低影响开发模式下住宅小区年径流总量控制率

选取北京市海淀区某雨水利用小区为研究对象,构建SWMM模型。对透水铺装和蓄水池2种低影响开发措施运行模式下的水量控制进行评价。首先,通过研究区实测降雨产流数据进行模型的率定和验证,得到可用的SWMM模型;分别对1年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇和20年一遇24 h降雨雨型进行模拟,计算研究区实际年径流总量控制率;并计算研究区开发前的控制率。通过改变研究区现状硬化路面透水铺装率和调蓄容积计算年径流总量控制率,对研究区两项措施规模的配比进行分析计算。结果表明,以透水铺装和蓄水池两种组合方式改造的居住小区年径流总量控制率大大提高,小区改造后比改造前年径流总量控制率提高了42%;对不同规模硬化路面透水铺装和蓄水池进行计算可知,透水铺装和蓄水容积对控制率均有影响。当硬化路面透水铺装率达到70%,蓄水池容积改变率达到30%时,研究区年径流总量控制率达到85%的要求。研究成果能够应用于缺少实测数据的城市集雨区域,可对不同LID组合方式的径流减控效果研究提供参考。     

基于LID的东辽阳径流控制及景观规划设计方法

目的研究土地利用方式的改变对径流控制率的影响,提出增加径流控制率的低影响开发(LID)技术措施,使得研究区整体控制率大于75%.方法根据东辽阳规划前后土地利用类型的改变与径流控制率的关系,识别不同土地利用方式;利用方程计算及模型输出,分析各用地类型径流控制率情况,识别不同用地类型与径流控制率的关系.结果通过改变用地类型可以增加径流控制率19%,绿地采用较高的年径流总量控制率控制标准,道路、市政设施用地年径流总量控制率标准较低,居住、商业、公用设施用地采用70%左右的年径流总量控制率目标.结论通过增加绿化和水域面积可以增加径流控制率,仅通过下沉式绿地和透水铺装可满足海绵城市指标要求,但也可使用其他LID技术联用以保证达成建设目标.     

城市居民小区SWMM降雨径流过程模拟——以营口市贵都花园小区为例

为克服没有实测数据校准SWMM（storm water management model）的难点,选用传统的径流系数法,从降雨径流总量以及降雨径流过程2方面来验证SWMM.结果表明,SWMM模拟的场次降雨径流总量以及年降雨径流总量与径流系数法估算的径流量的相对误差在可接受范围内,并且模拟的降雨径流过程与径流系数法推算的径流过程匹配结果也较好,说明SWMM能够较好地用于城市降雨径流总量以及过程的模拟,为后期进行降雨径流污染物总量及产生规律的研究提供了工作基础.     

基于弱渗水土质含渗透管的透水铺装水量控制

对于土壤渗透能力较弱地区,常规透水铺装的应用效果有待提高。通过试验研究了适用于弱渗水土质的含渗透管的新型透水铺装对雨水径流水量的控制作用。实验表明:含渗透管的透水铺装比普通路面及常规透水路面的产流时间均有延长,增加百分比介于50.0%~200.0%之间;含渗透管的透水铺装比常规透水路面在洪峰流量削减方面效果显著,洪峰流量削减率提高了9.4%~43.7%;相比常规透水路面,含渗透管的透水铺装路面雨水径流深度减少了20.83%~66.67%。研究表明:在弱渗水土质地区,利用含渗透管的透水铺装对雨水径流的水量控制效果明显,优于常规透水路面,开拓了弱渗水土质地区透水铺装研发的思路。     

基于弱渗水土质含渗透管的透水铺装的水量控制研究

对于土壤渗透能力较弱地区,常规透水铺装的应用效果有待提高。通过试验研究了适用于弱渗水土质的含渗透管的新型透水铺装对雨水径流水量的控制作用。实验表明:含渗透管的透水铺装比普通路面及常规透水路面的产流时间均有延长,增加百分比介于50.0%~200.0%之间;含渗透管的透水铺装比常规透水路面在洪峰流量削减方面效果显著,洪峰流量削减率提高了9.4%~43.7%;相比常规透水路面,含渗透管的透水铺装路面雨水径流深度减少了20.83%~66.67%。研究表明:在弱渗水土质地区,利用含渗透管的透水铺装对雨水径流的水量控制效果明显,优于常规透水路面,开拓了弱渗水土质地区透水铺装研发的思路。     

低影响开发系统对西南红层丘陵地区雨洪调控效果的模拟研究

为探究低影响开发系统(LID)对西南红层丘陵地区的雨洪调控效果,以中国遂宁市河东新区湿地公园示范区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),根据遂宁市河东新区海绵城市建设相关规划,结合研究区下垫面特征,模拟不同降雨重现期(2、5、10、20年一遇)降水情景下低影响开发(LID)措施的地表径流过程和下渗过程,以评估海绵城市建设的防洪减涝效果。结果表明:在低降雨重现期(2年一遇和5年一遇)情况下,LID措施对地表径流的控制率分别达到78%和45%,洪峰的推迟现象不明显,在高重现期(20年一遇和50年一遇)情况下,地表径流控制率仅为2%和1%,洪峰的推迟时间分别为2、2.5 h,表明LID措施对城市雨洪控制有一定的效果,且随着降雨重现期的增加,LID措施对城市雨洪的控制效果逐渐减弱。研究结果为中国西南地区海绵城市建设及后期运营提供了理论依据。     

城市暴雨径流计算模型的建立和检验

基于城市降雨径流规律的研究，建立了城市暴雨径流计算模型（包括城市产流、地面汇流和管渠汇流三个部分）。在产流计算中，不透水区用变径流系数法，透水区用下渗曲线法；地面汇流用非线性运动波法；管渠汇流用动力波法。经北京和西安三个小区的实测资料检验，证明模型精度较高，可用于城市雨水控制和管理等场合的径流模拟。     

基于在线和人工检测的海绵道路效果模拟评价

针对当前海绵城市水质在线监测指标单一、结果不稳定和可靠性低的问题，采用人工取样检测水质，并结合流量监测和SWMM模型模拟的方法，开展某市海绵城市道路的建设效果评价. 结果表明，该海绵城市道路对径流总量控制、径流污染控制和排水防涝效果十分显著. 在典型平水年海绵城市道路对年径流总量控制率达到94.2%，径流污染削减率分别为88.5%（以SS计）、88.3%（以COD计）、86.7%（以TP计）和88.5%（以NH3-N计），对20年一遇暴雨径流峰值削减率达到75.2%. 研究结果可为海绵城市道路建设效果的定量化考核和评价提供参考.     

北方高校校园雨水径流控制与景观设计

以高校校园雨水管控和景观融入为目标,利用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)模拟北方校园夏季雨水径流过程,对比分析不同低影响开发(low impact development,LID)设施布设前后对高校径流、洪峰流量削减控制效果,并探讨校园雨水生态景观构建的策略.以东北农业大学为研究对象,设计包含下凹绿地、绿色屋顶及透水铺装所组成的4种LID情景方案,模拟不同降雨重现期下雨水径流过程.结果表明:3种LID设施均对径流、洪峰流量具有调控削减效果,且在低降雨重现期时取得控制效果最佳;单项设施中透水铺装径流量控制效果最优,下凹绿地洪峰流量削减效果最佳;LID组合布设优于单项设施的控制效果.依据结果分析,选择LID组合布设方案,对校园景观进行改造设计.研究结果既可为北方校园LID设施的布设选择应用提供依据,也可为海绵校园雨水生态景观构建提供参考.     

川东丘陵区柏木林水土保持措施径流调控效果对比

川东地区是我国重要的生态功能区。针对该区域由于水土流失导致的柏木林生态服务功能日益下降的现状,通过天然降雨下坡面径流小区降雨径流原位观测试验,对比分析了3种坡面水土保持措施径流调控的效果。研究结果表明：当场降雨在一定阈值内：总雨量9.6-51.0mm,平均雨强3.4-31.9mm.h^-1,随着雨量增大、雨强增强,措施径流小区径流调控能力逐渐增强,对照径流小区的平均径流系数达到了措施径流小区的 1.8倍,措施径流小区平均入渗率达到了对照径流小区平均入渗率的3.6倍。水平阶、垒穴/培土和综合措施最大可消减径流峰值的54%、46%和55%,最大可减少坡面径流总量的59%、39%和38%。中雨时,垒穴/培土措施和综合措施消减径流峰值、减少坡面径流总量的效果优于水平阶;大雨、暴雨时,水平阶优于垒穴/培土措施和综合措施,尤其是短历时、强降雨。综合消减径流峰值、减少径流总量的作用来看,在川东雨季多短历时、暴雨的气候特点下,水平阶能够发挥最优的水土保持效果。     

基于Infoworks ICM模型的典型海绵措施径流减控效果评估

为了分析海绵措施在流域尺度的雨水径流减控效果,提出适用于海绵城市系统建设的最优组合模式。基于Infoworks ICM模型构建马草河综合流域洪涝模型,结合雨水控制与利用工程设计规范,定量评估调蓄池、下凹式绿地及透水铺装海绵组合模式的蓄滞效果。研究结果表明:(a)海绵组合措施对10年一遇以下低重现期降雨径流量、洪峰流量和峰现时间的削减延迟效果较好;当降雨重现期达到10年一遇及以上时,径流量和洪峰流量削减比例不同程度地降低,洪峰流量削减和峰现时间延迟效果明显降低。(b)实施海绵措施后流域年径流量平均削减39%,各管控地块全部满足控制标准,现行雨水设计规范标准有助于支撑海绵城市试点建设。     

透水沥青路面的储水渗透模型与效能

将降雨过程数值化并对雨水入渗的物理过程进行划分;选定雨水吸附率、渗透速度、空隙率/连通空隙率、结构层厚度等路面材料参数以及降雨重现期和历时等降雨参数,基于气象学和水力学理论建立透水沥青路面的储水-渗透模型,提出相应的功能设计目标,并对透水路面的效能进行计算和分析.结果表明:所建模型能够针对不同地域的气象和降雨特点对透水路面的储水、渗透功能进行预估和评价;透水沥青路面最大储水量出现时间滞后于最大降雨强度发生时间;当透水路面结构不满足该降雨条件下的储水和渗透功能要求时,可以增大路面储水结构层的厚度,或者在路面结构中铺设纵向排水管道.     

不同管网平面布置形式下低影响开发的雨洪控制效果研究

以福州市晋安区解放溪流域某居民区为研究对象,选取3种不同的低影响开发措施(渗透铺装,植被浅沟雨水花园,绿色屋顶)设计了4种布设情景.根据芝加哥降雨过程线模型合成不同降雨重现期、不同降雨历时和不同雨峰位置的降雨情景,基于PCSWMM软件分析正交式和平行式排水管网平面布置形式下的低影响开发措施的雨洪控制情况.研究结果表明:在降雨重现期较小、降雨历时较长及雨峰位置靠前时,平行式的低影响开发措施对出水口峰值流量的削减效果要优于正交式.在不同降雨特性下,平行式的渗透铺装、绿色屋顶和低影响开发组合措施对出水口悬浮颗粒物峰值浓度的削减效果要优于正交式,而正交式的植被浅沟雨水花园措施对出水口悬浮颗粒物峰值浓度的削减效果要优于平行式.本研究可为海绵城市建设过程中排水管网的平面布置及低影响开发措施的选择提供依据和借鉴.     

蓄盐类抗凝冰沥青混合料长效性评价

冰雪灾害是影响道路运输效率和生命财产安全的主要因素,主动解决此问题的蓄盐类抗凝冰路面技术应用十分广泛,但又鲜有长效性评价相关研究.从力学角度探究凝冰与蓄盐抗凝冰沥青混合料界面黏结力,提出蓄盐抗凝冰沥青混合料除冰雪性能失效的临界有效氯离子浓度;通过全环境箱模拟车辆荷载和降雨条件下氯离子的释放特性,采用离子选择电极法(io...     

农田灌溉水循环利用系统构建方法

介绍了将农田中坑塘湿地改建用于储存降雨径流和农田灌溉排水进行回用的水循环系统构建方法,在提出水循环调蓄湿地体积估算方法的基础上,构建了调蓄湿地水循环利用系统,分析了高效净污载体、微生物筛选与附着、水生植物群落配置和水动力微循环交换系统等水质净化技术,指出区域降水量和降雨历时是影响水循环调蓄湿地体积和循环水利用量的重要因素。对上海崇明水稻田循环调蓄湿地系统进行了设计与构建,循环调蓄湿地运行后共节约灌溉水量6239.9～9359.9m3。     

屋面雨水收集缓解城市内涝时效分析

针对屋面降雨散落造成城市地面产生径流形成内涝等问题,本文通过对现有的蓄水池结构进行改造,在蓄水池底部设置不同孔径d的排水孔,使得降雨时雨水先收集到蓄水池降雨后缓慢排入土壤或地下管网,达到延长排水时间,降低径流峰值从而降低地下管网堵塞几率。通过设计实验和模拟分析得出以下结论：土壤渗透系数I大和排水孔径d小时排放到土壤的效果最好;排水孔径d越小,雨水进入地下管道时间越长所降低的径流比ψ越高;设计相同体积蓄水池时,底面积A越小蓄水量越大。通过理论和实际验证蓄水池改进技术的可行性,为治理城市内涝提供一种新方法。     

用地层元素测井资料确定储层粘土含量

地层元素测井 (ECS)是一种实时测量地层中元素含量的新型测井方法。介绍了ECS的方法和原理 ,根据王庄油田 4口井的ECS资料及氧化物闭合模型和综合处理解释结果 ,确定出该区的地层矿物含量 ,依据矿物含量并结合自然伽马能谱测井方法确定出研究区的粘土含量及类型。结果表明 ,研究区沙三段碎屑岩储层粘土矿物以伊 /蒙混层为主 ,其含量平均为 5 0 % ;其他矿物含量依次为 :高岭石平均为 2 0 % ,伊利石平均为 15 % ,绿泥石平均为 8%。伊 /蒙混层比平均为 76 % ,粘土成分以蒙脱石为主。将测井解释得到的粘土含量及类型与X 衍射分析结果进行了对比 ,验证了测井解释结果的可靠性。根据研究区的粘土含量和类型 ,提出了该区储层改造时应采用的几项措施。     

透水性沥青混合料目标空隙率的确定方法

为了有效减少路面地表径流,发挥透水性沥青路面的透水功能,明确空隙率、有效空隙率及渗透系数三者之间的关系,以便确定符合地域降雨特点的透水性沥青混合料目标空隙率,依据水量平衡原理和水力学理论,建立了基于有效控制路面地表径流的透水性沥青路面的渗透-蓄水简化模型。通过试验分析,明确了透水性沥青混合料的空隙率、有效空隙率及渗透系数有很好的线性相关关系。通过设计降雨量、透水性沥青路面计算面积和路面综合坡度等为计算参数,得到了透水性沥青混合料的目标空隙率计算方法。该方法能够针对不同地区的降雨特点,计算出满足透水功能的透水性沥青混合料的目标空隙率。     

混凝土砂基透水路面砖制备及物理性能测试

推广砂基透水砖是实现沙漠沙资源化的有效途径.以烘干砂为主要骨料、高标号水泥为粘结剂并采用静压成型工艺,研制出一种预制透水孔的混凝土砂基透水路面砖,并对所研制的透水砖进行了物理性能测试和造价分析.结果表明:(1)所研制的混凝土砂基透水砖抗压强度超出我国建筑材料行业标准Cc60透水砖的要求,抗压强度可达100 MPa.(2)预设的透水孔使混凝土透水砖的透水性超过行业标准,而且透水孔上小下大,不易堵塞,不影响人行步道的舒适性.(3)根据透水砖的抗压强度、透水性、保水性、造价等方面综合考虑,选取细砂率70%、水灰比0.34、孔隙率2%、添加水性氯丁胶(AN)的第20组作为高强透水砖优选方案,选取细砂率85%、水灰比0.30、孔隙率1%、无添加剂的第22组作为常用广场透水砖优选方案,用于后续产业化开发研究.(4)增加粗骨料可显著提高透水砖的抗压强度,透水砖的细砂率可控制在70%~85%.(5)添加合适类型和剂量的添加剂可提高透水砖的抗压强度.(6)除了第7、11、12、19组造价偏高以外,其余组次造价都在60~100元/m2,与常规无砂混凝土透水砖价格接近,远小于市场上已有同类砂基透水砖的价格.