海绵城市低影响开发典型山城径流效应研究

发布时间：2018-05-23 15:16

本文选题：城市化 + 径流效应　；参考：《河北工程大学》2016年硕士论文

【摘要】：目前,随着城乡一体化政策的深入推进,区域的城市化进程不断加快。由于前期规划不到位以及设计标准偏低等各种原因,大多数城市的发展都借鉴了传统发展模式,且快速建成。如是,城区内土地利用布局也随之快速发生了根本性地改变,即城市不透水面积急速增加。这种改变使得城市水文过程也随之发生了深刻的改变：同一场降雨下,产生的径流峰值加高、汇流时间缩短、径流总量增大亦即径流系数不断增大。水文过程在城区的这种变异致使城市内涝频发,在我国“城市看海”的现象更是屡见不鲜。由于城市是人口、建筑、财物的集中区域,一旦发生灾害不仅严重威胁到人们的生命安全,同时也给国家带来了巨大的经济损失。在山区城市中不仅面临建成区内的内涝,还面对着来自于建成区外的山洪,极易出现洪涝碰头的灾害事件,使得内涝带来的一系列后效在快速发展的山区城市更为凸显。发达国家的发展史已经证明传统城市发展模式不能满足现代城市可持续发展的要求,以生态系统为根基、强调自然做工、倡导城市与自然共生的海绵城市发展模式成为解决我国城市洪涝的所提倡的一种新型模式。海绵城市建设实施效果如何,其径流总量的控制率是关键指标,这就需要对不同降雨的产汇流过程进行径流效应分析。本文以湖南省凤凰县城为研究对象,利用SWMM模型对自然开发模式、传统城市发展模式、海绵城市发展模式三种城市发展模式下土地利用布局进行径流效应研究。模型采用模型推荐数据率定,采用实测河道流量验证模型的准确性,设计暴雨雨型选择芝加哥雨型,暴雨重现期基于室外排水设计规范选取0.5年、1、2年、5年、10年及20年作为设计暴雨重现期。通过模拟三种发展模式下不同重现期设计降雨的径流效应进行对比分析,结果表明：(1)从径流效应分析的角度来看,降雨重现期相同的条件下,径流系数随着城市化程度的提高呈逐渐增大的趋势；较自然开发状态,城市在传统发展模式下不透水面积增大,径流量增大,径流峰值明显增大和提前；海绵模式透水面积规划优于自然开发模式,更优于传统城市模式,径流总量等水文指标量值在不同重现期降雨下均呈海绵城市模式自然开发模式传统城市模式的规律。基于九种不同LID措施组合构成的海绵模式,研究区具有适用性和实用性,主要表现为径流消纳、洪峰的削减,且对中、小降雨事件相应的径流效应更为显著,随着降雨重现期的增加,调控效果呈现出逐渐减弱的趋势。(2)从海绵城市径流效果评估的角度来看,首先通过模型模拟及计算分析,得出海绵城市模式下研究区径流年径流总量控制率为83%,满足海绵城市建设年径流控制率75%的的建设目标。其次,利用关键绩效评价方法从径流量和径流时间的维度的角度对径流效果进行综合评估,其结果同样满足海绵城市建设要求。从海绵城市排水除涝的建设效果来看,在20一年一遇降雨条件下,凤凰城区积水点最大为0.13m,小于20年一遇排水除涝0.15m的标准。综上所述,径流效果和排水除涝标准两项控制指标均满足海绵城市的建设要求,充分验证了海绵城市建设的可靠性和可行性。总之,本文选取山区典型城区凤凰县为研究区域,创新性的将SWMM和GIS进行耦合,创新性的提出了先确定子流域单元(HRU)再进行汇水区排水管网细化的精细化划分方法,进一步丰富了SWMM模型的应用范围；针对城市下垫面情况和发展规划,设计了不同的土地类型分布规划,采用多元LID组合,就不同设计降雨过程的径流效应进行了详细的分析比较研究。相应成果不仅进一步丰富了城市暴雨洪水的相关研究,还为山区的海绵城市建设提供了技术参考。
[Abstract]:With the deepening of urban and rural integration policies , the urbanization process of the region has been accelerated . As a result of the lack of pre - planning and low design standards , the urban landscape has changed radically .
Compared with the natural development state , the water impermeable area of the city in the traditional development mode is increased , the runoff is increased , and the runoff peak is obviously increased and advanced ;
On the basis of the analysis of the effect of sponge city runoff , the paper concludes that the total control rate of runoff in the urban model is 0.13m , which is less than 20 years .
In view of the situation and development plan of urban underland , different land types distribution planning is designed , and the runoff effect of different design rainfall processes is analyzed and compared by using multi - element lid combination . The corresponding results not only enrich the relevant research of urban storm flood , but also provide technical reference for the construction of sponge city in mountain area .
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU992;TV213.9

【相似文献】