低影响开发设施组合下的城市雨洪调控情景模拟研究

【目的】低影响开发(Low Impact Development,LID)作为一种新型雨洪管理方法,包括绿色屋顶、雨水花园、透水铺装等典型措施,对降雨径流有明显的控制作用,能够有效降低城市内涝隐患。【方法】以浙江省海宁市为例,基于暴雨洪水管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),模拟不同重现期(1 a、5 a、10 a、30 a、50 a)、不同布设比例(20%,50%,100%)LID组合措施情景下的城市内涝过程,分析海宁市溢流分布情况、程度及其原因,探讨溢流区域LID组合措施对节点溢流、地表径流以及管网负载的影响。【结果】结果表明:在不同设计降雨情景下联合路、海昌路、水月亭西路、西山路以及隆兴港等地管网溢流较为严重;LID组合措施布设比例相同时,随着重现期的增加,LID组合措施对地表径流和节点溢流的削弱作用呈下降趋势,LID措施的作用趋于饱和状态;重现期为30 a和50 a、布设比例为50%时,地表径流的削减为45.92%和44.09%。【结论】LID组合措施对雨洪的控制作用有限,降雨强度对节点溢流、地表径流起主导作用。海宁市部分老旧小区管道年份较长,管径较短,管网溢流情况严峻,建议重点关注区域管网改造和LID措施空间布局。研究成果对于海绵城市建设规划、缓解城市内涝灾害具有一定参考价值。

基于多层级目标耦合的城市内涝防治研究

针对目前市政排水与水利排涝两个行业、两个体系导致标准不衔接的问题,提出城市内涝防治的多层级目标,统一设置“低标不积水、涝标不成灾、超标可应对”3个层次的防涝标准和相应的积水范围、积水深度、积水时间、城市基本功能正常发挥程度等防涝目标。以浙江省义乌市中心城区为研究区域,利用MIKE FLOOD模型耦合MIKE Urban一维管网模型、MIKE 11一维河流模型、MIKE 21二维地表漫流模型,建立了“水-地-管-河”耦合的义乌市城市防涝水文水动力模型,通过2场实测暴雨洪水资料对模型进行了参数校准和验证。结果表明:建立的模型较好地模拟了降雨后地下管网的产汇流状态、洪水在河道的演进过程以及河流、管网漫水后在二维地形的淹没情况;多层级目标耦合后,低标情景下的义乌市中心城区排水管道满管率由65.3%上升至76.0%,说明“水-地-管-河”的耦合作用对城市防涝有一定影响。多层级目标耦合的城市防涝模型可较好反映城市防涝工程与非工程体系的实际运行状态和防涝效果,可为城市内涝治理提供参考。

某小区路面积水进入污水管网事故研究

汛期降雨导致路面积水,雨水进入污水管网导致次生灾害发生,这种现象在城镇建成区或在建区屡次发生。以某小区路面积水进入污水管网事故为例,进行了现场事故调研、背景情况模拟,通过规范经验公式法、经典水力学公式法、实验公式法进行了事故排水时污水排水管道设计能力复核计算,找出了易让人忽略但又是引起此次事故的主要原因,当暴雨期仅打开1个污水检查井井盖,大量雨水涌入污水排水管道,致使其难以承载过量雨水时,也会导致管道排水不畅、污水外溢、积水内涝等问题,在此基础上提出了应加强暴雨地面积水时应严禁将污水窨井盖打开管理,以防造成次生污染等危害,为避免出现类似问题提供参考。

智能分流井在流域治理中的设计应用及思考

以湛江某流域治理排污口截流井选型为例,研究智能分流井在流域治理中的技术优势及应用场景。通过下开式堰门智能分流井在主要排污口的应用,证实智能分流井在防止河水倒灌及溢流污染控制方面的巨大优势,智能分流井能够有效改善河道水质,提高水环境的治理效果,为其他水环境治理项目提供借鉴。同时,提出沿河排污口截流改造是流域水环境治理第一步,要实现长制久清,应进一步考虑合流制溢流CSOs污染控制、合流暗渠清污分流、排水单元源头精准截污及雨污分流改造等建议。

基于SWMM模型的沿海城市内涝模拟研究

沿海地区台风过境时的短历时强降雨可迅速形成地表径流,易导致城市内涝,造成严重的经济损失和人员伤亡。为缓解该问题,本文以福州晋安河流域为例,构建了基于SWMM管网和地面二维积水的城市内涝模拟模型,以研究该区域城市内涝成因及应对策略。实例研究表明,上游库湖泄水抬高内河水位,下游外江涨潮使内河排水不畅,是形成内涝灾害的主要原因。为此提出库湖闸站联合错峰调度方案,有效防止下游江水倒灌。以苏迪罗台风降雨为例,采用该调度方案可减少管网节点溢流量27.44%,缩小淹没面积29.73%,降低内涝严重区河道最高水位1.02 m,有效缓解地表淹没。本研究成果可为福州城市内涝的科学调度提供技术支撑,同时对其他沿海城市的防洪调度具有参考价值。

基于SWMM和SCS法的城市内涝模拟及雨水管网系统评估

针对郑州市高新区城市排水特点,应用暴雨洪水管理模型(stom water management model,SWMM)模型建立城市排水模型,其中下渗模型采用径流曲线数(soil conservation service curve number,SCS-CN)法体现城市下垫面对城市内涝的影响。利用该模型对不同重现期实测降雨条件下的超载管段和积水节点进行模拟分析:根据超载时长将超载管段划分为安全超载管段、积水超载管段和内涝超载管段;根据积水时长将积水节点划分为积水点、内涝点和洪涝点;同时根据不同重现期降雨条件下的管网流量与管网最大充满度,将超载管段分为4种情况。研究结果表明:模型能较好地模拟郑州市高新区城市暴雨内涝情况,但高新区雨水管网系统不能很好地应对郑州市排水规范中的设计重现期暴雨;郑州市高新区排水管网超载管段和积水节点产生原因各有不同,但二者具有紧密的正相关关系,超载管段两端的节点更易产生溢流,由此形成4个明显的易涝区。

合流管网错时分流减排技术及应用实例

针对合流制管网溢流污染严重的现状,提出了新型的合流管网错时分流技术,通过旱流调蓄实现雨天时对生活污水进行调蓄,最大程度减少雨天时合流管网系统中生活污水中污染物的溢流排放;进而结合某小区管网特征以及当地降雨资料进行了应用研究,并分析了该工程的投资及环境效益。

基于SWMM模型的雨水管网改造方案优化研究

基于雨洪模型SWMM模拟某老城区雨水管网现状,分析检查井节点溢流与管网荷载状况,分别提出传统改造方案(改变管径(方案1)、改变下垫面性质(方案2))及与海绵理念相结合方案(改变管径+LID即方案3)。在2年降雨重现期下,基于3种方案对管网节点溢流状态进行定量分析。结果表明,3种改造方案均能不同程度地改善区域内涝,其中海绵理念方案缓解节点溢流效果最优。进一步模拟高降雨重现期下(P=5、10年)管网优化效果,发现改变管径+LID方案(方案3)持续有效,较为理想。

银川市某高密度城区合流制溢流污染特性研究

针对合流制管网系统溢流污染严重且易造成受纳水体出现黑臭现象等问题,以银川市第一污水处理厂片区为例,基于雨洪管理模型(SWMM),在短历时设计降雨和典型年长历时降雨条件下,模拟分析了研究区域溢流排口溢流量及溢流污染物负荷对不同降雨条件的响应关系及其对受纳水体水质的影响。结果表明:雨天合流制管网系统的溢流量及溢流污染负荷量较大,且无论是短历时还是长历时降雨条件下,均具有随着降雨量的增加而增大的特点;厂前溢流污染浓度大,超过受纳水体自净能力,短期内水体水质处于黑臭状态。本研究对银川市黑臭水体治理及溢流污染防治方案的制订具有重要的参考价值。

合流制排水系统雨天溢流污染控制及优化探究

目前,我国的大部分城市仍然保留了合流制排水系统,而合流制排水系统的复杂性、溢流过程的随机性和多变性导致合流制溢流污染是这些城市排水系统的一个顽疾,面临很多问题。基于此,作者结合自身工作实践经验,对城市合流制排水系统及雨水溢流污染控制优化提供一个清晰的思路,为解决合流制区域的溢流污染及排水能力不足等问题提供参考建议。

南方某城市排水系统主要问题的调查与分析

通过对南方某城市城区的湖泊污染进行调查,分析了该城市排水系统目前存在的主要问题及危害,并探讨相应的改造措施,提出该城市管网改造应从全局的角度解决问题,加强对排水系统的维护管理。

城市排水管网GIS系统的建模研究与应用

随着城市化进程的不断加快,城市排水管网的规模也越来越庞大,因此,排水管网的管理模式需要与时俱进。开发基于GIS的地理信息管理系统,在排水管网信息收集齐全的基础上进行相关的模拟分析,不仅能够提高市政管理部门的工作效率,也能为今后城市规划提供决策依据。以徐州市主城区排水管网为研究对象,开发了基于ArcGIS的C/S和B/S混合模式管理系统,建立排水管网数学模型,结合SWMM软件,实现了检查井的溢流模拟。

城市排水系统旱季阶段性冒溢成因及对策建议

城市排水系统旱季阶段性冒溢对生活污水污染物的收集处理和排水系统的安全稳定运行造成了不利影响。从污水收集管道长期高水位运行对管网调蓄能力的影响,城市河湖水、地下水、山泉山溪水、工业企业废水、施工降水、商业娱乐活动排水等非生活污水排入挤占管网空间和瞬时排入形成的冲击影响等方面,探讨了城市排水系统旱季阶段性冒溢的成因。在此基础上提出逐步降低污水收集管道的运行水位、将非生活污水溯源清退作为重点工作方向,以及进一步强化排水户监管和管网日常维护管理等工程和管理对策建议。

高地下水位污水处理厂管网接入施工方法探讨

西北某工业园区污水处理厂污水管网接入工程,由于设计和施工时对高地下水位地质条件考虑不足,导致第一次施工产生一系列问题,第二次施工过程中针对施工现场的实际情况,充分吸取第一次施工中的经验和教训,通过合理确定降水井的数量和井位的布置、改变三通溢流井和接入管的材质,采用适用于高地下水位地质条件的施工方法,取得了成功。以此为例,总结出高地下水位地质条件下管网接入的施工方法和注意事项。