基于SWMM模型的山地城市暴雨徑流效應(yīng)及生態(tài)化改造措施研究.pdf

1、近年來(lái)，因國(guó)內(nèi)外城市大暴雨頻發(fā)而導(dǎo)致的洪澇災(zāi)害不僅嚴(yán)重的威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)給國(guó)家和個(gè)人造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，預(yù)防洪澇災(zāi)害已成為城市防洪的重中之重。目前，因高度城市化所致的用地布局的根本改變，極大的改變了水循環(huán)模式，并且導(dǎo)致了城市徑流總量、徑流峰值以及徑流系數(shù)不斷增加，這不僅給城市排水管網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，同時(shí)也已經(jīng)成為引發(fā)城市洪澇災(zāi)害的重要隱患。這種現(xiàn)象在快速發(fā)展的山地城市尤為突出。因此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)

2、不同用地布局情景下山地城市暴雨徑流效應(yīng)研究，為山地城市的防洪和排水管網(wǎng)的安全運(yùn)行提供重要的技術(shù)支撐。論文率先將SWMM模型運(yùn)用于山地城市暴雨徑流效應(yīng)的模擬，并基于不同用地布局情景下山地城市暴雨徑流特征，展開(kāi)了山地城市暴雨徑流效應(yīng)的系統(tǒng)研究。
　　 論文選取重慶大學(xué)城某區(qū)域作為試驗(yàn)研究對(duì)象，對(duì)研究區(qū)域現(xiàn)狀建立SWMM模型，參數(shù)率定采用模型的推薦值，并且采用Nash-Sutcliffe效率系數(shù)和B％MSSE指數(shù)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。通過(guò)

3、模型模擬的徑流量序列值和現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的觀測(cè)序列值，計(jì)算出Nash-Sutcliffe效率系數(shù)和B％MSSE指數(shù)均滿足模型準(zhǔn)確性的要求。研究區(qū)域具體參數(shù)如下：研究區(qū)域的面積為76900㎡，開(kāi)發(fā)前用地布局情景的透水面積比例為91％，現(xiàn)狀用地布局情景的透水面積比例為35％?；谝陨显囼?yàn)條件論文針對(duì)透水面積比例大幅減小的情況，研究了在2a、5a、10a和20a，一遇的不同降雨強(qiáng)度重現(xiàn)期下，開(kāi)發(fā)前用地布局情景和現(xiàn)狀用地布局情景的徑流變化規(guī)律，同時(shí)研

4、究了前峰型、中峰型和后峰型三種雨型對(duì)現(xiàn)狀用地布局情景徑流效應(yīng)的影響，以及坡度對(duì)現(xiàn)狀用地布局情景產(chǎn)流規(guī)律的影響。針對(duì)開(kāi)發(fā)后的徑流效應(yīng)，采用低影響開(kāi)發(fā)(LID)和最佳管理措施(BMPs)對(duì)現(xiàn)狀用地布局情景改造，研究結(jié)果表明：
　　 ①現(xiàn)狀用地布局情景的累積雨量徑流系數(shù)、徑流持續(xù)時(shí)間、徑流峰值、徑流總量可分別達(dá)到開(kāi)發(fā)前用地布局情景的7.01倍、2.28倍、6.98倍、7.06倍。
　　 ②前峰、中峰和后峰三種雨型對(duì)現(xiàn)狀用地布局

5、情景徑流效應(yīng)的影響是：徑流持續(xù)時(shí)間和徑流總量隨著雨峰系數(shù)的增大而增加。
　　 ③坡度對(duì)現(xiàn)狀用地布局情景徑流效應(yīng)的影響是：下墊面坡度越大，徑流持續(xù)時(shí)間越短，徑流峰值隨著坡度的增大有增加的趨勢(shì)。
　　 ④LID具有雙重的削峰減量效果，LID1(即綠色屋頂)用地布局情景能夠分別削減現(xiàn)狀用地布局情景徑流峰值、徑流總量48％、25％，它的徑流峰值和徑流總量分別是開(kāi)發(fā)前用地布局情景的3.62倍，5.30倍；LID2(即綠色屋頂+滲透

6、廣場(chǎng))用地布局情景能夠分別削減現(xiàn)狀用地布局情景徑流峰值、徑流總量79％、81％，它的徑流峰值和徑流總量分別可達(dá)開(kāi)發(fā)前用地布局情景的1.27倍、1.30倍；
　　 ⑤BMPs(即不透水調(diào)蓄池)用地布局情景不能削減現(xiàn)狀用地布局情景徑流總量，但是能夠調(diào)節(jié)徑流過(guò)程，延長(zhǎng)徑流時(shí)間，它可削減現(xiàn)狀用地布局情景徑流峰值的65％，它的徑流峰值是開(kāi)發(fā)前用地布局情景的2.66倍；
　　 ⑥LID2+BMPs(即綠色屋頂+滲透廣場(chǎng)+不透水調(diào)蓄池

7、)用地布局情景可削減現(xiàn)狀用地布局情景徑流峰值、徑流總量90％、81％，徑流峰值、徑流總量分別可達(dá)開(kāi)發(fā)前用地布局情景的65.32％、1.3倍。
　　 ⑦聯(lián)合的LID+BMPs技術(shù)比單獨(dú)的LID或者BMPs措施的削峰減量效果明顯，是應(yīng)對(duì)城市化暴雨徑流效應(yīng)的最佳改造措施。
　　 論文還針對(duì)山地城市坡度起伏大，城市化地區(qū)暴雨頻發(fā)的現(xiàn)狀，研究了下墊面在不同坡度(3°、5°、10°)和不同雨強(qiáng)(0.48 mm/min、0.60 mm