基于SWMM的LID与雨水调蓄池联合运行方案功效研究

摘要

滇池位于昆明市西南，其环境状况对云南省和昆明市具有重大意义。20世纪80年代后期，随着社会经济快速发展，滇池湖泊生态系统遭到严重破坏。近年来，滇池生态环境在大力治理下有所恢复，但水质未见根本好转。同时，昆明旱雨季分明，夏季雨量集中,降水量占全年的60％以上,易受洪涝灾害。因此，缓解城市内涝也是亟待解决的问题。
　　本课题基于上述问题，围绕相关水专项中“初期雨水截留率达到50%”的目标，选取了洛龙河与新开河之间750.5ha的区域进行基于SWMM的模拟研究，对研究区域的分流制排水系统进行改进以达到截留目标，并对比分析了仅设调蓄池与调蓄池+LID两种方案的功效。
　　在初步模型改进中，为截留50%初期雨水，将沿河的污水干管改扩建为雨水截留干管，初期雨水产生的径流将由雨水截留干管收集，后续径流则排入水体。此外，在截留干管上增设了四座调蓄池，有效容积分别为5000m3,4500m3,4500m3,4000m3。这也是仅设调蓄池的布置方案。
　　为确定调蓄池+LID模型中LID的设置参数，对生物滞留和透水铺装两种措施分别进行了模拟和功效分析。再结合研究区域的实际情况，确定模型中LID措施的设置方案为：布设面积根据道路长度计算，沿主干道一定宽度布设透水铺装路面和生物滞留措施，其中生物滞留措施占研究区域总面积1.5%，透水铺装路面占总面积2.5%。其他参数与仅设调蓄池方案相同。联合方案同样能确保50%初期雨水截留。
　　从地表径流量控制、污染物截留、调蓄池容积削减三个方面对比了仅设调蓄池与调蓄池+LID两种运行方案。在地表径流量的控制方面，相比于仅设调蓄池的方案，在调蓄池+LID联合方案中，峰值径流量分别削减了41.75%（0.5年重现期），28.19%（1年重现期），18.6%（2年重现期）。径流总量分别削减了33.48%、26.18%和20.6%。对峰值的延迟则无明显影响。
　　具体截留总量方面，LID措施截污效果显著。在调蓄池+LID联合运行方案中， LID截留比例分别为76.40%，76.32%，63,40%，且相比仅设调蓄池的方案，添加LID措施后调蓄池截污量下降。在总体截留率方面，仅设调蓄池时，不同重现期系统对SS的截留率为16.81%～26.63%，增设LID措施后，不同重现期下对SS的截留率为36.38%～45.56%。
　　LID措施能使调蓄池入流曲线趋于平缓，并且大幅削减调蓄池设计容积。0.5年重现期下，4座调蓄池设计容积可减少44.00%～60.34%；1年重现期下，设计容积可减少36.00%～49.09%；2年重现期下，设计容积可减少28.21%～32.56%。

目录

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究应用现状

1.3 课题研究意义与目的

1.4 课题研究内容与技术路线

2 SWMM功能简介

2.1 基本功能简介

2.2 LID模型

2.3 Control Rules功能

2.4 本章小结

3 研究区域SWMM模型的建立

3.1 概述

3.2 模型构建与参数率定

3.3 设计降雨序列

3.4 模型排水能力改进与调蓄池设置

3.5 本章小结

4 LID模型设置方案研究

4.1 LID措施选择

4.2 单一LID措施参数设置与功效分析

4.3 LID措施组合方案

4.4 本章小结

5 LID+调蓄池联合运行方案功效分析

5.1 LID措施对地表径流削减效果

5.2 联合运行方案对径流污染的截留效果

5.3 LID措施对调蓄池影响研究

5.4 经济分析

5.5 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目