海绵城市径流控制效果评估方法及其应用研究

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径流控制效果评估是海绵城市建设成效考核的主要内容之一。现有的评估方法有监测法、模型模拟法以及监测与模拟联合法。单独的监测或模型模拟法无法同时满足评估结果在准确度、系统性、预测性等方面的要求。监测与模拟联合法融合两者的优点,形成优势互补,具有广阔的应用前景。目前监测与模拟联合法在径流控制效果评估方面的研究较少,尤其在监测网络的构建、模型参数取值等方面缺乏针对性的研究。针对上述问题,本文以海绵城市径流控制效果评估方法为研究对象,研究监测法中监测网络的布点问题,探究评估模型中参数的取值方法,在此基础上建立一种运用监测和模拟联合的海绵城市径流控制效果评估方法,并在深圳试点区域开展应用研究。对监测网络系统化构建的思路及监测点位的布置原则进行分析,以深圳海绵城市试点区域为例,对评估需要的基础数据进行研究。结果表明:监测网络的系统化构建需要分三个层级,对“源头-过程-末端”的监测点位分别布置;三个层级监测点位的布置需要满足实用性、代表性和经济性等原则;评估过程需要评估对象的径流指标、面积、坡度及特征宽度等基础数据。以SWMM模型中的海绵设施为研究对象,利用Morris筛选法和人工试错法筛选和率定绿色屋顶、生物滞留带及透水铺装3种典型海绵设施的参数。结果表明:海绵设施参数中影响径流总量和径流污染物SS的高灵敏度参数集中在土壤层,以土壤层孔隙率和厚度为主,灵敏度达到0.2以上。模型构建过程中要重点考虑土壤层参数的取值。深圳市3种海绵设施的土壤层孔隙率分别在0.42~0.45、0.55~0.56、0.38~0.39范围内取值;土壤层厚度分别在86~95 mm、480~490 mm、320~330 mm范围内取值,可以保证模拟的准确度。基于上述研究成果,对监测与模拟联合法评估径流控制效果的评估流程进行研究,并在深圳试点区域开展应用。形成了研究区调研→监测体系及评估模型构建→监测实施→模型率定→监测或模型模拟→评估结果计算的评估流程。建立的参数取值方法提高了模型模拟结果的准确度,将纳什系数ENS提高至0.7以上;监测网络的构建方法实现了评估数据可追溯的目的;可以通过提高海绵设施土壤层孔隙率或厚度等方法改善试点区域的径流控制效果。
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