基于SWMM模型的秀山縣LID改造雨水徑流模擬分析.pdf

1、傳統(tǒng)城市化建設加劇了水文循環(huán)，進而引發(fā)城市內(nèi)澇頻發(fā)、城市水環(huán)境惡化等問題。為解決城市雨洪問題，我國基于低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID)理念，并結合我國國情，提出了“海綿城市”建設構想。目前，全國如火如荼地開展海綿城市建設，而徑流總量的控制關系海綿城市建設目標的實現(xiàn)。因此，對海綿城市建設過程中的雨水徑流過程進行模擬分析，有助于評估建設成效，并及時對建設措施進行調(diào)整，保障建設目標的實現(xiàn)。為此，本文選取秀山縣

2、海綿城市建設區(qū)域為研究區(qū)域，以實時降雨量和徑流量監(jiān)測為依據(jù)，利用雨洪管理模型(Storm Water Management Model，SWMM)，對城市化前后及LID（雨水花園、植草溝和透水鋪裝）改造三種不同用地情景進行模擬，分析不同重現(xiàn)期下城市化后的水文變化、排水現(xiàn)狀以及LID改造后的水文特性。
　　主要研究內(nèi)容包括5個方面:(1)SWMM模型的構建與參數(shù)敏感性分析。(2)利用SWMM模擬分析不同重現(xiàn)期下城市化前后的水文特性。

3、(3)研究單項LID措施在不同重現(xiàn)期下的雨洪控制性能，提出單項LID措施效能評價方法。(4)利用降雨場次控制率驗證現(xiàn)有LID改造方案的可靠性，提出LID設計方案優(yōu)化辦法。(5)選取最優(yōu)LID改造方案應用于秀山縣研究區(qū)域，并分析評價其對降雨-徑流的影響。
　　本文主要研究結果如下:
　　1)SWMM模型參數(shù)的靈敏度受降雨條件的影響。在小雨時，不滲透性粗糙系數(shù)(N-Imp)與不滲透洼地蓄水(S-Imp)對洪峰徑流與徑流總量都具有

4、靈敏性，且在中、小雨條件下，S-Imp靈敏性最大;在大雨條件下，僅有滲透性粗糙系數(shù)(N-P)對洪峰流量具有靈敏性;在暴雨條件下，滲透性洼地蓄水(S-P)對徑流總量開始呈現(xiàn)靈敏性?？傮w上，SWMM參數(shù)對洪峰流量的靈敏度高于徑流總量。
　　2)研究區(qū)域城市化后，下墊面不滲透性增加50.3％，產(chǎn)流能力增強，徑流流量過程曲線呈現(xiàn)“高瘦”的特點，且對降雨強度的靈敏度響應強烈;重現(xiàn)期P＞2a時，子匯水區(qū)域大范圍出現(xiàn)地表徑流過大的現(xiàn)象，且城市雨

5、水管網(wǎng)有超載、溢流的情況，有必要對研究區(qū)域進行LID改造。
　　3)不同LID措施種類與規(guī)模尺寸對雨水徑流的控制效果有所差異。三種LID措施對降雨徑流的控制效果大小為雨水花園＞植草溝＞透水鋪裝，且透水鋪裝適合規(guī)模大的片區(qū)型改造，雨水花園與植草溝更適合于小區(qū)域的改造。
　　4)現(xiàn)有的LID改造未達到秀山縣降雨場次控制率為85％的目標，針對性地設計LID改造新方案，并利用構建的LID措施綜合效能評價體系對設計的4種LID組合方案

6、進行優(yōu)化，選取最優(yōu)LID改造方案:雨水花園、植草溝和透水鋪裝布局比例分別占研究區(qū)域總面積為1.9％、0.9％和22.8％。
　　5)優(yōu)化后的LID改造可達到研究區(qū)域年降雨場次控制率為85％的目標。但在短歷時暴雨強度下，LID改造措施對徑流總量、徑流峰值主要起削減作用，無法完全消除，若想實現(xiàn)更佳的雨洪控制效果，還應結合蓄水設施。
　　本研究利用SWMM模型與降雨場次控制率分析、驗證LID改造的水文特性以及對雨洪控制的可靠性，為