海绵城市建设PPP项目投资后评价研究

从社会资本方视角,构建基于总体、过程、商务和管理四维度的海绵城市建设PPP项目投资后评价体系,以国家第二批海绵城市试点宁夏固原为例进行投资后评价案例分析,识别项目投资效益的关键影响因素,为海绵城市建设PPP项目中社会资本方投资决策提供理论依据,促进我国海绵城市建设科学化、规范化发展。

固原海绵城市建设工程公众参与意愿影响因素调查

为改善海绵城市建设项目中公众参与的意愿,基于利益相关者理论,分析海绵城市建设项目中参与动机、期望、阻碍参与因素和个人基本特征四方面影响公众参与意愿的潜在因素。以我国第二批海绵城市试点城市宁夏回族自治区固原市为例,通过实地调查获取有效问卷数据687份,运用Logistic回归分析法对海绵城市建设过程中公众参与意愿的影响因素进行实证研究。结果表明,公众参与渠道和平台、信息透明、个人潜在收益感知、创造就业机会、改善水环境和促进水资源利用等为公众参与海绵城市建设项目意愿的关键影响因素。

海绵城市建设PPP项目社会资本退出决策

建设海绵城市是我国城市发展的重要战略举措,有效推行PPP建设模式对探索城市生态文明建设和区域可持续发展具有重要意义。本文从社会资本视角出发,以国家第二批海绵城市试点城市宁夏固原为例,通过分析其海绵城市建设PPP项目生产经营的现金流,融合社会资本退出时机和退出方式的数理表征,在考虑退出方式损益差异的条件下,构建了海绵城市建设PPP项目社会资本退出决策模型,推导了社会资本最优的退出方式与退出时机。最后,文章对社会资本退出方式进行了可行性分析,以期为海绵城市建设PPP项目构建合理可行的退出机制提供决策依据。

欠发达地区生态建设PPP模式研究——以固原海绵城市为例

文章通过分析欠发达地区生态建设应用PPP模式的优势,并结合国家第二批海绵城市试点项目宁夏固原海绵城市PPP项目的案例经验,从项目采取PPP模式运作的必要性和可行性两方面的分析,提出欠发达地区采用PPP模式进行生态建设的新思路与建议,为欠发达地区推进生态建设提供借鉴。

城市海绵小区雨水利用的效益分析——以固原市海绵小区建设为例

[目的]对城市海绵小区雨水利用措施的经济、环境及社会效益进行识别计算并与其成本进行对比分析,为海绵小区建设评估提供参考.[方法]以第二批试点宁夏回族自治区固原市西南新区6个海绵小区为研究对象,采用水量平衡法、替代工程法、影子工程法、市场价值法、碳税法、造林成本法等,对海绵小区产生的雨水资源利用、固碳释氧、降噪、调蓄径流、文化教育等3大类共10项效益进行定量计算并采用效益费用比进行静态和动态成本效益分析.[结果]固原市西南新区6个海绵小区的总效益为2.91×10 5元/a,其中雨水花园的效益为1.03×105元/a,下沉式绿地的效益为7.99×104元/a,植草沟的效益为6.15×104元/a,经济、环境和社会效益比例分别为22.84%,76.89%和0.27%.[结论]海绵小区雨水利用有较好的投资效益,固原市海绵小区的建设产生了良好的经济、环境和社会效益,值得进一步研究推广.

探究城市给排水建设中海绵城市理念的应用

随着城市化建设规模不断扩大,排水系统问题日益突出。海绵城市理念的推行,有利于有效解决城市雨洪问题,并能进一步促进城市建设中给排水的发展,从而有效落实海绵城市的建设。基于此,本文对海绵城市概述、原则、存在问题以及应用进行了分析。

基于地块概化和路网精细模拟理念的城市雨洪过程分区自适应模型

为解决城市尺度雨洪模拟过程中常见的地块区域地形及管网资料不足、道路区域行洪与积水严重以及现有雨洪模型计算精度差或计算效率低等问题,提出基于地块概化模拟和路网精细模拟理念的城市雨洪过程分区自适应模型。对于资料不足的地块划分子汇水区单元,采用水文学概化方法计算产汇流过程;对道路区域划分精细网格,采用二维水动力学方法模拟水流运动过程;两者均与管网模型耦合连接,共同驱动管网模型进行汇流计算。以西咸新区沣西新城核心示范区为研究对象,搭建研究区域分区模型,对比分析整体区域均采用精细网格的全分布模型和整体划分子汇水区的半分布模型的模拟结果。结果表明:①分区模型综合考虑了地块管网排水与道路径流过程,可模拟出道路低洼区域在地表产汇流和管网溢流综合作用下的致涝过程,整体径流路径符合实际降雨水流运动规律;②相较半分布模型,分区模型在道路区域采用精细网格进行计算,可较好模拟道路区域的积水过程;③相较全分布模型,分区模型显著减少了计算量,在不同设计降雨下减少了28.2%~73.5%的计算耗时。该耦合模型有效地克服了数据条件和计算能力的限制,可为城市洪涝模拟提供一种新的耦合模拟思路。

绿化植物在海绵城市中的作用及应用

海绵城市是综合解决城市水生态问题的有效途径。植物作为海绵城市重要的组成要素,可以为城市生态系统提供不可替代的生态服务。阐述了海绵城市建设的背景和意义,讨论了植物在海绵城市中的具体作用。植物在海绵城市中的作用主要集中在控制径流量、削减面源污染和创造城市宜居环境三方面。为最大程度地发挥植物的作用,对海绵城市植物筛选提出了建议,并以固原等海绵城市试点为例,讨论了植物在海绵城市建设中的具体应用。最后,对未来海绵城市中绿化植物的研究方向进行了展望。

小区尺度雨洪过程模拟及径流分配特性研究

为了研究小区尺度地表径流各组分占比随不同重现期降雨的变化规律,以西咸新区天福和园小区为研究对象,采用GAST-SWMM耦合模型,以模拟时长及地形边界条件为变量进行研究分析。研究表明:经两场实测降雨过程验证,模型确定性系数分别为0.83和0.82,表明构建的一二维耦合模型精度较高;在本文设置的两种工况下,小区地表径流外排率和管网排水率均随降雨重现期增大而以渐进曲线形式增大,土壤下渗占比和地表填洼率随降雨重现期增大而减小;小区地表径流外排和管网排水主要发生在降雨期间,分别占各自排水总量的94.88%和94.36%;小区地形边界条件对径流过程模拟的影响不容忽视,在有围墙及无围墙工况下平均地表径流外排率分别为9.42%、22.55%。本研究可为地势相对四周较低区域的排水防涝设计提供参考。

单位LID措施缓解城市内涝效益分析计算——以固原市为例

通过对固原市内涝严重区域资料进行线性处理,得到不同降雨重现期内涝点积水资料,结合暴雨强度公式与下垫面资料,在区域降雨径流总量与内涝点峰值积水量之间建立关系;分析海绵设施建造后不同设计降雨量下,内涝点峰值积水量的削减量,结合在内涝峰值积水总量与居民室内财产损失之间建立的关系,分析源头径流截蓄量对减少居民室内财产损失的影响;结合固原市2004至2014年降雨资料,计算出海绵城市改建后,单位LID设施缓解城市内涝、减少居民室内财产损失的年效益。结果表明,固原市雨水花园、下沉式绿地、雨水桶和雨水池缓解内涝的效益分别为20.75元/(m^(2)·年)、13.84元/(m^(2)·年)、51.88~69.18元/(个·年)和69.18元/(m^(3)·年)。

青岛市城市化与水环境耦合协调关系评估

为了探究城市化与水环境之间的关系,找出促进城市化与水环境协调发展的途径,以青岛市为研究区域,利用耦合协调度模型和灰色关联度模型,对研究区域2000-2017年城市化综合指数、水环境综合指数、城市化与水环境两个系统的耦合协调关系以及两个系统不同指标之间的灰色关联度进行了分析,结果表明:2000-2017年青岛市城市化系统与水环境系统综合指数均呈上升趋势,两个系统在此期间经历了从低水平耦合失调到高水平耦合良好协调发展的阶段,同时两个系统各指标间的灰色关联度系数都大于0.5,关联性较强.

基于Green-Ampt和稳渗不同入渗模型下的城市内涝影响数值模拟

为分析Green-Ampt和稳渗两种入渗模型对城市内涝的影响,以陕西省西咸新区沣西新城核心区为研究区域,应用基于水文及水动力方法的城市雨洪过程数值模型模拟城市暴雨致涝过程。以Green-Ampt入渗模型计算产流,模拟研究区内涝积水过程,发现计算数据与实测数据吻合度高,内涝积水点均实现精确的模拟。计算了1a、2a、5a、10a、20a、50a6种不同重现期设计降雨在两种不同入渗模型下的内涝积水总量与总面积的变化,结果表明:城市内涝积水达到峰值时,不同降雨重现期下Green-Ampt入渗下相较于稳渗内涝积水总量分别减少28.41%、26.49%、26.39%、21.04%、17.28%、15.02%,Ⅲ级及以上内涝积水总面积分别减少31.5%、28.6%、28.3%、20.7%、16.3%、12.7%。本研究应用不同入渗模型揭示了内涝积水程度在不同降雨重现期下的变化规律,对更合理地开展数值模型模拟以及城市雨洪管理工作具有重要借鉴意义。

北京市中心城区某沥青屋面和金属屋面径流污染特征

为评价不同类型屋面径流污染特征,通过2016~2018年雨季期间对北京中心城区某沥青屋面和金属屋面径流进行监测,分析其径流污染特征,并评价初期雨水弃流对径流污染的控制效果。研究结果表明,沥青屋面径流和金属屋面径流中化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮(NH+4-N)的事件平均浓度(EMC)均远高于《地表水环境标准》中Ⅴ类水的水质标准,总体略高于同类型屋面径流的相关研究报道;研究监测的6场降雨事件,沥青屋面径流中悬浮固体(SS)、COD、TP和NH+4-N的初期冲刷强度均高于金属屋面,在前期晴天数较高或降雨强度和降雨量较大时更为显著;通过提出的径流厚度和污染物排放率关系曲线方法,可定量评价不同初期弃流量对径流污染控制效果,金属屋面和沥青屋面径流弃流3mm径流厚度后,可以有效控制(72.75±20.96)%和(80.55±15.94)%的SS污染负荷,以及(66.91±21.68)%和(85.25±11.28)%的COD污染负荷,弃流后径流污染控制效果较好;但按照3mm径流厚度弃流后,仍不能一定保证弃流后径流中SS和COD浓度在国家相关规范要求的初期弃流后雨水径流污染物浓度范围内。

洪涝灾害三参数损失函数的构建Ⅰ——基本原理

为把握快速城镇化、社会经济增长、防洪工程标准提高背景下暴雨洪涝灾害风险的演变趋势,基于洪水风险理论及城市洪涝灾害的连锁性与损失突变性特征,探讨了洪涝灾害风险演变驱动机制,构建了具有物理意义的三参数洪涝灾害损失-重现期(D-R)风险函数,明确了曲线形态中临界洪灾损失值Dc、临界重现期Rc、区域脆弱性综合指数k等控制参数的物理意义。该函数可作为洪涝灾害风险评估与预测的一种便捷手段,找到洪涝灾害风险演化的转折点,可为防灾减灾决策提供依据,同时也可应用于对防洪工程体系减灾效益的评估。

固原市低影响开发措施下土壤水分时空变化

[目的]分析宁夏回族自治区固原市低影响开发措施下土壤水分时空变化规律,为该市海绵城市低影响开发(LID)建设及水资源有效利用的相关标准和规范制定提供科学参考。[方法]选取草地、过水草沟和下沉式绿地三种低影响开发措施,研究不同深度土壤储水量的时空变化和稳定性特征,分析不同低影响开发措施下土壤水分在干湿季、不同降雨、冻融条件下的变化情况。[结果]①草地、过水草沟和下沉式绿地的土壤储水量全年分别为101.96,27.22和97.33 mm,雨季和旱季分别为107.37,29.46,101.03和67.6,20.66,69.34 mm;各LID措施下土壤储水量变异系数在26.01%~76.37%之间,均属于中等变异;②暴雨条件草地、过水草沟和下沉式绿地的补给量分别为63.68,14.84和66.49 mm;小雨条件草地、过水草沟和下沉式绿地土壤补给量分别为3.94,1.71和1.26 mm;③冻融期内草地、过水草沟和下沉绿地的冻融量分别为111.16,75.73和46.9 mm,各措施下土壤低温和冻融主要集中于0-10 cm层;④研究区在全年、雨季、旱季、暴雨补给和冻融潜力分别为1 691.31,1 766.46,1 216.31,1 121.8和699.67 m^3。[结论] LID措施下土壤水分补给潜力较大;同时需要考虑不同LID措施的结构、填料、植被覆盖等方法的改进,以提高LID措施的储存能力。

洪涝灾害三参数损失函数的构建Ⅱ--实例研究

为了验证三参数洪涝灾害损失函数构建方法的合理性与适用性,以高度城镇化的太湖流域为对象开展实例研究。以现状与未来情景下太湖流域的洪涝灾害评估结果作为洪涝损失-重现期曲线构建样本,选取3组函数构建了太湖流域洪涝灾害风险函数。对3组函数的拟合结果进行对比,选择最优S型函数作为预测模型,并且根据函数转折点对洪灾风险进行了分级。研究表明,基于Gompertz函数的损失-重现期函数曲线对洪涝灾害损失的变化规律有较好的适应性,对未来洪水风险演变的预测较为合理。

基于支持向量机的葫芦河流域径流变化的多因素贡献率分析

为了定量研究气候变化及人类活动对流域径流量变化的影响,以渭河上游葫芦河流域为研究区域,利用1965—2015年降水和径流资料,采用累积距平法、双累积曲线法、支持向量机回归方法,定量分析了降水和人类活动对葫芦河流域径流量的贡献率。结果表明:与传统回归方法进行比较,支持向量机回归模型的判定系数较好,故采用向量机回归模型建立了回归方程。分析了在不考虑蒸散发的影响条件下,以1965—1971年为基准期,研究期1972—1985年、1986—1991年、1992—2015年内人类活动对径流的贡献率分别为80.44%,76.12%,86.98%。最后建立了流域水土保持措施和径流的关系,揭示了退耕还林工程措施是影响该流域径流减少的主要人类活动方式。通过本研究可为该流域水资源合理开发提供参考依据,也为未来时期水土保持工程提供优化方案。

非连续降雨条件下径流控制效果数值模拟研究

为研究低影响开发设施径流控制效果对降雨时间间隔的响应规律,以西咸新区沣西新城天福和园LID小区为例,构建了SWMM计算模型。以不同时间间隔的两场独立的设计降雨作为非连续降雨事件,研究其径流控制的影响因素。研究结果表明随着降雨间隔从2h增至48h,非连续降雨径流控制率从81.46%增加到84.23%,且降雨事件中后场降雨有滞峰及峰值削减效果;随着降雨强度的增加,非连续降雨的径流控制率在降低。重现期为1年比重现期5年的非连续降雨的径流控制率高约为14%左右,且在降雨总量一样的情况下,降雨的时间分配也会影响径流控制效果,先小雨后大雨比先大雨后小雨的降雨过程的径流控制率高4%左右;重现期一定时,随着降雨历时从1h增加到2h、5h,非连续降雨的径流控制率分别降低1.2%、2.6%。

不同碳酸钙掺量压实黄土的力学性能试验研究

为探讨碳酸钙改良黄土强度和湿陷性的可行性,针对陕西洛川黄土抗剪强度和湿陷特性,采用0、5%、10%、20%和25%质量比的碳酸钙粉末掺入黄土的方式,进行固结慢剪试验和湿陷性试验。结果表明:改良黄土试样的脆性随碳酸钙掺量增加而增大,当碳酸钙含量较低时,试样剪应力-剪切位移曲线为应变硬化型,碳酸钙掺量达到20%时应力-应变曲线呈软化型;在81%、87%、93%压实度下,不同掺量碳酸钙改良黄土的抗剪强度均显著提高,粘聚力和内摩擦角均随着碳酸钙掺量的增加而增大;而对黄土湿陷性的改良效果与压实程度有关,湿陷系数随压实度的增大显著减小,达93%压实度时碳酸钙改良黄土试样的湿陷性全部消除。因此,使用碳酸钙进行黄土的改良,能够取得填筑黄土抗剪强度增大、湿陷性降低的显著效果,而且绿色环保。

低荷载作用下洛川黄土的湿陷性试验研究

黄土的湿陷性问题是黄土地区工程建设中的热点问题,一直困扰着研究及设计人员。不同区域、不同工况下黄土的结构差异较大,湿陷程度区别大,且受水的影响最敏感。为了进一步研究黄土湿陷的结构水敏性,设计并进行了一系列室内试验,实验结果表明:①黄土的结构强度随其含水率增加而有规律的降低,初始结构强度呈线性变化,后期加固结构强度呈非线性变化,含水率在6%~12%区间内对黄土的后期加固结构强度的影响较为强烈;②在低载荷条件下,原状黄土存在“含水率在天然含水率附近时,土样的湿陷性最大”这一现象,重塑黄土和高荷载下的原状黄土的湿陷性皆随着含水率的增加而降低;③原状与重塑黄土的湿陷系数差值的变化趋势与土样后期加固结构强度对含水率变化的敏感程度呈正相关关系。研究结果对于黄土湿陷的结构水敏性的试验研究和工程建设具有一定的指导意义。