性。结果显示,通过合理的海绵城市设计,可以显著减少城市洪涝灾害的发生,并提高城市的可持续发展能力。

海绵城市理念在市政给排水设计的运用探讨

随着我国经济蓬勃发展,城市化进程不断推进,市政给排水的使用需求也不断加强。市政给排水工程不仅影响人们的日常生活,还对改善城市生态环境,解决日常供水、泄水有积极影响。为了解决城市处理雨水污染的问题,提高城市水资源的利用效率,降低洪涝灾害的影响,在进行市政给排水设计时可以借助海绵城市理念。以珠海市斗门区东堤路工程为例,对海绵城市理念的重要意义做出了简要分析,并对海绵城市理念在市政给排水设计的运用进行了深入的探讨,以期能为相关人员提供有益的参考和建议。

浅谈南京某新建住宅小区海绵城市设计要点

每逢梅雨季,长江中下游地区降雨量长期过于集中,排水不及时,产生大量的积水和径流,导致严重的环境污染,经济损失。针对此类现象,海绵城市的发展建设愈发重要。海绵城市利用下凹绿地、雨水花园等措施可以增大城市的雨水渗透能力,减小雨水径流,降低城市内涝现象。结合南京某新建小区的海绵设计,对海绵城市年径流总量控制和面源污染削减率两个重要指标进行计算方式分析,以满足城市规划要点要求。

大型污水处理厂改造工程中海绵城市实施探索

随着海绵城市建设理念的落实,上海市水务局发布《上海市水务设施(厂/站)海绵城市建设技术导则》,推进污水处理厂等水务设施进行海绵化。结合某大型污水厂改造工程,提出海绵城市设施建设方案,通过运用雨水缓存塘、植草沟、透水铺装等设施,实现新增建设区域内径流总量控制;通过雨水缓存塘的利用,提高服务地块雨水秩序能力,并错峰排入厂区已建雨水系统,避免已建雨水管道大面积翻建,同步提升厂区景观效果。通过海绵城市设施建设,工程新增区域可实现年径流总量控制率75%,雨水系统重现期达到3 a一遇标准。

基于人工神经网络和粒子群优化的初期雨水调蓄池设计方法研究

城市地表径流所产生的非点源污染是城市水系水质恶化的主要原因,设置初期雨水调蓄池是缓解地表径流污染最经济有效的手段之一。目前,初期雨水调蓄池一般采用经验方法设计,没有考虑汇水区污染物累计特性、污水处理厂处理规模、可用征地等客观条件,初期雨水调蓄池的截污效果有限。本文利用SWMM模型模拟分析了地表径流污染物累积特性,利用人工神经网络得到各调蓄池不同截污率与对应总截污量之间的高精度非线性数学模型;结合该模型,以调蓄池总截污量最大为优化目标,以污水处理厂处理规模和可用征地为约束条件,采用粒子群优化算法得出各调蓄池的优化截污率;结合各调蓄池截污率与径流量累积量之间的关系,得出各调蓄池的设计容积,并与国内常用的设计方法进行对比。分析表明,本文提出方法可在满足约束条件下实现截污效果最大化,采用本文提出方法设计的调蓄池在土地使用率和截污效果上均优于规范设计法。该方法合理、高效和适用范围广,可为城市初期雨水调蓄池设计提供技术支撑。

基于PCSWMM模型的广州典型社区海绵化改造水文效应研究

随着城市化进程加快和海绵城市建设的不断推进,低影响开发(LID)措施在城市建设中备受重视。为评估LID措施效果,构建研究区域PCSWMM模型,模拟分析重现期分别为0.5、1、2、5、10和20年的设计降雨情形下LID设施的水文效应,结果表明下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装等LID措施的不同组合方案对径流量和污染物均有不同程度的削减能力,且削减效果随着降雨重现期增大而减少,同时设置下凹式绿地、绿色屋顶和透水铺装的组合能达到最佳削减效果,对径流量、BOD5、CODCr、TSS、NH3-N、TN和TP的最大削减率分别为64.77%、56.93%、57.44%、51.20%、51.91%、55.29%和71.37%。

土壤对城市雨水径流中污染物的削减作用

[目的]分析城市雨水径流在土壤中的净化情况及径流污染物对土壤环境造成的影响。[方法]在充分了解陕西省西安市某地土壤特性和当地雨水径流水质的基础上,模拟城市土壤表层系统和雨水径流装置,研究雨水径流中的污染物在下渗过程中土壤表层对它们的削减作用及土壤基本理化性质的变化。[结果]在土壤层厚度为20cm,雨水渗透量为6 000ml,径流时间3h的条件下,裸土和绿地表层土壤对模拟雨水中各污染物的去除率均达到40%以上;土壤的密度及pH值基本未发生变化,氮的含量由原土的54.95mg/kg分别增加到65.10(绿地)和68.60mg/kg(裸土),有效磷的含量由原土的59.23mg/kg变化到82.39mg/kg(裸土)和39.93mg/kg(绿地),有机质的含量由原土的18.32mg/kg变化到19.28mg/kg(裸土)和14.04mg/kg(绿地)。[结论]绿地对雨水径流处理效果较好。在渗流过程中,土壤对氨氮的截留效果较为明显,短时间内土壤基本物理性质变化不大。

合流制溢流(CSO)污染削减率评估方法探讨

随着污水治理技术的进步,点源水污染在得到较好控制的同时,面源水污染的问题越来越突出,特别是合流制地区的雨季溢流污染问题,已成为进一步提升城市水环境质量的主要障碍。鉴于溢流污染治理工程的特殊性,科学合理地确定工程效果评价方法至关重要。结合广州市的相关研究成果,介绍溢流污染治理工程最主要的评价指标——溢流污染削减率的评估方法和思路,为其他城市开展相关工作提供参考。

城市小区雨水控制与利用设计研究——以北京某住宅园区为例

在城市化发展的进程中,雨洪控制及雨水资源化利用已经成为当前面临的热点问题,越来越被人们所重视。论文结合北京市实际情况,以北京东部某新建住宅园区为例,对城市小区雨水控制与利用设计进行了初步探索。该园区通过采用透水砖铺装、下凹式绿地、雨水调蓄池等方式加强雨水入渗补充地下水,削减了小区外排洪峰流量,减轻了城市排水设施负担,同时,能够减少雨水在降落及径流过程中携带的污染物质对受纳水体的污染,发挥了改善生态环境的作用,对类似项目具有较高的借鉴价值。

基于径流污染控制量的张家口市最佳设计降雨量的分析

随着城市化进程的推进,张家口市大力发展基础设施建设,地面硬化、径流污染等问题日渐突出,建设海绵城市的要求越来越高.根据张家口市31年日降雨量得出年径流总量控制率与设计降雨量之间符合对数关系,相关性高达0.9834,并以此为依据结合海绵城市建设指南得出径流污染控制量的最佳设计降雨量为16~18mm.同时通过张家口市9年内建设用地的变化,分析径流污染控制量的变化情况,以期为张家口市雨水径流控制与海绵城市建设提供参考.

城市低影响开发对雨水径流氮污染物的控制效应——以宁波海绵城市试点区域为例

为定量评估城市低影响开发的环境效应,以宁波海绵城市建设试点区为例,通过构建研究区SWMM模型,研究不同降雨强度下16种低影响开发情景方案对雨水径流量、氨氮(NH_3-N)、硝态氮(NO_3-N)和总氮(TN)等氮污染物控制的效应.结果表明,生物滞留池、透水铺装单项技术及其组合方案对雨水径流量的削减率分别介于3.41%~41.83%、1.08%~27.77%和5.59%~51.13%;低影响开发对各种氮污染物的削减作用与降雨强度、设施种类及面积有关,生物滞留池对径流量和氮污染物的控制效应强于透水铺装;在小降雨事件(<10 mm)中,低影响开发技术对NH_3-N、NO_3-N和TN均具有较高的控制效率,当降雨强度增大时控制效率较低,但污染物的削减总量较大;当研究区海绵设施面积为7.08 km^2时,NH_3-N、NO_3-N和TN的污染负荷削减率分别高于28.62%、32.42%和24.82%.

天津市洞庭路立交工程海绵改造设施的应用和设计

各类海绵设施的应用是城市海绵建设主题的核心单元。立交桥是现代化城市的重要基础设施之一。桥区往往存在雨水无序排放、积水风险高、径流污染严重等问题。以立交桥区作为单位对其桥区范围内的雨水排放进行海绵内容的设计,不仅对其自身的海绵改造效果较为明显,同时也对整个城市的海绵理念规划起到良好的连接和协调作用。洞庭路立交桥区不同类型海绵改造设施通过各类"渗、滞、蓄"的单独和综合作用,对桥区桥头、桥下及其周边绿地进行了有效的海绵理念的延伸和扩展。这种应用和设计思路的表达,为城市立交桥区雨水排放和调蓄提供了诸多建设性的意见,也为未来海绵城市的建设开拓了更广阔的思考空间。

基于径流污染控制目标为目的的分流制初期雨水调蓄池容积确定

鉴于初期雨水污染为地表水体的主要污染源之一,以儒乐湖初期雨水调蓄池容积确定为例,采用调蓄池工程措施进行截流,以V类水体标准为径流污染控制目标,在《室外排水设计规范》中控制径流污染的分流制初期雨水调蓄池计算公式的基础上,应用模型法模拟得出控制目标下的初期雨水径流累积深度及调蓄池容积。结果表明,截留径流累积深度为7mm,初期雨水调蓄池容积分别为9 250、5 850m^3时,研究区域内能够满足在管网重现期下排水水质达到V类水体标准。研究成果可为初期雨水截流工程实施提供建议及参考。

阜阳市阜颍河滨河广场海绵城市体系的构建与分析

海绵城市是指城市能够像海绵一样,适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性",雨时吸水、蓄水、渗水、净水,用时将蓄存的水"释放"并加以利用。以实际案例为基础,通过低影响开发技术的应用,来实现阜阳市阜颍河滨河广场的海绵城市设计,以达到规划要求的年径流总量控制和年径流污染控制的目标。

沿海地区污水处理厂雨水混入率对设计规模的影响

以沿海地区台州某污水处理厂为例,基于三角形法,对雨水混入与污水处理厂水质、水量的响应关系进行分析,探讨雨水混入率对污水处理厂设计规模的影响。结果表明:沿海地区污水处理厂进水水质受降雨影响较大,实际进水水质因雨水混入而小于设计值;沿海地区污水处理厂处理水质效果较差,污染负荷削减率平均值远低于全国平均值;小雨时,沿海地区污水处理厂污染负荷削减率最高,污染负荷削减率随着降雨规模的增大而减小;沿海地区污水处理厂满负荷运行时,污水量处理率较低,为60%~70%;沿海地区污水处理厂实际进水量远大于设计值,水量设计规模宜考虑乘1.4的修正系数。

基于SWMM的调蓄池对城市面源污染削减作用研究

鉴于目前我国城市面源污染仍未达到标准化状态,无法更好地指导规划设计,在前期基础资料收集和实际调研的基础上,借助GIS等工具,建立了精细化SWMM模型,通过编制Control Rules控制语言,实现了雨水调蓄池控制,分析了区域内面源污染特点及不同重现期(1、2、3、5、10年)下调蓄池面源污染控制效果。结果表明,城市面源污染程度受降雨强度的影响较大,表现为降雨强度越小(形成径流),径流污染程度越大;分流制雨水调蓄池在城市面源污染控制上可起到较好的调控效果,但单一的调蓄池控制措施无法实现径流污染物排放平均浓度达到地表Ⅲ类水体的标准。

深圳市观澜河流域雨水资源可利用潜力评估

雨水资源化利用是解决城镇化进程中城市水问题的重要途径,对其可利用量进行评估是其中重要的步骤。为给深圳市观澜河流域雨水资源利用提供依据,基于深圳市1984—2018年的日降雨资料,采用基于下垫面分类的雨水资源利用潜力计算方法,计算了深圳市观澜河流域在不同典型年的雨水资源量、雨水资源利用理论潜力、现实潜力。结果表明:观澜河流域具有较大的雨水资源利用潜力,其平水年雨水资源利用理论潜力可达3.74亿m^(3),在70%年径流总量控制率情况下的雨水资源利用现实潜力可达2.42亿m^(3);在同样的降雨条件下,下垫面类型和城市建设条件均会对雨水资源可利用量产生较大影响,增大园林绿地、水体等下垫面面积和增大年径流总量控制率均有助于提升雨水资源的利用。

不同设计参数对雨水湿地水量水质的调控规律

基于前置塘+二阶表流湿地组合的雨水湿地系统的室内降雨径流模拟实验数据,研究了不同降雨重现期、不同常水位、不同湿地出水口高度、不同湿地级数以及不同污染负荷等设计参数对湿地水量水质调控效果的影响规律,研究结果表明:前置塘+二阶湿地组合的雨水湿地系统通过截留、缓冲和存储作用,对不同降雨径流条件下的产流时间、流量、径流削减率具有多重调控作用,延长了污染物在流域内部的滞留时间,减少了污染负荷的输出,对降雨径流过程中污染物总量具有较好的截留效果。并随设计参数的变化有明显的变化规律。随着降雨重现期的增加,湿地出水口高度的降低,湿地常水位的增加,以及湿地级数的减少,湿地出流量增加,产流时间提前,出流持续时间延长,径流削减率降低。从场次降雨污染物平均浓度(EMC)削减率上看,降雨过程中,雨水湿地仅对SS削减比较明显,削减率达70%-80%,对其他污染物浓度的削减效果不明显。从场次降雨污染物总量削减率来看,雨水湿地对降雨径流污染物具有较好的截留效果,并随着降雨重现期减少、湿地出水口高度增加、湿地常水位降低,呈逐渐增加趋势。