海绵城市理念下高速公路服务区低影响开发技术研究

发布时间：2020-06-24 21:08

【摘要】：服务区是高速公路的重要附属设施之一,其较大的面域对雨水排放要求高。如何在我国大力推进以低影响开发(LID)为核心理念的“海绵城市”建设背景下,将新型可持续雨水管理理念融入到服务区规划与设计中,提高雨水涵养土壤水平、倡导绿色发展理念,展示更高水平的公众形象,已逐渐成为行业的关注与努力方向之一。本文首先基于对海绵城市、低影响开发系统内涵的分析,通过借鉴国内外若干低影响开发系统案例,结合《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建(试行)》,提出了海绵城市理念下的高速公路服务区低影响开发系统建设思路;然后以普洱隧道服务区为研究对象,分析研究区域的降雨特性并构建其地表降雨模型;基于SWMM构建了研究区域地表径流模型,通过实测降雨对模型进行参数率定,采用Nasd-Sutcliffe效率系数(NSE)对模型进行可靠度验证,结果表明模型可靠度较高;考虑场地条件、区域下垫面性质、LID设施空间需求、LID设施经济性、服务区功能区划与交通特征提出服务区LID设施选取原则;基于构建的地表降雨模型、地表径流模型,通过模型模拟的方法得到了研究区域不同重现期的降雨下各LID设施的径流控制效果较优参数范围;为比较不同LID设施组合的效果优劣,采用层次分析法构建了服务区低影响开发系统评价体系;最后,针对普洱隧道服务区提出两种不同强度的低影响开发建设方案,对两种方案进行径流控制效果、经济性及节点溢流情况分析,结合专家评分,通过评价体系计算得方案二更优,较低影响系统开发前,在P=0.1年、2年、5年、15年的单场降雨下,径流峰值削减率分别为72.09%、67.90%、67.08%、63.27%,径流总量削减率分别为70.53%、59.98%、56.38%、52.62%。本文以普洱隧道服务区为研究对象,将海绵城市理念应用于高速公路服务区的雨洪控制,构建了海绵城市理念下服务区低影响开发系统,为海绵城市理念在服务区的推广与应用提供了重要参考,丰富了服务区低影响开发系统的设计、评价体系,为我国高速公路海绵服务区的建设提供了较为完整的解决方案。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491.8
【图文】：

服务区,暴雨时

高速公路周边的水环境带来了较大压力，传统高速公路服务区的雨水管理模式具有以特点：（1）服务区建筑数量少、规模较小且相对分散，排水系统相对独立，在小降雨情况，可通过自身排水管网进行调节控制，但在历经大雨或者暴雨时，仅依靠独立的排水统难以满足雨水排放需求，导致服务区内排水不畅和积水现象的产生（图 1.1）。（2）服务区内屋面、硬化路面等不透水下垫面的面积较大，雨水入渗土壤量低，汇时间短，雨水峰值流量大（图 1.2）。（3）服务区水资源利用率较低，降雨主要是通过管网“外排”，导致雨水资源大量流，且服务区雨水径流常受区内路表物体污染，直接外排后对附近的农田、河流水质影存在一定的风险（图 1.3）。（4）服务区因降雨时空分布不均、绿地维护成本较高，存在季节性缺水问题（图.4）。

不透水面积,服务区

【参考文献】