基于室外LID渗透试验的绿地仿真建模及改造评估
发布时间：2020-12-28 18:04
采用大型室外低影响开发(LID)渗透试验床和人工降雨装置进行绿地地表构型的试验研究,测定不同降雨情景下绿地不同地表构型指标对应的雨水下渗量和径流外排量。试验得出符合广东地区降雨条件和土壤类型的最佳绿地地表构型,并依据试验结果,在暴雨洪水管理模型(SWMM)中构建对应的LID仿真模块,为绿地地表构型的优化和评估提供合理参数设置。改造案例研究发现,绿地地表构型的改良可以减少城市排水系统的溢流量。该项目结合室外试验与仿真建模的研究成果,以期为广东地区海绵城市低影响开发措施的大规模规划、布设和评估改造提供科学依据。
【文章来源】：中国给水排水. 2020年19期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
试验装置
本研究采用暴雨洪水管理模型(SWMM)中的植草沟模块对试验设置的改良式绿地构型进行模拟。植草沟是一个可用于绿地模拟的典型LID模块，上部坡面有植被覆盖，下部为地表浅沟，缓慢向下输送收集到的雨水径流。LID控制通过竖向属性层(土壤表层、土壤层和储水层)的组合表示，其水流路径如图2(a)所示。具体模块构建包含5个参数，分别是护堤高度H、植被容积分数N、表面粗糙系数n、表面坡度I和洼地边坡R[如图2(b)所示]。其中，护堤高度H为试验中绿地下凹部分的深度;表面坡度I为绿地凸起部分的坡度，数学上表示为突起高度h除以凸起部分地形宽度M;洼地边坡R则代表下凹式绿地的断面边坡，数学上表示为洼地的长度L除以下凹深度H。2.2 SWMM基础参数设置
在不同降雨情景下进行LID渗透试验测试，得到不同改良式绿地构型条件下的稳定径流强度，如图3所示。其中，a、b、c、d对应的下凹深度分别为0.03、0.06、0.09、0.12 m，凸起绿地高度均为0.12m，代表地表凹凸比为25%、50%、75%、100%的地形构造。测试表明，4种地形构造的稳定径流强度均随着降雨量的增大而不断增大，当凹凸比为100%时，改良式绿地稳定径流强度随降雨强度的变化始终最小，说明其径流控制效果最好。在上述最佳绿地改造情景下，根据广东地区已有的暴雨重现期资料，试验中设置1年一遇暴雨重现期(55 mm/h)时的稳定下渗强度为30 mm/h，由此确定搭建SWMM模型的参数。根据表1的参数选取原则，结合试验结果进行SWMM建模分析，经过多次参数率定，使SWMM模拟下渗曲线与实测下渗曲线形状基本一致，见图4。具体参数选取结果如下:H=120mm,N=0.000 5,n=0.13,I=26.7%,R=3.75;v=50.8 mm/h，γ=30 mm/h,K=3 h-1,T=5 d,V=0。图4 模拟与实测下渗曲线对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCSWMM模型的广州典型社区海绵化改造水文效应研究[J]. 黄国如,麦叶鹏,李碧琦,曾家俊,吴海春,张明珠. 南方建筑. 2017(03)
[2]城市化对排水系统的影响及自适应改造研究[J]. 梅胜,许苗苗,周倩倩. 中国给水排水. 2016(21)
[3]SWMM模拟植草沟功能的参数敏感性分析[J]. 郭凤,陈建刚,杨军,孟莹莹,龚应安. 中国给水排水. 2016(09)
[4]植被覆盖下坡面流阻力变化规律[J]. 戴矜君,程金花,张洪江,相莹敏,周柱栋. 水土保持学报. 2016(02)
[5]城市绿道建设中的雨水调蓄设计[J]. 王英达,李洵. 市政技术. 2015(06)
[6]雨洪管理模型SWMM的原理、参数和应用[J]. 陈晓燕,张娜,吴芳芳,贺兵. 中国给水排水. 2013(04)
[7]暴雨管理模型SWMM水文参数的敏感性分析案例研究[J]. 张胜杰,宫永伟,李俊奇. 北京建筑工程学院学报. 2012(01)
[8]城市宜大力规划建设下凹式绿地[J]. 武云甫,任晓燕,章慧慧. 给水排水. 2001(10)
本文编号：2944165
【文章来源】：中国给水排水. 2020年19期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
试验装置
本研究采用暴雨洪水管理模型(SWMM)中的植草沟模块对试验设置的改良式绿地构型进行模拟。植草沟是一个可用于绿地模拟的典型LID模块，上部坡面有植被覆盖，下部为地表浅沟，缓慢向下输送收集到的雨水径流。LID控制通过竖向属性层(土壤表层、土壤层和储水层)的组合表示，其水流路径如图2(a)所示。具体模块构建包含5个参数，分别是护堤高度H、植被容积分数N、表面粗糙系数n、表面坡度I和洼地边坡R[如图2(b)所示]。其中，护堤高度H为试验中绿地下凹部分的深度;表面坡度I为绿地凸起部分的坡度，数学上表示为突起高度h除以凸起部分地形宽度M;洼地边坡R则代表下凹式绿地的断面边坡，数学上表示为洼地的长度L除以下凹深度H。2.2 SWMM基础参数设置
在不同降雨情景下进行LID渗透试验测试，得到不同改良式绿地构型条件下的稳定径流强度，如图3所示。其中，a、b、c、d对应的下凹深度分别为0.03、0.06、0.09、0.12 m，凸起绿地高度均为0.12m，代表地表凹凸比为25%、50%、75%、100%的地形构造。测试表明，4种地形构造的稳定径流强度均随着降雨量的增大而不断增大，当凹凸比为100%时，改良式绿地稳定径流强度随降雨强度的变化始终最小，说明其径流控制效果最好。在上述最佳绿地改造情景下，根据广东地区已有的暴雨重现期资料，试验中设置1年一遇暴雨重现期(55 mm/h)时的稳定下渗强度为30 mm/h，由此确定搭建SWMM模型的参数。根据表1的参数选取原则，结合试验结果进行SWMM建模分析，经过多次参数率定，使SWMM模拟下渗曲线与实测下渗曲线形状基本一致，见图4。具体参数选取结果如下:H=120mm,N=0.000 5,n=0.13,I=26.7%,R=3.75;v=50.8 mm/h，γ=30 mm/h,K=3 h-1,T=5 d,V=0。图4 模拟与实测下渗曲线对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCSWMM模型的广州典型社区海绵化改造水文效应研究[J]. 黄国如,麦叶鹏,李碧琦,曾家俊,吴海春,张明珠. 南方建筑. 2017(03)
[2]城市化对排水系统的影响及自适应改造研究[J]. 梅胜,许苗苗,周倩倩. 中国给水排水. 2016(21)
[3]SWMM模拟植草沟功能的参数敏感性分析[J]. 郭凤,陈建刚,杨军,孟莹莹,龚应安. 中国给水排水. 2016(09)
[4]植被覆盖下坡面流阻力变化规律[J]. 戴矜君,程金花,张洪江,相莹敏,周柱栋. 水土保持学报. 2016(02)
[5]城市绿道建设中的雨水调蓄设计[J]. 王英达,李洵. 市政技术. 2015(06)
[6]雨洪管理模型SWMM的原理、参数和应用[J]. 陈晓燕,张娜,吴芳芳,贺兵. 中国给水排水. 2013(04)
[7]暴雨管理模型SWMM水文参数的敏感性分析案例研究[J]. 张胜杰,宫永伟,李俊奇. 北京建筑工程学院学报. 2012(01)
[8]城市宜大力规划建设下凹式绿地[J]. 武云甫,任晓燕,章慧慧. 给水排水. 2001(10)
本文编号：2944165
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