【摘 要】
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城市内涝和径流污染是当前城市发展中亟待解决的难题,一定程度上制约着社会的可持续发展。一方面,极端降雨事件频发,加之不透水下垫面的增加,导致城市水文循环失衡,城市内涝灾害频发。另一方面,面源污染物随地表径流进入城市周边受纳水体,导致城市水环境和水生态持续恶化。本论文以汕头市东海岸新城新津片区作为研究对象,基于该片区设计降雨资料、下垫面资料以及雨水管网资料,构建区域暴雨洪水径流管理模型（Storm W
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城市内涝和径流污染是当前城市发展中亟待解决的难题,一定程度上制约着社会的可持续发展。一方面,极端降雨事件频发,加之不透水下垫面的增加,导致城市水文循环失衡,城市内涝灾害频发。另一方面,面源污染物随地表径流进入城市周边受纳水体,导致城市水环境和水生态持续恶化。本论文以汕头市东海岸新城新津片区作为研究对象,基于该片区设计降雨资料、下垫面资料以及雨水管网资料,构建区域暴雨洪水径流管理模型（Storm Water Management Model,SWMM）,对区域雨水管网运行状况、内涝情况以及面源污染负荷进行模拟分析,基于低影响开发理念和“海绵城市”建设理念,提出从源头到末端的全过程管理和控制措施,评估全过程措施对区域雨水径流总量以及径流污染负荷的控制效果。本论文研究的主要结论如下:（1）水文、水力模型中,共概化39个子汇水区、281个雨水节点、281条雨水管段和11个雨水排放口。水质模型中,将污染物种类概化为SS、COD以及TN。根据片区3场降雨事件下区域的径流总量以及径流峰值对模型参数进行敏感性分析、率定以及验证。基于修正的Morris筛选法对8个非确定性参数进行敏感性分析,其中参数N-imperv、Destore-imperv和Conduit roughness敏感性表现显著。模型参数率定后进行验证,纳什效率系数均大于0.75,表明模型模拟结果与区域实际情况吻合、模型模拟数值可靠性较高。（2）在降雨重现期P=0.5 a、1 a、3 a、5 a条件下,地表径流系数分别为0.6074、0.6454、0.6907、0.7073,均大于0.6,表明该片区内涝风险较高;雨水节点超载率分别为8.90%、10.68%、16.37%和16.73%;雨水节点溢流总量分别为46973 m~3、74660 m~3、120016 m~3、143274 m~3;雨水管段超载率分别为22.78%、24.56%、24.91%和27.05%;积水区域面积占比分别为31.31%、40.07%、53.19%、54.86%;排放口流量分别为:104641 m~3、124115 m~3、148489 m~3、157971 m~3;排放口污染负荷（以SS计）分别为:18.55 t、21.95 t、26.23 t、27.90 t。（3）在降雨重现期P=0.5 a、1 a、3 a、5 a条件下,三种单项低影响开发（Low Impact Development,LID）设施中,单位面积上径流总量控制效果最好的为透水铺装、其次为雨水花园、效果最差的为下凹式绿地;单位面积上径流污染负荷削减效果最好的为雨水花园、其次为下凹式绿地、最差的为透水铺装;将上述三种LID设施组合布置,其地表径流控制率分别为84.35%、79.02%、70.83%、68.33%;排放口流量削减率分别为61.27%、56.51%、52.41%、49.28%;径流污染负荷削减率分别为49.02%、45.21%、41.93%、39.42%。研究表明,组合LID设施较单项LID设施,其地表径流、排放口流量以及径流污染负荷控制效果均表现更好。（4）在降雨重现期P=0.5 a、1 a、3 a、5 a条件下,截流系统方案中,排放口流量削减率分别为20.01%、16.87%、14.10%、13.26%;径流污染负荷削减率分别为27.10%、22.89%、19.16%、18.01%。（5）将组合LID设施和截流系统共同作用作为联合方案措施,在降雨重现期P=0.5 a、1 a、3 a、5 a条件下,联合方案措施地表径流控制率分别为87.63%、81.31%、72.73%、70.12%;排放口流量削减率分别为81.28%、73.38%、66.51%、62.54%;径流污染负荷削减率分别为76.12%、68.10%、61.09%、57.43%。研究表明,联合方案措施较单一组合LID设施方案和截流系统方案,其地表径流、排放口流量和污染负荷控制效果均表现更好。
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