基于SUSTAIN模型典型住宅区低影响开发研究

发布时间：2020-06-10 15:39

【摘要】：高速的城市化带来城市建筑日益密集,城市下垫面的不透水率增大,导致径流系数增大。所以,近年来城市内涝发生频繁,造成大量人力财力的损失。本研究针对我国在降雨管理措施规划上不足,借鉴国外的先进理念,结合我国现有的理论实践,完善我国的雨水管理体系和城市降雨径流管理技术,并将运用到实际试点中加以研究。基于此,本研究选择青海省西宁市城北区某住宅小区为研究对象,运用层次分析法(AHP)建立BMPs-LID措施评估比选体系,初步选择适用本区域的雨水管理措施。其次,本研究使用SUSTAIN模型作为研究区域的规划工具,在研究区域加设不同情景BMPs-LID措施,提出不同的规划方案,重点分析不同情景方案对区域降雨径流的调控效果。采用第二代非支配遗传算法,确定优化目标和决策变量,对不同情景规划方案进行优化,得到成本——效益最优的降雨径流控制管理规划方案,最后规划方案对研究区的环境影响进行评价。主要研究结果如下:(1)从区域适用性、BMPs-LID径流控制功效、成本管理投入三方面选取指标,运用AHP法建立措施评估比选体系,得到生物滞留池、绿色屋顶、植草沟的综合得分较高,分别为4.617分、4.494分、4.156分。为下文加设BMPs-LID措施布置不同情景方案提供参考和依据。(2)对研究区域子汇水区域和排水管网进行了合理概化,详细划分了研究区域的土地利用类型和透水与不透水区域,并对研究区域的地形高程进行分析,基于基础资料建立研究区SUSTAIN模型,根据模型验证结果分析,研究区排放口1、2所控制区域模拟和实际综合径流系数的变异系数满足±5%的最高限制的要求,所以证明在研究区域所建立的模型具有良好的适用性及预测精度。(3)以2016年全年每日每小时的降雨量作为前端输入,建立三种不同BMPs-LID措施规划情景。模拟分析表明:情景一和情景二的径流总量较现状情景分别削减15.98%、29.96%。洪峰值较现状情景分别削减12.0%、20.9%。选取选取4月14日、5月21日、8月21日的三日的降雨事件,对单日不同降雨强度下,总结开发前情景、基础情景、加设BMPs措施情景下降雨产流规律,并绘制不同降雨事件下基础情景和加设BMPs措施情景下的淹没水深图。最后采用NSGA-Ⅱ算法对规划方案进行优化,根据决策结果,研究区年径流量削减率和成本最优组合为(48%、1230万元)、(36%,636.0万元)。
【图文】：

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图 1-1 植草沟实例示意图Figure 1-1 Grass ditch example diagram系统原理：植草沟上的植物覆盖可以起到水土保持作用和对雨水的过滤作用，植草用植被表层起到绿地补偿的作用同时对峰值流量削减效果明显。植草沟对非点源污染由一定的效果[55]。结构图如 1-2 所示：图 1-2 植草沟结构图

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图 1-2 植草沟结构图Figure 1-2 Grass ditch structure diagram植草沟适用于道路、广场、停车场、小区和学校等不透水性高的周为生物滞留池和砂滤池的 LID 措施的预处理设施。除此之外，植草结合，在竖向场地中植草沟可以代替雨水管渠。植草沟具有较强的结构稳定性，能有效降低降雨径流总量和峰值流于植草沟占地面积较大，选址约束较大，，所以不适用城市建设密度罐造：雨水罐也被称为雨水桶，常为放置在建筑房屋两侧通过雨落管管理措施，制作的材料常为木制、塑料、金属等。设施结构较为简、筛滤网、溢流管、人孔、放空管、泵等[56]。实例如图所示：
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU992;TU984.12

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