【《面相城市内涝的LID改造后的地方雨水系统模拟分析案例》2900字】

面相城市内涝的LID改造后的地方雨水系统模拟分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u10598面相城市内涝的LID改造后的地方雨水系统模拟分析案例 1171551.1地表径流削减效果评估 1293401.2排放口雨水总量削减评估 7285961.3小结 9根据上一章的内容，确定采用方案二（透水铺装+雨水花园+下凹式绿地）作为改造方案。现利用SWMM模型对改造前后的曲水坊进行不同重现期下的模拟评估，评估内容有：地表径流与雨水下渗量削减、雨水滞留量提升、排放口雨水总量削减以及地表径流水质净化效果，目的是更深一步探究改造后的曲水坊对雨水径流的控制和对水质的调控能力。1.1地表径流削减效果评估在五种重现期下，利用SWMM模型分别对曲水坊现状以及经过方案二改造后的布局进行径流模拟，模拟结果如表5-1所示。表5-SEQ5表\*ARABIC1五种重现期下曲水坊改造前后地表径流模拟结果重现期降雨量方案下渗量径流量滞留量下渗模拟径流初始LID蓄水量径流开始时刻(mm)（mm）(mm)(mm)比例系数(mm)(min)1a49.571未改造29.33519.7880.4480.5920.4027.6119方案二29.22819.0351.3080.5900.3849.47092a57.597未改造31.48424.6381.4750.5470.4397.6117方案二29.49223.3274.7780.5120.4059.47083a62.28未改造33.06728.0551.1580.5310.4597.6117方案二31.28126.0954.9040.5020.4199.47075a68.164未改造34.70232.4201.0420.5090.4837.6116方案二31.89228.9701.3020.4680.4259.470610a76.122未改造37.04138.0930.9880.4870.5077.6116方案二31.98134.1036.0380.4730.4489.4706通过对表5-1分析比对我们可以看出，经方案二改造后的曲水坊在雨水径流上有明显的削减，雨水下渗量与径流量减少，但滞留量明显提高，这说明新增LID设施雨水花园发挥了很好的滞留作用，透水铺装的透水基层管道对雨水产生了导流作用，并且模拟径流系数小于0.45，曲水坊发生内涝的可能性大大减小。现对表格中的分项数据进行详细分析。1.1.1地表雨水径流量现在将改造前后的两个方案在5个重现期下的径流总量削减情况绘制如下图进行分析比较。图5-SEQ5图\*ARABIC1改造前后径流总量削减情况对比图上图包含了3种数据:改造前后的径流量以及径流量的削减率。在降雨重现期P=3a与P=5a之间，降雨径流量的削减力度最大，随后削减率程放缓的趋势。结合表5-1的数据，在P=1a的情况下，改造后的曲水坊径流量削减率为3.802%；在P=2a的情况下，改造后的曲水坊径流量削减率为1.32%；在P=3a的情况下，改造后的曲水坊径流量削减率为6.985%；在P=5a的情况下，改造后的曲水坊径流量削减率为10.642%；在P=10a的情况下，改造后的曲水坊径流量削减率为10.475%。由此可以看出，经方案二改造后的曲水坊在地表径流的控制上有了更好的表现，随着降雨重现期的增加,对地表径流的削减率先增加后减小，说明方案二的改造在中高降雨重现期下能发挥出更优秀的雨水调控能力。改造后的曲水坊对推迟雨水径流形成方面作用不是很明显，仅在P=2a时将径流形成时间推迟了1min。1.1.2雨水下渗与滞留分析图5-2与图5-3可知，改造前，曲水坊的雨水下渗波动范围为29.295mm-37.041mm；改造后，曲水坊的雨水下渗波动范围为28.341mm-31.981mm，与改造前相比，改造后的曲水坊降低了雨水总入渗量，但滞留量有所增加，这说明改造后的曲水坊更加侧重“滞蓄”功能，因此更多的雨水能够通过雨水调蓄设施储存下来，用于绿化灌溉或道路清洗。随着雨水下渗量减少，地表径流量减少，使得改造后的曲水坊对雨水的滞留量有了明显增加。说明增加雨水花园设施与下凹式绿地，加高滞水层能够达到对曲水坊进行高地下水位适应性改造的目的——提高对雨水的滞蓄能力。图5-SEQ5图\*ARABIC2改造前后雨水下渗量对比图图5-SEQ5图\*ARABIC3改造前后雨水滞留量对比图综上，曲水坊在经过了LID措施改造后，增加了雨水滞留量，减小了雨水下渗速度与地表下渗量，同时对雨水径流量、径流峰值以及排放口出流量均有削减作用，但对洪峰流量出现时间的推迟作用并不明显。1.1.3地表径流与管道超载情况评估P=1a时，改造前曲水坊地表径流与管道超载情况P=1a时，改造后曲水坊地表径流与管道超载情况P=2a时，改造前曲水坊地表径流与管道超载情况P=2a时，改造后曲水坊地表径流与管道超载情况P=3a时，改造前曲水坊地表径流与管道超载情况P=3a时，改造后曲水坊地表径流与管道超载情况P=5a时，改造前曲水坊地表径流与管道超载情况P=5a时，改造后曲水坊地表径流与管道超载情况P=10a时,改造前曲水坊地表径流与管道超载情况P=10a时，改造后曲水坊地表径流与管道超载情况图5-SEQ5图\*ARABIC4当P=1a、2a、3a、5a、10a时，改造前后曲水坊的地表径流与管道超载情况变化通过图5-4的分析可知，曲水坊经过了下凹式绿地、透水铺装的改造以及增添了LID设施雨水花园后，地表径流量与管道超载情况均得到了缓解。超载的管渠数量在各降雨重现期下分别减少了1根、9根、5根、7根、4根，可以看出在降雨时，因为雨水可以更长时间滞蓄在下凹式绿地与雨水花园中，延迟了雨水排入市政管网的时间，从而减轻了管网运营的压力。1.2排放口雨水总量削减评估LID设施是否对研究区域的排放口总出流量起到缓解作用是评估改造效果的一项重要指标。为了更好地评估曲水坊的改造效果，现将改造前后的排放口出流量作为研究对象，研究排放口的出流量随时间的变化（图5-5）。（a）（b）（c）(d)(e)图5-SEQ5图\*ARABIC5P=1a,2a,3a,5a,10a下改造前后排放口PFK1流量过程线经过对图5-5的分析可知，各降雨重现期下的排放口的峰值流量在经过改造后均有了降低，说明方案二对曲水坊的水量控制起到了优化作用。但随着降雨重现期的增加，这种对峰值降雨量以及排放口总流量的控制作用却在不断减弱。当P=3a、P=5a、P=10a时，两条曲线几乎重合，说明方案二的改造对曲水坊的排放口流量控制作用在低重现期下更为明显。从具体数值上来看，当P=1a时，改造前后的曲水坊出流量峰值分别为0.21m3/s和0.18m3/s，峰值削减率为14.3%；当P=2a时，改造前后的曲水坊出流量峰值分别为0.27m3/s和0.21m3/s，峰值削减率为22.2%；当P=3a时，改造前后的曲水坊出流量峰值分别为0.31m3/s和0.28m3/s，峰值削减率为9.68%；当P=5a时，改造前后的曲水坊出流量峰值分别为0.35m3/s和0.32m3/s，峰值削减率为8.57%；当P=10a时，改造前后的曲水坊出流量峰值分别为0.37m3/s和0.33m3/s，峰值削减率为10.81%。这更进一步说明对曲水坊的改造能够降低排放口的出流量。1.3本章小结本章在第四章选出方案二（透水铺装+雨水花园+下凹式绿地）作为曲水坊LID改造方案基础上，研究了雨水的地表径流量、下渗与滞留量、排放口的雨水流量4个指标，探究了改造后的曲水坊对雨水径流的控制效果。确定了方案二具有增加雨水滞留量，减小雨水下渗量、较好控制雨水径流、降低排放口的出流量、缓解内涝的作用。本章的主要结论如下：（1）改造后的曲水坊在雨水径流量上有明显的削减：在P=5a的情况下，径流量达到最高值10.642%，说明在中低重现期下，径流量的削减效率更好。另一方面，曲水坊的地表下渗量降低，雨水滞留量却明显提高，但对径流形成时间的延后作用并不明显，仅在P=2a时将径流形成时间推迟了1min。改造后的曲水坊雨水滞留量得到了提升说明增加雨水花园设施与改造下凹式绿地，加高滞水层能够达到对曲水坊进行高地下水位适应性改造的目的——提高对雨水的滞蓄能力。（2）经过了下凹式绿地、透水铺装的改造以及增添了LID设施雨水花园后，汇地表径流量与管道超载情况均得到了缓解。超载的管渠数量在各降雨重现期下分别减少了1根、9根、5根、7根、4根，可以看出在降雨时，因为雨水可以更长时间滞蓄在下凹式绿地与雨水花园中，延迟了雨水排