城市雨水系统维护管理模式及关键问题的思考

维护管理是保证城市雨水系统正常运作、发挥效能,进而保障海绵城市建设可持续发展的重要环节。海绵城市建设中应用了大量绿色与灰色的雨水控制利用设施,对城市雨水系统的维护管理也提出了更高的要求。针对城市雨水系统各子系统的维护要点进行了总结,提出了我国城市雨水系统的维护管理模式;并对运行维护过程中的重要关键问题进行了分析,提出了解决对策和建议,旨在为我国海绵城市建设的可持续发展提供保障。

城市道路用于大排水系统的规划设计方法与案例

近年来,大排水系统在城市内涝防治中的重要作用得到越来越多的认同,作为海绵城市建设的重要内容,我国仍然缺乏大排水系统的具体规划设计方法。进一步梳理了大排水系统的概念、构成及其与海绵城市相关子系统的衔接关系,提出了大排水系统的规划方法与地表径流行泄通道的设计方法,并以某城市片区内涝防治系统构建为例,通过案例介绍了道路径流行泄通道的设计,以期为我国大排水系统的合理构建提供参考。

海绵城市径流雨水水质监测研究

海绵城市径流雨水水质监测是分析下垫面径流污染特征、评估海绵城市污染物控制效果、研究排水管道污染物迁移规律、分析受纳水体水质污染成因的科学手段和依据。针对径流雨水水质监测存在监测点位布置和采样方法不合理、水质监测指标不明确、采样时间及频次不确定等问题,分析总结径流雨水水质监测现状及国内外径流雨水控制标准,提出适用于设施、排水管网、受纳水体的监测位置和采样方法、水质监测指标、采样时间频次等建议。

极端降雨事件对雨水年径流总量控制率和24h降雨场次控制率的影响规律探析

雨水年径流总量控制率是海绵城市建设中最重要的指标之一。通过对降雨资料的统计分析得出雨水年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系，由设计降雨量确定雨水源头控制设施规模。合理规范地选择分析降雨统计参数是科学制定雨水年径流总量控制目标的前提和保障。采用《海绵城市建设技术指南》的统计方法，分析极端降雨事件（极端小降雨事件和极端大暴雨事件）对雨水年径流总量控制率与24h降雨场次控制率的统计结果带来的影响，对统计中极端降雨事件的取舍做出判断，同时采用箱形图识别极端大暴雨事件，从而确定其最佳扣除比例。

多目标决策下雄安新区雨水资源综合利用模式优选

基于雄安新区规划建设要求,提出了构建雨水资源综合利用模式的原则与方法,分析提出适合雄安新区的6种雨水资源综合利用模式,并在雨水径流总量控制一定的情况下,以径流峰值削减率和径流污染负荷削减率(以SS计)为决策依据,构建了模型模拟与熵权TOPSIS算法相耦合的模式优选模型,实现了对各模式的多目标定量比选,结果表明模式三"地块分散收集处理后利用,道路集中收集处理后利用"为最优模式。

太湖流域塘浦圩田水利体系对海绵城市建设的启示

当前海绵城市建设逐渐进入攻坚和扩大阶段,全国各地建设成效初显的同时也暴露出不少问题。塘浦圩田是太湖流域独特的农田水利工程,在区域防洪排涝、调蓄灌溉、生态环境等方面发挥重要作用。它是中华民族治水智慧的集大成者,其中蕴含的治水技术和工程哲学与当代海绵城市建设理念非常吻合。从空间格局、蓄排系统、治水思想等方面分析塘浦圩田水利体系中蕴藏的雨洪管理智慧,总结值得海绵城市建设借鉴的思路和方法,为后续建设提供有益的启示。

雨水滞渗设施溢流风险分析

雨水滞渗设施的设计排空时间应综合权衡溢流风险和悬浮颗粒物(SS)的去除效果确定,设施溢流频率为雨后排空过程中发生溢流的频率与已排空状态下发生溢流的频率之和,与设施规模、设计排空时间、降雨间隔时间、降雨量等密切相关。对北京市多年降雨数据进行统计分析,在独立降雨事件划分的基础上,拟合得出降雨间隔时间和降雨量的概率密度函数,量化分析雨水滞渗设施的溢流风险,以期为雨水滞渗设施规模及排空时间的合理设计提供参考。

透水铺装设计与维护管理的关键问题分析

以透水砖铺装为例分析了透水铺装承载能力、渗透能力和滞蓄能力等方面在设计中的关键问题,对其中的重要设计参数展开讨论,提出透水砖铺装的设计方法和设计程序。对透水铺装维护管理中针对防止堵塞和保障渗蓄效果应采取的检查及清洗方法给出建议。

大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制试验研究

为研究大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制效果,通过人工控制降雨条件,更换路面材料等方式,模拟纵坡5%、横坡2.5%坡度条件下1 h内普通沥青路面/透水沥青路面及其与生物滞留带联用条件下的产汇流过程,监测流量并进行对比分析。试验结果显示:降雨重现期为1～20年内,所铺设的透水路面径流总量削减率可达71%～93%,联用滞留带后的总量削减率为81%～93%;联用滞留带后的峰值削减率为75%～95%,削峰效果明显。透水路面的径流系数为0.07～0.29,联用滞留带之后则为0.07～0.19。透水路面雨水口的雨水收集率为0.06～0.13,联用滞留带后可减少82%～95%的雨水口入流总量。针对道路坡度的特殊性,可在道路面层下设置排水边沟及排水横篦,以提升径流削减控制效率。

区域特征参数及降雨等级差异性对合流制系统溢流影响模拟研究

针对地形坡度、土壤渗透性能、不透水面积率、年径流总量控制率、截流倍数、截流井上游管段设计重现期六类合流制区域特征参数及降雨因素对合流制溢流总量及溢流频次的影响,利用SWMM模型模拟研究了合流制区域特征参数对溢流结果的影响权重、合流制区域特征参数组合正交方案的差异性及降雨因素与引入的溢流比概念的响应关系。结果表明,合流制区域特征参数针对不同的溢流评价指标,在场次降雨与雨季连续降雨边界条件下对溢流结果的影响权重排序不同;不同合流制区域特征参数组合工况条件下,源头体积控制可对溢流总量削减12.01%~100%,对溢流频次可削减0~6次;年溢流比与年降雨量关联性较强,年溢流比高的年份为特丰水年或偏丰水年;对于场次降雨来说,当降雨等级为大到暴雨及以上等级易产生溢流,场次溢流比随降雨等级增加而增加。

土工布强化透水铺装对径流污染阻控的研究

城市道路等下垫面积累大量污染物被雨水径流冲刷汇入受纳水体,造成污染威胁。透水铺装是削减径流污染的有效措施之一。为研究铺装隔离层土工布强化透水铺装对径流污染阻控的作用,明确铺装中土工布的选用,实现透水铺装性能的优化,采用模拟均匀降雨方式,在透水铺装中加铺不同材质、规格、层数的土工布研究其对出水悬浮物(SS)浓度、粒径以及总磷(TP)浓度的影响。结果表明:对于悬浮物(SS),聚酯长丝土工布去除效果较好;在双层200 g/m^(2)土工布的基础上每加铺同等规格100 g/m^(2)的土工布,出水90 min时去除率提高2.4%~3.3%,加铺双层600 g/m^(2)土工布的铺装去除率可达89.71%;加铺土工布后可以有效去除0~76μm粒径的SS。对于总磷(TP),聚酯长丝和聚丙烯短纤土工布去除效果好;加铺双层600 g/m^(2)土工布的铺装对TP去除效果最好,出水120 min时去除率为86.24%。因此,在铺装内加铺双层聚丙烯短纤或聚酯长丝材质土工布并适当增大规格,既能缓解铺装堵塞,又能强化铺装径流污染阻控,加铺土工布对透水混凝土铺装污染物去除率影响较大,在装置中可稳定发挥作用。

基于海绵当量的绿色雨水基础设施规划设计方法研究

绿色雨水基础设施作为海绵城市建设的主要设施,能够减少径流雨水的产生、外排以及发挥净化作用,但绿色雨水基础设施的种类较多,设施的控制效果及适用条件不一。为便于海绵城市绿色雨水基础设施的规划、设计、验收、考核及监测评估,提出了"海绵当量"的概念以及典型绿色雨水基础设施海绵当量的计算方法,并以北京典型片区为例进行应用验证。研究方法和结论可为绿色雨水基础设施规划设计优化及海绵城市建设效果评估提供技术支撑。

基于模型模拟的合流制溢流调蓄与处理设施规模设计方法探讨

我国合流制溢流(CSO)污染控制技术体系构建的系统性尚不足,溢流频次、体积与污染物控制标准以及基于设计暴雨、模型连续模拟等方法的设施规模设计方法缺失。结合案例,基于SWMM模型连续模拟数据,在划分CSO事件的基础上,采用统计分析的方法,获取溢流体积、溢流峰值流量与对应重现期关系曲线,分析CSO调蓄池和CSO处理站/厂的设计规模,可为我国CSO控制设施的设计提供参考。

雨水口截污装置对径流污染的控制效果

城市降雨径流污染对水环境造成严重危害,市政雨水口作为收集雨水的构筑物,可以改造为源头截污设施。试验采取雨水口增设截污网篮的形式,对雨水口进、出水进行了采样检测,分析结果表明:径流雨水中污染物成分复杂,在雨季初期及降雨间隔时间较长的情况下,径流污染负荷尤为明显。截污装置以物理截留功能为主,对SS去除效果较好,场降雨平均去除率为54.5%,对COD、可滤残渣等污染物的去除效果相对较差。截污装置作为一种简易净化措施,可以应用于新建、改建及扩建地区的市政雨水口,起到控制径流污染、缓解黑臭水体的功能。

绿色雨水基础设施适应性植物的选择和设计

针对绿色雨水基础设施建设过程中植物选择不当、景观效果差、养护成本高等问题,提出定性与定量相结合的评价选择方法。以北京地区草本植物为例,根据GSI设施结构、功能特征拟定植物基本属性指标,建立植物综合评价指标体系,对30种常用草本植物进行评分分级,筛选出与设施功能相适应的植物种类;并探讨了草甸型植物景观在绿色雨水基础设施中的应用前景及设计方法,为高效益、低成本的绿色雨水基础设施建设提供新思路。

透水砖铺装面层抗冻性能实验

透水铺装是雨水源头减排的重要技术之一,其在寒冷地区冻胀损坏是亟待解决的突出问题。透水砖是广泛采用的透水铺装材料,通过冻融循环实验,对透水砖铺装面层不同孔隙率、水饱和度及不同透水基层厚度条件下的面层抗冻性进行研究,结果表明:面层孔隙率与其抗冻性能呈负相关,孔隙率越高,面层抗冻性能越差。面层水饱和度与其抗冻性能呈负相关,水饱和度越高,抗冻性能越差;面层水饱和度90%是产生冻胀损坏的临界值,当面层水饱和度<90%时,其抗冻性能受损较小;当面层水饱和度>90%时,其抗冻性能明显变差。透水基层厚度对透水砖铺装面层抗冻性的影响较小。3个主要因素对透水砖铺装面层抗冻性能影响程度顺序为:面层水饱和度>面层孔隙率>透水基层厚度。

美国雨水集蓄利用财政补贴的激励措施综述

21世纪初美国开始鼓励各州进行雨水集蓄利用,目前有36个州编制了雨水集蓄利用相关的技术手册,其中:17个州以及华盛顿特区制订了相关法律和激励措施;2个降雨较少的州严格限制雨水集蓄利用,其余12个州未给出相关规定。美国的雨水集蓄利用财政补贴主要为费用减免、税收优惠、财政报销和财政贴息等方式,目前共有7个州以及华盛顿特区具有明确的补贴程序。分析总结美国各州雨水集蓄利用财政补贴激励措施,可为我国雨水管理建立相关财政补贴制度和完善激励政策体系提供经验。

降雨特征对低影响开发停车场径流控制效果的影响

低影响开发设施可有效削减雨水径流总量,而降雨特征是重要的影响因素之一。以北京市某停车场为研究区域构建SWMM模型,采用相关性分析法探究降雨特征对雨水径流总量控制效果的影响。结果表明:各降雨特征共同影响雨水设施的径流控制效果,雨水设施的径流控制效果随中小降雨总雨量占年降雨量的比例(中小雨量占比)、降雨间隔、降雨历时的增加而升高,随暴雨总雨量占年降雨量的比例(暴雨量占比)、降雨量的增加而降低;暴雨量占比和降雨量是影响雨水设施径流控制效果最主要的降雨特征,降雨量与暴雨量占比之间存在较强的相关关系;降雨间隔和降雨历时与雨水径流控制效果存在正相关关系,但相对于其他降雨特征其影响程度较小。