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.     

基于OPUT的城市LID设施防涝布设方法

近年来,极端暴雨增加导致城市内涝愈发严重,而合理布设低影响开发(low impact development, LID)设施可以有效地缓解城市内涝问题。该文提出了一种基于溢流点位上游追踪(overflow point upstream tracking, OPUT)的LID设施布设方法。运用暴雨洪水管理模型(storm water management model, SWMM)构建排水模型,模拟不同重现期管网溢流,采用OPUT方法确定需要布设LID设施的雨水子汇水区,与传统全范围等比例(traditional full range equal proportion, FREP)的LID设施布设方法结果进行对比。结果显示：从缓解内涝方面来看,OPUT方法和FREP方法节点溢流体积削减百分比在单位布设LID设施面积下均随着重现期增大而减小。从径流削减方面来看,在不同的重现期下,2种方法对径流体积和径流峰值流量的削减情况在单位布设LID设施面积下是不同的,OPUT方法对径流体积的削减在重现期较大时效果更好,对径流峰值流量的削减随着重现期的增大呈上升趋势并接近FREP方法。从经济方面来考虑,当...     

不同模式雨水调蓄池与低影响开发组合对雨洪控制的效果

摘要：随着雨涝灾害出现的频率越来越高,雨水调蓄池和LID措施的应用也越来越多。选择QD市某片区为研究对象,基于地理信息系统ArcGIS和SWMM(storm water management model)模拟雨水系统探究集中式调蓄池、分散式调蓄池及其与LID（low impact evelopment）措施联用后的水力状况,结果表明,分散式小体积雨水调蓄池相对于集中式大体积雨水调蓄池而言,不但可以有效削减洪峰流量,有效缓解上游节点压力,减小溢流量;同时对于管径过小引起的溢流能较好的缓解,也解决了大块建设土地紧缺的问题,控制雨水洪流的效果更全面更有效;LID措施 + 雨水调蓄池的组合措施能有效削减径流峰值、径流总量且可削减调蓄池容积,减小占地。     

基于SWMM的道路LID措施优化研究

为量化研究道路LID措施优化效果,本研究基于SWMM构建湘潭市芙蓉大道雨洪模型,模拟分析无LID措施道路和4类LID措施组合成方案在降雨重现期分别为1、2、3、5和10年时的雨洪影响效果,对比分析4种方案在不同重现期下的雨洪影响,通过评估模拟效果,选出了最优LID措施组合方案并分析该方案效果。研究结果表明:布设LID设施在相对高频降雨(重现期较小)条件下的径流迟滞效果更为明显。在研究条件下,布设最佳优化方案四(透水沥青+透水砖+植草沟)后,径流可实现完全削减,出流量削减率最高可达92.16%,峰值流量削减率最高可达91.49%。     

降雨强度及降雨间隔对低影响开发雨洪控制的影响及分析

低影响开发(low impact development,LID)是一种采用微观尺度和分散式设施从源头实现雨洪控制的理念。以长沙市某居民小区为研究区域,基于城市排水管网模拟系统建立了现状无LID、绿色屋顶、下凹式绿地、渗透铺装、植被浅沟及上述四项LID设施组合的六种不同用地场景的排水管网水力模型。结合管道的承载能力全面评价各项LID措施在不同降雨强度、不同时间间隔多场降雨的雨洪控制效果。结果表明:渗透铺装、下凹式绿地、绿色屋顶措施的径流控制和削峰作用相对较好。降雨强度较低时,LID措施的雨洪控制较好,与排水管渠系统联用,可以有效降低内涝风险。绿色屋顶和下凹式绿地的径流削减能力对降雨强度变化较敏感,渗透铺装和植被浅沟相对稳定。连续降雨条件下各项LID的雨洪控制效果不佳,绿色屋顶和植被浅沟的削峰能力严重降低。随降雨间隔的加大,各项LID措施的功能缓慢恢复。     

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.     

基于LID的SWMM模型在雨洪控制中的应用

为研究不同初始土壤含水量与LID(低影响开发)措施蓄水程度对径流调控效果的影响,以遂宁市体育中心为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),模拟分析了下垫面和LID措施在不同初始含水状态下LID和传统开发两种模式的径流控制与峰值削减效果。降雨重现期分别设定为1,2,5,10,20 a.结果表明:LID模式在自然状态、半饱和与饱和状态下的径流控制率分别为36%～76.3%,25.4%～56.8%,16.9%～38.1%;峰值流量分别为10.1～208.4,22.3～221.8,39.2～240.7 L/s;LID饱和状态的径流过程增长较快,峰现时间较为提前。与同状态的传统开发模式相比,LID径流控制削减率分别为6.5%～61%,3.2%～50.8%,2.1%～49.3%;洪峰削减率分别为10.8%～57%,5.4%～43.3%,0.7%～36.9%;LID措施对低重现期降雨径流影响效果远大于高重现期降雨。该研究为城市低影响开发措施设计方案和后期运行管理提供理论依据。     

海绵城市不同用地类型土壤渗透能力 ——以厦门市海沧马銮湾试点区为例

以国家首批海绵城市建设16个试点城市之一厦门市海沧区马銮湾试点区为例,结合片区现状,采用双环入渗法测定土壤下渗率,并结合土壤容重、含水率、粒径分布等土壤特性,分析不同地块、不同用地类型的40个检测点土壤渗透能力. 利用Horton下渗模型,确定土壤渗透系数,指导试点区选择适宜的低影响开发（LID）技术. 结果表明,试点区居住小区、工业区和城中村土壤渗透能力普遍较强,农林用地次之,公共设施用地最差. 对试点区4个点位2种用地类型（公共设施用地和工业区）的2种LID设施（雨水花园和生物滞留设施）效果分析显示,雨水花园适合修建于学校、停车场等面积较大地区;生物滞留设施适合应用在道路和居住小区绿化带等面积较小、坡度较小的地区. 土壤特性和土壤下渗率可单独作为土壤渗透能力的评判依据.     

海绵城市不同用地类型土壤渗透能力——以厦门市海沧马銮湾试点区为例

以国家首批海绵城市建设16个试点城市之一厦门市海沧区马銮湾试点区为例,结合片区现状,采用双环入渗法测定土壤下渗率,并结合土壤容重、含水率、粒径分布等土壤特性,分析不同地块、不同用地类型的40个检测点土壤渗透能力.利用Horton下渗模型,确定土壤渗透系数,指导试点区选择适宜的低影响开发(LID)技术.结果表明,试点区居住小区、工业区和城中村土壤渗透能力普遍较强,农林用地次之,公共设施用地最差.对试点区4个点位2种用地类型(公共设施用地和工业区)的2种LID设施(雨水花园和生物滞留设施)效果分析显示,雨水花园适合修建于学校、停车场等面积较大地区;生物滞留设施适合应用在道路和居住小区绿化带等面积较小、坡度较小的地区.土壤特性和土壤下渗率可单独作为土壤渗透能力的评判依据.     

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。     

天津市雨水利用展望与污染防治对策

针对天津水资源短缺和雨水资源大量浪费的现状,分析了天津雨水资源收集和综合利用的前景,根据雨水不同类型径流水质污染状况,提出相关削减污染以及雨水综合利用的措施和政策。     

面向海绵城市的道路绿带设计

针对传统城市道路普遍存在排洪压力大、雨水资源流失等问题,我国提出了"海绵城市"的概念,采用LID(低影响开发)技术和设施来进行雨水径流控制。本论文研究的海绵城市理念下的城市道路系统设计,论文首先探讨了LID概念,进而给出了道路绿带的设计思路,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。     

环保型雨水口的分类模拟与效果评价

环保型雨水口是控制道路雨水径流面源的有效措施,特别是对初期雨水污染有突出的减控效果,在海绵城市建设中得到了广泛应用.由于环保型雨水口复杂的径流污染调控过程,目前尚缺乏合理和系统的模型概化手段,因而难以有效评估其径流污染调控效果.在全面梳理常见的环保型雨水口技术方案的基础上,将环保型雨水口概化分为弃流型、截流入渗型和人工填料型3类,考虑不同类型环保型雨水口复杂的径流调控与污染物削减环节,针对性地开展水量水质耦合模型构建,并利用设计降雨数据进行模型试算与效果评估.模型试算结果表明,该模型能够较好模拟均匀降雨、单峰降雨、双峰降雨和间歇降雨条件下的雨水口外排过程,满足水量平衡与污染物守恒.利用模型模拟能定量分离环保型雨水口不同环节的贡献,在此基础上评估了3类环保型雨水口径流调控与污染物削减的效果.相关成果能为环保型雨水口的规划设计与效果评估提供有效的模拟技术支撑,进而促进海绵型道路的推广应用.     

建筑小区地下空间对海绵城市建设目标可达性的影响

为探究城市地下空间对海绵城市建设目标可达性的影响,以苏州市某建筑小区为研究对象,解析研究区内绿地有效性,并逐步构建低影响开发(low impact development, LID)措施布设方案,采用SWMM(storm water management model)模型模拟不同LID布置方案的径流削减效果.结果表明,地下空间顶部绿地不适宜建设集中入渗型LID措施,归为无效绿地,适宜建设LID措施的有效绿地仅占绿地总面积的38.00%;考虑到地下空间的影响,对研究区最大程度布设源头减排LID措施,仍未满足《海绵城市建设技术指南》中的75%年径流总量控制率的要求,须设置末端调蓄措施,对应的设计调蓄容量为43.6 m~3·hm~(-2);与现状相比,按照75%年径流总量控制率对应的设计降雨配套LID措施后,面对1,2,5年一遇的高强度降雨时,研究区径流总量控制率分别提升了28.3%, 25.1%, 22.2%,峰值流量分别削减了48.6%, 38.0%, 37.5%.研究结果为海绵城市建设中LID措施的规划和设计提供了技术支撑.     

基于低影响开发(LID)理念的城市道路规划设计

结合现状调研,在道路规划设计中落实低影响开发(LID)理念及控制目标,结合宣城市昭亭南路城市道路规划提出具体的低影响开发(LID)道路方案,目的是将道路径流雨水通过设置在道路绿化带中的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的生物滞留带进行处理,减少道路径流及污染物外排量。     

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。     

城市绿地对雨水径流污染物的削减作用

采用模拟城市绿地和降雨系统装置研究城市绿地对径流雨水污染物的削减作用,通过对降雨过程及降雨后装置内土壤微生物数量、生化作用强度及土壤性质的分析,初步研究了城市绿地对雨水径流污染物的削减作用机理.结果表明：在2 h的降雨过程中模拟绿地对雨水中COD_Cr、氨氮、硝态氮、总氮和总磷的平均削减率分别为41.3％,44.1％,38.5％,38.2%和39.0％.随着降雨时间的延长,削减率逐渐降低.绿地系统对径流污染物的去除是生物与非生物共同作用的结果.在降雨过程中污染物的去除主要依靠土壤及植物根系的吸附、过滤和截流作用,降雨后的5～8 d内土壤微生物的生化作用最强,并且土壤有机质、总氮和总磷含量逐渐降低,主要进行的是微生物对吸附于土壤颗粒表面的污染物的分解作用.两周后总氮和有机质在土壤中还有一定的累积,总磷含量基本达到降雨前的水平.     

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。     

下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效果及影响因素分析

为探究下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效果及影响因素,采用室外种植箱的方式进行模拟试验,研究不同植物配置、不同下垫面雨水径流、不同土壤层厚度以及不同污染物浓度对下沉式绿地削减污染物的影响。结果表明,不同植物配置的下沉式绿地对削减NH+4-N的影响差值为9.6%,即依次:高羊茅(57.3%)三种混合植物(55.0%)鸢尾(50.4%)鼠尾草(47.7%);对削减TP的影响差值为5.3%,即依次:高羊茅(56.4%)三种混合植物(54.4%)鼠尾草(53.8%)鸢尾(51.1%);对削减COD的影响差值为8.9%,即依次:三种混合植物(39.4%)高羊茅(37.8%)鸢尾(33.1%)鼠尾草(30.5%)。不同植物配置的下沉式绿地对重金属(Cu、Zn、Pb)的削减效果很好,达95%以上。下沉式绿地对三种下垫面雨水径流污染物的削减效果依次:硬质屋顶沥青路面绿地;不同土壤层厚度和污染物浓度对下沉式绿地削减常规污染物的影响呈正相关,对下沉式绿地削减重金属的影响不大。因此,本研究可为下沉式绿地在控制雨水径流污染问题提供一种优化途径的新思路。     

广州城区雨水径流非点源污染特性及污染负荷

以广州市新河浦社区部分排水区为研究对象,将研究区域划分为居住区、马路、草地3种典型下垫面,在各典型下垫面分别进行若干场雨水径流水质监测,主要分析雨水径流中的化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD5),以及总悬浮物固体(TSS)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮等污染物的浓度,探讨TSS和COD的相关性,揭示污染物的时空变化规律和径流的初期冲刷效应。基于暴雨径流管理模型(SWMM)建立了研究区域降雨径流非点源污染的模型,根据研究区域的水质监测资料率定模型参数,结果表明:水样中TSS和COD的相关性不明显;居住区、马路存在较为明显的初期冲刷效应,草地的初期冲刷效应不如居住区和马路明显;所建立的非点源污染模型具有较高的精度,利用该模型分别模拟不同重现期、不同降雨类型及不同下垫面类型的非点源污染负荷,所得负荷量结果较为合理,可以为城市雨水径流非点源污染的控制提供参考依据.