不同LID建设方案在不同降雨条件下径流减控效果研究

发布时间：2020-05-20 10:15

【摘要】：开展海绵城市建设是解决当前城市内涝问题的有效途径,其核心是通过在汇水分区内进行LID(Low Impact Development)建设,改变下垫面的自然属性,减少场地径流外排。汇水分区用地类型及LID汇水方式对LID径流减控效果具有重要影响。以北京市某海绵建筑小区为例,构建SWMM精细化数值模型,选择了4个典型不同下垫面特征汇水单元,模拟分析了各汇水单元经LID建设后在不同重现期降雨情景下径流减控规律。在此基础上选择该建筑小区一个典型排水单元为研究对象,通过改变汇流路径概化得到6种LID建设方案,包括4种汇流关系(道路与LID的汇流关系以及LID之间的连接关系为“串联+串联”、“串联+并联”、“并联+串联”、“并联+并联”),以降雨历时为60min、120min和720min,降雨量为30mm、50mm、70mm的PilgrimCordery(PC)设计降雨为模型的水源输入,模拟分析了不同汇流关系方案径流减控规律,建立了平均降雨强度与径流系数、洪峰和洪量削减率的相关关系。主要研究结果如下:(1)在低重现期降雨下,透水比例占比较大的汇水单元径流系数最小,而在高重现期降雨下,透水铺装占比较大的汇水单元径流系数最小;透水铺装削减洪峰的效果优于植草沟、生物滞留设施等措施;LID接受更多客水的汇水分区对径流的影响更为显著,效果更加明显;在汇水单元内布置LID措施能够削减其对流域出口径流量贡献率;(2)完全串联的方案径流系数和洪水总量最低、洪量削减率最大,但在高强度的降雨下峰值最高,削减率最低;随着降雨量级的增加,削减率指标有“持续增加”、“持续减小”和“先增后减”的趋势,其中完全串联的方案削减率指标表现为“持续减小”单一的变化趋势且洪峰流量增加最为明显,在60min、70mm的降雨下达到最大,显著高于其它改造方案;(3)径流系数与平均降雨强度为对数函数形式,削减率指标与其呈线性负相关或正相关。不同汇流关系的LID建设方案洪峰和洪量最优削减率不一定对应同一场降雨,洪量削减效果差的方案洪峰削减效果不一定不好。
【图文】：

技术路线

第 2 章 研究区与研究方法2.1 研究区地理、气候、环境特征分析2.1.1 地理特征研究区位于北京通州区国家海绵城市试点区域（图 2-1），该区域西起北关闸，东到规划宜春路，南北分别与北运河和运潮减河相临，分为已建区和新建区，总面积约为 19.36km2。流域地面高程介于 16~28m 之间。主要建设用地类型为道路、建筑小区和公园绿地。土壤类型包括潮土、风沙土、沼泽土和褐土，渗透系数在 2.7210-4cm/s~1.58 10-3cm/s 之间。已建区多为老旧小区，，小区内硬化下垫面占比较大，绿地覆盖率较小，管网等排水设施堵塞严重，设计标准偏低，源头及末端管控设施不足，亟待完善。此外流域整体地势低洼，局部存在数处低洼点，易发生内涝且排涝困难，自然本底条件适合开展海绵城市建设。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU992

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本文编号：2672465