基于SWMM模型的海绵城市建设技术适应性研究

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近三年来,随着国家对城市内涝和水环境问题的重视,出台了一系列关于城市内涝治理和环境保护及治理的政策,如海绵城市建设试点。海绵城市建设试点的城市从北到南,从东到西,试点城市的水文基础条件不尽相同,例如降雨条件、土壤的渗透性、地下水位等,导致城市建设后效果不理想。因此本文主要选择以美国环保署开发的SWMM模型及深圳市规划建设概况和水文基础等条件研究深圳市海绵城市建设的适应性问题。本文依据海绵技术措施的功能类型及影响因素,对深圳市的地形地貌、地下水水位、土壤渗透性、城市下垫面、城市非点源污染以及降雨进行分析筛选功能单一的雨水花园、透水铺装和绿色屋顶措施作为研究对象。构建以深圳市梅坳片区为研究区域的SWMM模型,将研究区域的实测降雨为降雨数据导入模型,模拟开发状态、重现期、雨型对雨水径流效应的影响及海绵措施的径流控制效果,通过研究得到成果如下:(1)研究区域的雨水径流系数随地形坡度的增大而增大;研究区域内无论是在Keifei&Chu雨型降雨还是实测降雨,未开发状态下产生的径流总量和径流峰值比常规开发状态下产生的要小,且常规开状态下径流流量变化幅度较大;(2)未开发状态下雨水径流总量和径流峰值随着重现期的增大而增大;径流流量峰值出现延迟,主要原因是未开发状态下的土壤渗透性强并且地面自然枯枝落叶及植物的滞留和截留雨水作用;(3)重现期对污染物径流的影响较小,而污染物径流主要受降雨强度影响,初期降雨强度越大,冲刷能力越强,所产生的污染物浓度越大;(4)非均匀雨型下产生的径流总量和径流峰值是均匀雨型下产生的2倍多,故均匀雨型不适合作为工程实际中降雨的设计雨型,而应该采用典型实际降雨雨型;均匀雨型产生的污染物SS、COD、TN、TP径流总量比非均匀雨型产生的污染物的总量要少;(5)实测2年一遇和10年一遇的降雨条件下,雨水花园、透水铺装和绿色屋顶径流流量削减效果都非常明显,径流量削减比例达到30%以上,而雨水花园在10年一遇的降雨条件下控制雨水径流效果更加明显;(6)实测2年一遇的降雨条件下,雨水花园、透水铺装、绿色屋顶削减污染物SS、COD、TN、TP的总量效果明显,Meiao12和Meiao18汇水区内,雨水花园、透水铺装、绿色屋顶三种措施对污染物SS、COD的削减百分比分别为50%以上和30%以上;结合以上研究结果以及深圳市的基础水文现状分析,适合深圳市海绵城市建设的措施类型为蓄滞型,能够针对性解决降雨集中土壤渗透性较差的问题。
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