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经济的快速发展促使城市化水平不断提升,地表可渗透面积比例不断减小,下垫面对降雨的截流和渗蓄能力减弱,进而加剧城市内涝风险,使得雨水资源大量流失。本文在“海绵城市”建设的战略背景下,以西咸新区沣西新城一片区(新建区)与西安市沪河流域一片区(建成区)为研究对象,结合实际监测、模型模拟与综合评价等方法,分别研究了新建区不同低影响开发(LID)措施布设条件与建成区不同排水系统改造方案下的城市水文、水力与环境效应等,并建立以“环境—技术经济—社会”为核心评价指标的海绵城市LID措施综合效能多指标评价体系。主要结论如下:(1)建立了新建区与建成区的SWMM模型,揭示不同重现期条件下城市水文、水力与环境效应。降雨历时一定时,径流系数、径流总量与负荷总量等参数随重现期增大而增大,但增幅逐渐减小;径流与负荷的削减效果随重现期的增大而减小。在降雨冲刷过程中,雨强越大的降雨冲刷出的污染物量越接近于最大累积量,冲刷量趋于饱和,浓度峰值增幅减小。后期衰减过程中,重现期越大的降雨,达到稳定浓度的时间越短,稳定浓度越小。(2)量化了新建区不同重现期与不同LID措施布设条件(不同组合、不同位置与不同面积)下的雨水径流与面源污染负荷的响应情况。不同LID措施组合条件下,方案一条件(雨水花园+渗透铺装+绿色屋顶)下的径流总量与污染负荷削减效果最优,单项措施中雨水花园效果最优;将LID措施布置在排水系统下游时,径流水量与污染负荷削减效果最优;不同LID措施面积条件下,方案四(20%)的径流水量与污染负荷削减效果最好,但当面积增长达一定程度时,削减效果将不再发生变化。三种设计条件中,LID组合措施对径流水量与面源污染负荷的削减效果最优。(3)量化了建成区不同重现期与不同改造方案(增大雨水管径、添加LID措施以及两者相结合)下的雨水径流与面源污染负荷的响应情况。各方案的径流系数、径流及污染负荷削减效果大小排序为:方案三(增大雨水管径+LID)>方案二(添加LID)>方案一(增大雨水管径)。改变雨水管径大小与添加LID措施均可以减少溢流,使得更多的雨水能够通过城市雨水管网排出系统;LID措施对雨水径流有很好的截留、集蓄与削减效果;增大管径对污染负荷削减效果几乎无影响,而添加LID措施能够明显提高各污染负荷的削减效果。(4)基于模糊评价方法,综合评价了新建区不同布设条件下的LID措施综合效能。评价等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与Ⅴ级,分别表示综合效能很高、较高、一般、较低与最低。不同LID措施组合条件下,各方案均隶属于Ⅱ级,方案四(绿色屋顶+渗透铺装+植草沟)的综合效能最大,各单项LID措施效能大小排序为:渗透铺装>绿色屋顶>植草沟>雨水花园。不同LID措施位置条件下,各方案均隶属于V级,LID措施布置在下游时综合评分最高,综合效能最大。不同LID措施面积条件下,各方案隶属于V级,LID措施布置面积为20%时综合效能最大。在新建区海绵设计过程中,应优先考虑不同措施组合,其次在土地条件与规划标准允许的情况下,尽可能多的布设LID措施,且将LID措施布置在靠近排水系统下游的位置。(5)基于模糊评价方法,综合评价了建成区不同改造方案下的LID措施综合效能。方案一(增大管径)的评分最高,综合效能最大。建成区雨水系统改造过程中应优先考虑增大雨水管径,其次考虑在可利用土地部分添加LID措施。