论文部分内容阅读
随着城镇化的快速发展,城市内涝频发、水环境污染严重、水资源紧缺、雨水资源利用不足等问题日益突出。因此,我国借鉴国外先进的雨洪管理理论,提出了构建“海绵城市”的理念,并通过试点城市的海绵建设取得了一定的成果。但海绵城市的建设受多方面的影响,特别是海绵城市的核心——低影响开发(LID)技术有很强的地域性,不同的自然条件、社会经济状况、人类活动习惯都会对其产生一定的影响。湿陷性黄土地区由于其特殊的土壤地质条件,在该地区建设海绵城市应充分考虑黄土湿陷造成的危害,需采取合理、有效且适合本地区的LID设施,并建立一套科学的方案评价体系。本文针对湿陷性黄土地区建设海绵城市的问题进行了以下研究:(1)从降雨条件、城市水生态现状、社会经济发展和黄土湿陷风险等四个方面分析得出在湿陷性黄土地区建设海绵城市具有一定的可行性,需要增加降低湿陷风险的技术措施和法律法规。(2)给出了国内几种常见LID设施在湿陷性黄土地区的设计建议;以消除或者降低黄土湿陷性风险的成本和施工量作为黄土湿陷影响因子,从功能效应、适建条件、成本投入三个方面建立了湿陷性黄土地区LID设施比选表;选取了环境效益、经济效益和社会效益等三个方面所包含的8个指标因子建立了湿陷性黄土地区LID设施方案评价体系。(3)详细阐述了SWMM模型的结构、功能及原理。为解决单纯SWMM模型建模的低效率问题,本研究充分利用了先进的空间地理数据管理软件ArcGIS,建立了适合SWMM所需的地理数据库。利用ArcGIS技术实现自动划分子汇水区域,并通过空间数据提取工具获取了子汇水区域不透水地面比例、平均坡度和面积等参数,该方法具有更高的效率和准确性。(4)以湿陷性黄土地区某校园为具体研究区域,结合ArcGIS技术建立了该区域的SWMM模型,并采用径流系数法对模型参数进行率定。通过合成7种不同重现期(P=0.65a、P=1a、P=3a、P=5a、P=10a、P=20a、P=50a)的降雨过程线来对该区域现状排水能力进行评估,结果显示该区域管网最大排水能力仅能应对重现期P=1a的降雨。在增大现状管网部分管段管径的基础上,对研究区域采取了两种不同程度的LID设施改造方案,在7种不同重现期降雨条件下分析了两种改造方案后研究区域的节点溢流和超载情况、管段超载情况、径流峰值和径流总量情况、排出口负荷情况、雨水收集利用情况。最后结合模拟分析结果和经济成本,运用层次分析法和专家打分法对两种方案进行评价,通过评价体系计算,方案二优于方案一。