LID设施布局对城市径流与污染负荷影响评估

关于低影响开发(LID)空间布局对水量水质控制效果影响的研究较为缺乏。针对上述问题,以郑州市中原区为对象,基于SWMM模型原理构建布设LID设施的研究区城市水量水质模型。所提模型依据城市综合径流系数的经验值以及研究区实际情况,将中原区划分为城市建筑高、中、低密集区,并在研究区高、中、低密集子汇水区布设不同比例的LID设施(S1~S5),计算不同雨量级别下不同空间格局下的LID设施对水量水质的控制效果。结果表明:随着雨量级别的增大,LID方案的径流总量削减率、峰值流量削减率和TSS负荷削减率不断减小。在降雨级别为暴雨、大雨和中雨时,在高、中、低密集子汇水区布设占比分别为35%、35%和30%的LID方案(S5),其径流总量削减率超过80%,峰值流量削减率超过70%,且TSS负荷削减率超过50%。从各事件下水量与水质综合指标评估来看,该方案表现最佳。

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。

基于低影响开发理念的给水厂设计

为应对因雨水径流量改变而导致的水安全问题,以合肥某给水厂为例,探讨利用低影响开发技术调节厂区径流的可能性,并建立基于SWMM的水文模型,校核调控效果。结果表明:分散式布设下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、透水铺装4种LID措施,在5 a重现期内,厂区地表径流削减率平均值达到61.95%,地表下渗率平均提高36.90%,洪峰流量平均减小73.59%,节点积水量平均减少79.74%,年径流总量控制率达到77.27%,比目标年径流总量控制率提高2.27%,降低了厂区内涝风险,为安全生产提供了保障。

基于SWMM-MIKE21耦合模型的圩区海绵城市建设效果评估研究

该研究基于SWMM模型和MIKE21模型的耦合使用,针对江苏省连云港市徐圩新区的海绵城市建设进行了水文和水质的综合评估。通过SWMM模型模拟陆地雨洪管理和MIKE21模型模拟湖泊水动力及水质,实现了两模型在水动力水质模块中的耦合,主要分析了雨洪控制、径流减量、污染负荷减少以及水质的改善。研究结果显示,模型拟合精度高(MSE为0.787,MAPE为6.72%),表明模型能够准确反映出海绵城市建设的效果。实施海绵设施后,徐圩新区的年径流总量控制率达到76.92%,面源污染负荷由80%降至40%,湖泊的最高水位降低了0.02 m,水质得到显著改善。这一耦合模型的应用有效评估了海绵城市建设的综合效益,为类似区域提供了科学的技术参考和实践指导,对促进区域水安全和水环境持续改善具有重要的实际意义。

适用于海绵城市规划建设的北京城市副中心降水特征研究

利用气象观测站降水数据,分析了北京城市副中心所在区域日降水的时空变化特征,编制了适用于副中心的短历时暴雨强度公式,最后计算了海绵城市建设的控制目标指标——年径流总量控制率。结果表明:研究区降水量年际变化较大,降水量最多与最少年差值可达684.0 mm,年内降水量分布不均,汛期6—9月降水量(415.3 mm)占全年总降水量的75%。汛期降水量、强度和频次的日变化均为单峰位相,降水量和降水强度位相分布特征一致,主峰值出现在22时,主谷值出现在12时,降水频次主峰值出现在04时,主谷值出现在14时。降水量和强度的多年变化趋势在大部分时刻是一致的,均在凌晨和下午时间段呈增加和变强的特点,在上午、中午和夜间有减少和减弱的特点。空间分布上,北京市副中心北部地区降水量峰值大都出现在夜间,南部地区降水量峰值大都出现在清晨。对比新编暴雨强度公式和现行公式结果,当重现期越大时,新编公式对应的降水强度就越大。新编公式更加适应未来极端降水频发背景下的海绵城市设计和建设,海绵城市建设控制指标——年径流总量控制率为80%和85%时,对应的设计降水量为27.6 mm和33.9 mm。

剩余污泥改良生物滞留设施雨水径流控制效果

为应对城市面源污染控制及污水厂剩余污泥处置问题,用剩余污泥改良生物滞留设施基质,通过理化特性分析筛选适宜的掺泥比例范围,并考察剩余污泥基质生物滞留设施的雨水径流调控效果。结果表明:在上层15cm基质掺入比例≤44.8%的剩余污泥可有效提升生物滞留设施雨水径流调控能力。基质中掺泥比例越大,生物滞留设施雨水径流总量调控效果越优,而出水污染物浓度则呈现略有上升的趋势。与砂土基质相比,40%剩余污泥基质生物滞留设施的次径流总量削减率可提高16.9%,出水COD、TN、NH4+-N和TP平均浓度分别为29.10 mg/L、3.25 mg/L、1.66 mg/L和0.093 mg/L,可满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》ΙⅤ类、Ⅴ类、Ⅴ类和Ⅱ类水质标准。

小区低影响开发方案优选研究

为缓解城市内涝问题,从海绵城市角度出发,比较量化不同LID组合的效益。针对北京市的一个小区项目,利用暴雨管理模型(SWMM)以及层次分析法(AHP),分析了包含不同布置比例的生物滞留设施、草地、下沉式绿地、透水路面和蓄水池的3种方案。其中方案三在满足年总径流减少75%的条件下,提升了研究区雨水利用能力并且改善了景观效果。研究实现了不同LID设施的比例优选、综合效益优选,对促进海绵城市的发展进步具有参考意义。

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。

基于GIS和SWMM的新建海绵社区径流控制效果分析——以长治市某新建小区为例

海绵城市发展已经经历了2015-2016年两批试点和2021-2023年两批示范,目前海绵城市的效果评估已成为当下的重要难点,SWMM模型作为城市雨水过程和水质监测的动态水文模型,应用广泛。本文通过合理的海绵设施布置,对小区四个地块单独设置排水分区和蓄水模块,将SWMM软件与FME、GIS相结合运用,快速实现小区的雨水收集利用模拟,最终小区各地块的年径流总量控制率可以满足新建小区85%的标准。本研究为新建海绵社区类项目的径流控制效果分析评估提供参考。

海绵设施调蓄容积计算公式的研究

根据年径流总量控制率定义,指出年径流总量控制率不仅与设计降雨量相关,也与雨量径流系数相关连。通过分析推导,得出年径流总量控制率、设计降雨量和雨量径流系数三者之间的内在关系;指出容积法计算海绵设施调蓄容积的公式应加以修正,并可根据场地实际设置的调蓄容积,计算出场地实际年径流总量控制率。

北京市某车辆段雨洪控制利用方案模拟评估及优化

以北京市某车辆段为研究区域,利用InfoWorksICM城市雨洪综合模型对基于海绵城市建设理念及按照北京市地方标准《雨水控制与利用工程设计规范》相关要求进行设计的建设方案进行模拟评估,考核其相关目标的达标情况。针对影响考核目标的各因素提出不同改进措施,在现设计方案基础上提出9种不同改造方案,进行模拟分析,从中选出满足考核目标要求的优化方案,以期为基于海绵城市建设理念开发项目的规划设计及方案优化提供借鉴。

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%。

西安城区海绵城市建设设计降雨量与不透水地面分布研究

为给西安市海绵城市建设提供科学依据和参考,确定了西安市海绵城市建设设计降雨量并对主城区下垫面进行分析.结果表明:西安市年径流总量控制率为50%、80%和85%时,对应的设计降雨量分别为6.76 mm、17.43 mm和21.22mm.设计降雨量为21.22mm时,海绵城市建设可实现对全年87.14%的降雨场次地表径流有效控制的目标.主城区中,莲湖区、碑林区和新城区的不透水地表面积为90%左右,城市内涝的风险和促渗难度较大.结合西安市湿陷性黄土的地质条件,建议建立连续渗透体系;对既有街区,海绵城市建设应优先从公园绿地海绵化入手.

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。

基于“生动、生态、生机”理念的海绵城市规划实践——以上海张家浜楔形绿地规划设计为例

针对海绵城市建设面临的问题和挑战,以水循环为纽带、将城市暴雨-径流、水污染治理和城市生态绿地、湿地建设与市政建设规划管理联系为一体的概念与规划方法在国内外各地都有所应用。综合考虑区域防洪排涝、面源污染负荷削减与生态景观,编制了张家浜楔形绿地海绵城市专项规划,提出以生动社区、生态绿地、生机河流为海绵城市建设目标,因地制宜将多种LID措施进行组合,对单个地块都实现了指标的管理与控制,并用SWMM模型预估该地区海绵城市的建设效果,结果表明该规划预计可取得较好成效,年径流总量控制率由61.2%上升至80.4%,进入河道的洪水峰值削减量27.1%。

海绵城市规划中年径流总量控制目标分解方法研究

海绵城市建设的控制目标包括径流总量控制、径流峰值控制和径流污染控制。其中,年径流总量控制率是总量控制、峰值控制和污染控制的实施载体,是海绵城市建设目标的集中体现。在不同层次的海绵城市规划中,如何科学合理地落实年径流总量控制率目标,是近年来海绵城市规划编制的重要探索内容。采用多因子权重综合评分法,根据研究区域的不同特点和尺度,确定不同的评分指标及评分权重,综合评估不同区域海绵城市建设的适宜性,差别化落实年径流总量控制率目标。

兴义市海绵城市规划措施探讨

在分析兴义市海绵城市建设试点区综合径流系数、年径流总量控制率等基本情况的基础上,规划提出海绵城市建设的"渗、滞、蓄、净、用、排"等各项规划措施,并对实施预期效果进行评估。结果表明:1试点区下垫面解析后经加权平均计算,规划范围综合径流系数为0.59;2试点区年径流总量控制率设为80%,年径流总量控制率对应的设计降雨量为27.7 mm;3试点区基于低影响开发雨水系统的构建,通过渗透工程、滞留工程、调蓄工程、净化工程、回用工程及利用工程等手段,形成"一园四区,多点滞蓄,水网通达",点、线、面相结合的城市海绵系统;4渗透工程发挥了海绵城市的核心作用,在年径流控制率对应的设计降雨量中渗透工程可分担的雨水控制量比例达到52%。