基于SWMM情境模拟的外源雨水型公园绿地雨洪调控效果研究

公园绿地相对其他城建区拥有大面积的透水性下垫面,可以配合城市管网接纳外源雨水,有效地参与城市雨洪调控。本文以迁安市滨湖东路东侧绿化带为研究对象,对研究区域进行合理概化,并在区域内建立公园绿地的低影响开发（LID）模式和传统开发模式,根据项目要求引入外源雨水,运用SWMM模型模拟不同重现期（1年一遇、2年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇）1 h降雨下的两种开发模式,对比分析排放口的径流总量、峰值流量和峰现时间,以及2年一遇1 h降雨下各单项LID设施对径流的调控效果。结果表明：1）SWMM模型可以量化模拟LID设施对雨水径流的控制效果,为城市进行低影响开发建设提供技术支持和理论依据;2）在进行制定径流控制目标时,应结合场地现状情况,规划外源汇水面积;3）LID设施对城市雨洪具有良好的调控效果,可以减少径流总量,降低径流峰值,推迟峰现时间。采用LID模式建设的外源雨水型公园绿地在1年一遇至20年一遇的降雨条件下,对径流总量的削减率为100%~37.69%,对峰值流量的削减率为100%~40.55%,峰值消失或出现时间迟滞135~24 min。各项LID设施对径流总量削减的效率排序为：下沉式绿地〉组合型〉植草沟〉生物滞留池〉透水铺装;对峰值流量消减的效率排序为：下沉式绿地〉组合型〉生物滞留池〉植草沟〉透水铺装;对推迟洪峰出现时间的效率排序为：组合型〉下沉式绿地〉生物滞留池〉植草沟〉透水铺装。4）公园绿地在进行LID设计时,应考虑防灾避险等其他功能需求。

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。

中国低影响开发城市雨水管理模式推广策略

通过总结国内传统雨水排放方式存在的主要问题,介绍低影响开发(LID)城市雨水管理模式的内涵及其优越性,结合中国现阶段发展情况,就LID雨水管理模式的中国化,如创新式推广、本土化表达、多元化应用、数字模拟等方面进行了思考,为该模式在中国的进一步推广应用提出参考和建议:改变传统的"以点带面"的推广方式,因地制宜的选择工程技术措施,将LID理念和技术多元化应用于旧城改造、新农村建设、流域水环境治理,应用数字化模拟技术增强LID模式的科学性和可行性。

基于表层岩溶带调控的峰丛洼地低影响开发构建

岩溶峰丛洼地地区石漠化、饮水困难和水污染等环境问题高发,生态环境十分脆弱。低影响开发概念的引入有助于规范开发行为,促进水资源的高效利用,降低石漠化和地下河污染风险。根据水文条件和开发方式岩溶洼地空间分为坡耕地水土流失敏感区、表层岩溶泉水源地敏感区和落水洞污染输入敏感区。低影响开发模式总体是在3类敏感区实现5个管理目标。坡耕地敏感区的低影响开发目标设置为降低农田耗水量和减少水土流失,开发途径是减少蒸发和调控坡面洪水径流。表层岩溶泉敏感区的管理目标是降雨-径流资源化利用和饮用水安全保障,通过实施雨水收集回用工程和设置水源地保护区来实现。落水洞敏感区需要通过设置径流缓冲区和沉淀过滤池来预防污染物进入。我国南方石漠化地区探索和总结出以表层岩溶带降雨-径流管理为特征的低影响开发模式。该模式要求峰丛顶部留置生态保护区涵养水源。岩溶洼地底部为落水洞排洪预留缓冲区,利用岩溶裂缝设置下凹式绿地,实现自然渗透和净化。“峰”、“洼”之间过渡区划定水源地保护区边界,同时设法增加雨水资源化利用率,补充生态和生活缺水量。低影响开发模式也适用于峰丛洼地发育的东南亚和中美洲等地区。

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。

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。

高渗透下凹绿地对城市降雨径流的削减作用研究

针对下凹绿地的蓄水、渗水能力有限的特点,为了进一步提高其蓄水、渗水能力,对内部结构进行优化改善,开发出水平高渗透、垂直高渗透、组合高渗透3种高渗透下凹绿地。通过模拟降雨产流中试系统,分析不同降雨重现期及降雨历时条件下高渗透下凹绿地径流削减作用及洪峰削减量,并与传统上凸绿地、普通下凹绿地进行比较。结果表明,在降雨重现期1～10年、降雨历时30～120 min的芝加哥设计暴雨雨型条件下,与传统上凸绿地对比,普通下凹绿地径流总量削减率为23. 14%～67. 04%,径流峰值削减率1. 41%～100%,径流系数0. 29～0. 69;组合高渗透下凹绿地径流总量削减率为39. 93%～89. 87%,径流峰值削减率为6. 54%～100%,径流系数0. 05～0. 55。研究成果可为高水平城市绿地以及海绵城市的规划和建设提供参考。

基于SWMM模拟的首钢西十地块低影响开发系统雨洪调控效果研究

【目的】根据《新首钢高端产业综合服务区控制性详细规划》要求,首钢西十项目以消纳北京市3年一遇24 h降雨量(108 mm)为目标进行低影响开发系统设计,从雨水渗透滞留与储存利用两个角度考虑,以西十地块的现状特征为依据制定相应的设计策略。【方法】针对渗透滞留系统,通过SWMM建立低影响开发模型和传统开发模型,模拟不同重现期(1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇) 24 h降雨条件下的径流排放过程,对比分析两种开发模式的径流总量、峰值流量和峰现时间;针对储蓄利用系统,通过SWMM模拟2017年全年降雨过程,以周为单位统计外源雨水调蓄池收集的径流总量,与西十地块植物灌溉需水量相比较,分析雨水调蓄池中收集径流的利用情况。【结果】(1)依据场地现状在其内部设计绿色屋顶、透水铺装、下凹绿地、植草沟、生物滞留池、雨水调蓄池6种LID设施,在1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇的降雨条件下,西十地块低影响开发系统对径流总量的削减率为100%、100%、100%、78. 79%、50. 41%、34. 73%;对峰值流量的削减率为100%、100%、100%、70. 12%、33. 33%、19. 44%,1～3年重现期峰值消失,其后峰值出现时间推迟375、310、240min。(2) 2017年,外源雨水地块雨水调蓄池接纳径流总量9 617 m3,径流收集主要集中在第25～35周,单周最大收水总量为2 078 m3,发生在第27周(6月初),第1～20周、43～52周收水量基本为0; 2017年第25周、第27周、第29～32周、第34～35周、第41周雨水调蓄池收集径流量在满足本周灌溉需求后仍有余量,冬季雨水调蓄池空置率较大。【结论】(1)低影响开发设施对雨洪问题具有良好的调控效果,可以减少径流总量、峰值流量和推迟峰现时间,但随着时间的推迟削减能力逐渐减弱。低影响开发系统的雨洪调控能力具有上限。(2)根据北京市2017年全年降雨量日值统计,外源雨水地块雨水调蓄池中径流收集的利用率为43. 65%,有30周(210 d)雨水调蓄池空置率为100%,较为浪费。在进行低影响开发系统设计时,应综合考虑成本造价等因素。

基于SWMM模型的不同LID设施对雨洪控制效果模拟分析

为了研究适宜三亚的低影响开发(LID)措施,以三亚市某采用低影响开发建设小区为研究对象,运用SWMM构建模型模拟某子汇水区域采用下凹式绿地、透水铺装和植草格等3种不同LID设施下,遭受不同暴雨重现期下的径流过程,评估3种LID设施对雨洪的削减效果。分析结果表明,低重现期降雨条件下,下凹式绿地对雨洪控制效果较为明显,可充分发挥其对雨水滞留调蓄功能。当然,仅依靠下凹式绿地进行雨洪管理势必对小区的景观园林统筹规划带来困难;因此在实际海绵城市设计中,需要采取多种LID措施并举方式实现对年径流总量控制率的控制。

基于暴雨洪水管理模型的低影响开发设施应用研究

海绵城市是针对解决我国水危机提出的新理念,而低影响开发(LID)设施是构建海绵城市的关键。为了分析不同降雨重现期、不同降雨历时、占地面积对单项LID设施径流控制能力的影响,以亦庄调节池一期工程为研究区域,利用暴雨洪水管理模型(SWMM)进行模拟计算,研究了不同占地面积下各LID设施对不同降雨过程的径流削减效果,分析了降雨重现期及降雨历时与占地面积影响作用的相关性。结果表明:随着降雨重现期由1年增加至10年,透水铺装径流削减率下降了13%～35%;随占地面积占比由25%增至100%时,其径流削减率增大了4. 8%～23%,且占地面积变化对低重现期降雨径流削减效果影响明显,生物滞留槽和植草沟呈相同规律。相反,下凹绿地占地面积变化对高重现期径流削减效果影响较大。绿色屋顶的径流削减率与土壤层厚度成正比,与降雨重现期成反比,且绿色屋顶厚度对低降雨重现期削减效率影响稍大; LID设施的径流削减率随降雨历时增加而增大(削减率增长区间为1. 7%～7. 7%),且占地面积越大,降雨历时变化对径流削减率的影响就越明显。各LID设施的性价比和适用情况对比计算表明,下凹绿地和透水铺装性价比较高,适于作为主控设施大面积应用,而植草沟、生物滞留池及绿色屋顶适于作为辅助设施部分应用。研究成果为选择效益最优的海绵城市建设模式提供科学参考。

低影响开发（LID）控制在海绵城市建设中的应用研究

针对多个城市在暴雨后频频发生内涝的问题,引入了低影响开发(LID)控制的内容,并基于SWMM雨水管理模型,通过对工程实例的模拟评估,验证了LID控制技术措施在降低地表雨水径流方面的有效性。在海绵城市的建设中,LID控制具有重要的意义和价值,应引起相关工程技术人员重视,并进行实际应用。

低影响开发(LID)雨水径流控制效果模拟

随着城市化发展,防洪工程面临严峻挑战,新版《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)对雨洪系统提出更高要求。为研究降雨径流变化规律,利用SWMM(storm water management model)软件对开发前后场地进行径流模拟,分析径流量变化情况。LID(low impact development)是一种新型的雨洪管理理念,采用雨水源头控制技术,通过滞留、渗透作用,对降雨径流进行控制。LID对雨水径流具有明显的削减和调控作用,能够有效降低城市内涝隐患。为探究LID径流控制效果,以生物滞留池、渗渠、透水路面3种典型LID工程措施为例,模拟不同LID措施对降雨径流控制的效果,探究各措施性能特点。制定LID措施组合方案,模拟其效果,提出合理的LID使用建议。

绿色校园雨水利用及WASP模型模拟评价

大学校园汇水面积大,雨水容易收集,若对雨水进行适当处理后再利用,将具有良好的环境和经济效益。天津市某大学在校园生态集雨区设计与建设实施过程中,建立了集植草沟、下凹式绿地、生态护岸为一体的生态雨水收集系统,以渗蓄和净化雨水、削减洪峰流量、减轻地表径流污染。以该大学校园雨水径流补充景观水系为例,介绍了绿色校园雨水利用的低影响开发(LID)措施,并利用WASP模型进行水质模拟,评估LID措施的预期效果,以期为校园雨水利用提供参考。

基于SWMM的某工业园区LID方案及模拟评估

以中山市某具有大面积厂棚的工业园区为研究对象,探讨了其在低影响开发(LID)方面的潜力,通过SWMM建立了优化的LID改造方案,并进行了径流控制及污染削减方面的模拟评估。结果表明,通过多种LID措施的组合及优化,研究区域内径流总量削减率及峰值流量削减率均可达到70%;在重现期为3年、降雨历时为2 h的降雨情景下,对研究区域内NH3-N、COD、SS等径流污染物的去除率分别可达到76.6%、66.7%、57.6%。