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传统城市化建设加剧了水文循环,进而引发城市内涝频发、城市水环境恶化等问题。为解决城市雨洪问题,我国基于低影响开发(Low Impact Development,LID)理念,并结合我国国情,提出了“海绵城市”建设构想。目前,全国如火如荼地开展海绵城市建设,而径流总量的控制关系海绵城市建设目标的实现。因此,对海绵城市建设过程中的雨水径流过程进行模拟分析,有助于评估建设成效,并及时对建设措施进行调整,保障建设目标的实现。为此,本文选取秀山县海绵城市建设区域为研究区域,以实时降雨量和径流量监测为依据,利用雨洪管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),对城市化前后及LID(雨水花园、植草沟和透水铺装)改造三种不同用地情景进行模拟,分析不同重现期下城市化后的水文变化、排水现状以及LID改造后的水文特性。主要研究内容包括5个方面:(1)SWMM模型的构建与参数敏感性分析。(2)利用SWMM模拟分析不同重现期下城市化前后的水文特性。(3)研究单项LID措施在不同重现期下的雨洪控制性能,提出单项LID措施效能评价方法。(4)利用降雨场次控制率验证现有LID改造方案的可靠性,提出LID设计方案优化办法。(5)选取最优LID改造方案应用于秀山县研究区域,并分析评价其对降雨-径流的影响。本文主要研究结果如下:1)SWMM模型参数的灵敏度受降雨条件的影响。在小雨时,不渗透性粗糙系数(N-Imp)与不渗透洼地蓄水(S-Imp)对洪峰径流与径流总量都具有灵敏性,且在中、小雨条件下,S-Imp灵敏性最大;在大雨条件下,仅有渗透性粗糙系数(N-P)对洪峰流量具有灵敏性;在暴雨条件下,渗透性洼地蓄水(S-P)对径流总量开始呈现灵敏性。总体上,SWMM参数对洪峰流量的灵敏度高于径流总量。2)研究区域城市化后,下垫面不渗透性增加50.3%,产流能力增强,径流流量过程曲线呈现“高瘦”的特点,且对降雨强度的灵敏度响应强烈;重现期P>2a时,子汇水区域大范围出现地表径流过大的现象,且城市雨水管网有超载、溢流的情况,有必要对研究区域进行LID改造。3)不同LID措施种类与规模尺寸对雨水径流的控制效果有所差异。三种LID措施对降雨径流的控制效果大小为雨水花园>植草沟>透水铺装,且透水铺装适合规模大的片区型改造,雨水花园与植草沟更适合于小区域的改造。4)现有的LID改造未达到秀山县降雨场次控制率为85%的目标,针对性地设计LID改造新方案,并利用构建的LID措施综合效能评价体系对设计的4种LID组合方案进行优化,选取最优LID改造方案:雨水花园、植草沟和透水铺装布局比例分别占研究区域总面积为1.9%、0.9%和22.8%。5)优化后的LID改造可达到研究区域年降雨场次控制率为85%的目标。但在短历时暴雨强度下,LID改造措施对径流总量、径流峰值主要起削减作用,无法完全消除,若想实现更佳的雨洪控制效果,还应结合蓄水设施。本研究利用SWMM模型与降雨场次控制率分析、验证LID改造的水文特性以及对雨洪控制的可靠性,为评价LID改造的雨洪控制效果提供理论依据;提出系统的LID综合效能评价方法,为LID改造方案的优化选择提供参考。