透水砖和下凹式绿地对城市雨洪的影响

为考察不同雨洪措施对防洪和增加雨洪资源利用量的贡献,采用城市暴雨雨水管理模型(SWMM),对北京某区域内铺设透水砖和采用下凹式绿地措施的排水管道主要断面洪峰流量的变化进行了计算分析。结果表明,铺设透水砖和采用下凹式绿地均可有效削减洪峰流量,减小径流系数,从而增加雨洪资源的利用量。但对于不同降雨频率的地区,下凹式绿地在降雨频率较大的地区,雨洪利用效果较好;透水砖则在降雨频率较小的地区,雨洪利用效果较好。该研究成果可以用来评价不同雨洪措施在不同降雨频率下对城市雨洪的利用效果,为防洪排涝工程提供了一定的技术支持。

基于SWMM的低冲击开发模式水文效应模拟评估

以深圳市光明新区为研究区域,根据实地监测资料,建立暴雨雨水管理模型(SWMM),模拟城市化前后和加入LID设施(铺设透水砖和下凹式绿地)等不同情境的水文过程,评估城市化对流域水文过程的影响、不同LID措施对雨洪控制的作用及与传统排水管网截流规模的差别。结果显示,城市化后流域洪峰流量显著增大、洪峰时间提前、径流系数变大,铺设透水砖和采用下凹式绿地均可有效缓解雨水管网的排洪压力、削减洪峰流量、减小径流系数,二者组合实施可以更好地发挥控制流量的作用,增加雨洪资源的利用量。

基于Infoworks CS的雨水利用措施对城市雨洪影响的模拟研究

以广州市新河浦社区为研究区域,构建了基于Infoworks CS的城市雨洪模型,对研究区年均可收集雨量和需水量进行分析计算,并设计了雨水利用方案。采用Infoworks CS模型模拟了设置蓄水池、下凹式绿地和透水砖3种雨水利用措施在不同重现期时排水管道出口断面洪峰流量和淹没情况。结果表明,蓄水池、下凹式绿地和透水砖皆可有效地削减洪峰、推迟峰现时刻、减少径流量及被淹没节点数,三者组合可更好地发挥控制流量的作用,增加雨洪资源利用量,且重现期越小,雨水利用措施效果越好。

北京地区不同设计暴雨强度下凹式绿地的减流效果

[目的]研究不同汇水面积的周边外来雨水径流,计算绿地产流过程的动态径流系数以及对径流的削减率。[方法]采用人工模拟的下凹式绿地,模拟绿地的不同暴雨强度。[结果](1)30%下凹式绿地面积比基本可以拦蓄3年,5年一遇暴雨,稳定后径流系数在0.30以下;(2)下凹式绿地面积比为20%时,雨水口高8cm和5cm时对3年,5年一遇暴雨产生的径流削减率均在40%以上,稳定后的径流系数均在0.90以上,且两种雨水口高度下的削减率差异不明显,相比之下5cm雨水口高度设计较8cm更为合理;(3)绿地的产流速率变化过程曲线呈"几"字形,汇水面积越大、暴雨强度越大,产流速率稳定时的峰值就越大,产流历时也越长。[结论]下凹式绿地对暴雨条件下产生的径流有很好的削减作用,其所占面积比越大,削减效果越好。

下凹式绿地蓄渗能力及其影响因素分析

下凹式绿地是一种生态型的雨水渗透设施,对雨水径流有渗透、蓄积、利用有重要作用。是城市雨洪利用的重要措施之一。通过对下凹式绿地雨水量平衡及其影响因素的分析和不同设计参数的下凹式绿地雨水渗透能力的计算表明:下凹式绿地下凹深度、下凹式绿地的面积负荷率、土壤温度入渗速率和设计暴雨重现期和植物的耐淹时间是影响雨水蓄渗的主要因素。

基于SWMM的低冲击开发雨洪控制过程模拟

以苏州市某小区为例,采用SWMM模拟城市化后并采取LID措施(下凹式绿地、多孔路面等)时不同状况下的水文过程,评估不同LID措施的雨洪控制利用效果.结果表明,与现状模式情景相比,对于设计暴雨重现期为5a和10a,采用多孔路面措施,洪峰削减率分别为60%、56.5%,平均径流系数分别减少27.2%、20.9%;采用下凹式绿地措施,峰现时刻分别推迟7、8min;上述两种措施组合时,洪峰削减率分别为71.1%、64.5%,峰现时刻分别推迟11、9min,平均径流系数分别减少37.5%、28%.

设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果

下凹式绿地具有蓄渗雨水、削减洪峰流量、过滤水质和防止水土流失等优点 ,是城市雨洪利用的重要措施之一。对在设计暴雨条件下下凹式绿地的蓄渗、减洪效果进行了分析计算 ,结果表明 :在 1倍汇水面积的情况下 ,对于 10 ,5 0和 10 0年一遇的暴雨 ,下凹式绿地的降雨拦蓄率分别为 87.15 ,5 8.4 8和 5 0 .75 ;其减峰率分别为 71.0 4 ,4 6 .82和 4 1.5 2 ;蓄渗。

基于排水模型的城区雨水径流削减潜力分析

应用InfoWorks ICM水力模型软件建立了天津市某大学新建校区生活区地表和雨水管网模型,评估了现状地表在雨水管网设计降雨重现期下的产汇流及积水状况。采用下凹式绿地、绿色屋面和渗透路面等3种低影响措施对现状下垫面进行改造,改善其透水性。结果表明,低影响措施开发了城区地表的径流削减潜力,不同降雨条件下,地表径流削减率达47%~48.6%,雨水管网流量负荷降低了近40%。研究成果可为低影响工程措施的建设提供参考。

雨水调蓄技术在城市立交排水中的应用

以某快速路下穿段立交泵站排水改造工程为例,根据雨水管道设计的推理法和雨水调蓄池的计算理论,结合道路绿化景观设计,建造下凹式绿地进行雨水调蓄,贮存溢流雨水,解决下穿段排水问题,降低改造工程费用。

下凹式草地对降雨径流污染物去除效果研究

城市雨洪径流中污染物是城市地表水体和地下水体一个重要的污染源,为了控制城市雨洪造成的污染,采用草坪覆盖的垂直替流式人工湿地,处理收集到的马路径流雨洪中的污染物,结果表明,这种结构的湿地对NH3-N、NO3--N的去除率分别达到70%~80%、40%~80%;并且随着草坪湿地含水率的增加对NO3--N的去除率也随之升高。同时应用一级动力学模型,通过草坪湿地的实测数据对模型进行率定。将模型计算的结果与实测值进行对比,相关性分别达到0.955 2和0.989 9,表明在预测本次试验所设计的湿地对污染物去除的效果时,该模型具有很强的实用性。

低影响开发措施的城市雨洪控制效果模拟

以广州市某小区为研究对象,根据实测降雨径流资料,结合现状排水管网,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同降雨条件下的产流与排水状况。基于SWMM的低影响开发(low impact development,LID)模块,模拟分析采用渗透铺装、下凹式绿地、雨水花园和LID组合方案对城市雨洪的控制作用。结果表明,采用渗透铺装、下凹式绿地和雨水花园等LID措施,洪峰流量和径流系数均明显降低,可有效缓解市政管网的排水压力,各种LID措施的雨洪控制效果在低重现期降雨时更为显著。其中雨水花园对径流系数和洪峰流量的削减效果最显著;LID组合措施对洪峰的削减和滞后作用较好;下凹式绿地和渗透铺装单独布设的雨洪控制效果一般。

绿色屋顶与下凹绿地串联对居住区径流削减效果分析

居住区具有建筑密度大,绿地率高的特点,绿色屋顶和下凹绿地利用蓄水空间能有效调控居住区雨水径流。以漳州市某居住区为研究区域,构建雨水系统SWMM模型,通过改变绿色屋顶径流路径,模拟不同重现期绿色屋顶与下凹绿地各自排洪与串联使用对居住区的径流削减效果。结果表明,在降雨历时2h重现期为2a、5a、10a、20a的降雨条件下,绿色屋顶与下凹绿地各自排洪(绿色屋顶径流不接入下凹绿地)时,其径流总量削减率为37.3%~38.5%,峰值削减率为37.5%~43.2%。当串联使用(绿色屋顶径流接入下凹绿地)时,削峰减排效果更加明显,且对于低强度降雨,优势更为突出。

下凹绿地与雨水花园在小区尺度应用中的对比

为了探索下凹绿地和雨水花园在工程实践中的对比优选,详细介绍分析了下凹绿地和雨水花园这两种低影响开发设施。选取桐庐县某小区,通过构建SWMM模型,模拟基础组合、基础+下凹绿地、基础+雨水花园3种LID布设方案在1年一遇、2年一遇、5年一遇重现期暴雨时的出水口径流过程及各污染物负荷总量,并选用层次分析法评价了下凹绿地和雨水花园的综合效能。结果表明,下凹绿地和雨水花园对径流和水质均有一定的削减作用,且雨水花园作用效果更显著,层次分析评价出雨水花园综合效能更优。

下凹式草坪耗水量试验研究

下凹式草坪不但具有草坪的功能还具有蓄渗雨水、防洪减峰和减污、减淤、增肥的优点。通过试验测试了下凹式草坪雨水利用以及节约灌溉水量方面的影响因素和效果。结果表明,在汇水面积比F/a=1、2、3下凹100mm的情况下,下凹式草坪实际利用雨水量比普通草坪分别增加27.16%、68.84%、89.72%,补充草坪根系层以下土壤水量分别增加271.78%、404.88%、605.99%,同时制定了下凹式草坪灌溉制度,计算平水年灌溉水量分别节约14.33%、35.53%、46.79%.试验研究结果为下凹式草坪的应用和推广提供了一定的参考。

基于暴雨洪水管理模型的下凹绿地和透水路面模拟研究

以南京某小区为研究区域,采用暴雨洪水管理模型,模拟研究区域进行下凹绿地和透水路面改造后对区域内地面径流情况的影响。模拟结果表明,下凹绿地和透水路面均可有效消减地面总径流量和峰值流量,减小径流系数,同时改善研究区域的地下水环境。通过进一步改变下凹绿地和透水路面在模型中的规模后可知:下凹绿地面积占小区总面积的比例不应低于30%;透水路面面积占总面积的比例不应低于20%。

基于Hydrus-1D模型的LID措施雨水径流控制效应研究

为探究LID措施在不同工况下的雨水径流控制效应,选取生物滞留池、下凹式绿地及透水铺装为研究对象,构建Hydrus-1D模型来模拟分析其雨水径流控制效应。结果表明:生物滞留池的径流量削减率与汇水面积比和蓄水层厚度为正线性相关关系,与种植土厚度(20~40 cm)为负线性相关关系;下凹式绿地的径流量削减率与汇水面积比、雨水口高度和种植土厚度为正线性相关关系;透水铺装的径流量削减率与降雨历时和透水砖渗透系数为正相关关系,与雨峰系数为负相关关系。建议生物滞留池的蓄水层厚度取值为30 cm、种植土厚度取值为30 cm;建议下凹式绿地的汇水面积比不小于15%、雨水口高度取值为10 cm、种植土厚度取值为30 cm;当透水砖渗透系数大于0.291 cm/min时,透水铺装产生的雨水径流较少。

基于海绵城市理念的城市雨水生态利用系统的设计

以沈阳理工大学图书馆为具体实例,基于海绵城市理念进行雨水生态利用系统的设计。在图书馆雨水资源化上主要侧重提高土地的自然渗透能力,包括下凹式绿地和人行道成透水性铺装。实现了削峰调蓄、涵养地层、绿化植被。通过分析城市绿地不同设置形式的滞蓄暴雨径流效果。进行水量分析计算,城市雨水生态利用系统的设计后,雨水利用率达到了43.8%,雨水利用率明显提高,对于减轻市政排水管网的压力和增加土壤入渗的效果显著。

下凹式绿地径流削减公式及实验论证

根据下凹式绿地的渗蓄原理及水量平衡关系式,建立了其径流削减率理论公式,并通过实验论证了其准确性。结果表明:径流削减率随着降雨重现期的增加而降低,随下凹深度的增加而呈升高趋势;3种下凹深度工况下,绿地径流削减率理论值与实验值相差均低于5%。其中,下凹深度为15cm时理论削减率(97.15%)与实验值(97.88%)最为接近,且重现期小于4a时二者削减率均为100%。

绿色屋顶与下凹式绿地串联对洪峰的削减效应分析

为考察绿色屋顶与下凹式绿地这两种低影响开发(LID)措施的雨洪控制效果,对二者的产汇流模型进行了研究,并采用InfoWorks CS软件建立了天津某大学生活区的雨水系统排洪模型,模拟分析了不同降雨频率、两种排洪模式下二者对城市雨洪的影响。结果表明:当屋面与绿地各自排洪(屋顶径流不接入绿地)时,将不透水平屋面改为绿色屋顶、平式绿地改为下凹式绿地后,洪峰流量的降低幅度高达41.1%,径流系数降低至0.279,降低幅度高达49.9%,峰现时刻有效延迟,显著降低了城市化开发对水文效应的影响;当绿色屋顶与下凹式绿地串联(绿色屋顶径流接入下凹式绿地)时,与二者各自排洪相比,削峰和滞留效果更加显著,且随着降雨频率的增大,串联的优势越加明显。可见,绿色屋顶与下凹式绿地串联使用能更大限度发挥这两种LID措施的削峰效应,实现低影响开发的目标。

不同降雨条件下低冲击开发的水文效应分析

以深圳市光明新区低冲击开发(LID)示范区为研究区域,采用暴雨雨水管理模型(SWMM)模拟了下凹式绿地、渗透铺装和绿色屋顶等3种LID模式下的雨洪控制效果,分析了降雨量、降雨历时和雨峰位置对LID水文效应的影响。结果表明,当降雨量<100 mm时,随着降雨量的增加,渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量也相应增加,下凹式绿地的径流削减量变化不大,但其削减量大于其他两种LID控制措施;随着降雨历时的延长,下凹式绿地的径流削减量增加,而渗透铺装和绿色屋顶的径流削减量变化较小;雨峰位置变化时,3种LID控制措施的径流削减量均变化不大,对峰值流量的削减效果随着雨峰后移而减弱。3种LID控制措施对降雨量少、降雨历时长并且雨峰位置靠前的降雨控制效果较好。