基于SWMM的青秀山蜡烛湾景区低影响开发雨水规划效应模拟研究

摘要

随着城市化带来的问题和传统雨洪管理问题日益突出，海绵城市建设成为城市雨水资源管理研究的热点。青秀山被誉为“绿城翡翠”，是南宁城市生态环境建设的示范区，蜡烛湾景区属于青秀山风景名胜区的重要分区。为了研究蜡烛湾景区规划开发前后的水文变化以及合理的结合低影响开发(Low ImpactDevelopment，简称LID)理念的雨水规划方案，研究运用暴雨管理模型(StormWater Management Model，简称SWMM)分别对蜡烛湾景区的现状方案、常规开发方案和LID方案进行降雨过程模拟，得到不同方案之间、不同子汇水面之间的水文变化模拟结果如下:
　　(1)研究区现状方案、常规开发方案和LID方案三个方案的综合径流系数分别为0.217、0.378、0.265，都满足开发建设要求0.5以下;常规开发方案综合径流增加率为74.1％，LID方案综合径流增加率为21.9％;三个方案的径流量分别为2.608mm、4.540mm、3.180mm;蒸发量分别为2.863mm、2.887mm、2.862mm;渗入量分别为6.610mm、4.650mm、6.011mm。
　　(2)三个方案随时间变化的水文状态的共同特征:径流量变化趋势一致，均在55min左右达到径流峰值，变化形状与降雨过程线相似，且都要滞后降雨过程线;渗入量变化趋势一致;蒸发量变化趋势一致。不同的是变化的范围:径流峰值的大小比较为常规开发方案大于LID方案大于现状方案;渗入量大小比较为现状方案和LID方案大于常规开发方案;稳定蒸发期间，LID方案蒸发量最小;
　　(3)三个方案中相同面积范围的子汇水面S1-11、S14具有共同特征:径流峰值、径流系数、径流量大小对比皆为常规开发方案大于现状方案和LID方案。
　　(4)同一方案中，不同子汇水面之间的径流量、蒸发量、入渗量变化趋势一致。但各子汇水面到达径流峰值的时间、径流峰值大小、渗入量大小不同，与下垫面属性、不透水率有关，但不呈明显变化;蒸发量的变化在LID方案中比较明显，LID措施的面积越大，蒸发量越小。
　　通过结果分析，得出以下结论:
　　(1)常规开发方案影响了现状场地的自然水文循环过程。从蜡烛湾景区整体或各子汇水面来看，LID方案的水文状态相比常规开发方案更接近现状方案，LID方案有降低径流量、促进下渗、减少蒸发的作用。
　　(2)三个方案的综合径流系数都满足开发建设要求0.5以下，但LID方案产生的径流效应优于常规开发方案。
　　总得来说，此LID方案合理，且优于常规开发方案。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 城市化带来的问题

1．1．2 传统雨洪管理的不足

1．1．3 海绵城市的提出

1．2 研究目的及意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 国内外研究动态

1．3．1 城市雨水资源利用管理的研究动态

1．3．2 雨水系统模型的研究动态

1．4 研究内容

1．5 技术路线

2 研究区概况与研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 自然地理条件

2．1．2 气象条件

2．1．3 现状及规划后建设概况

2．2 SWMM模型简介

2．2．1 SWMM模型的特点

2．2．2 SWMM模型的原理

2．2．3 SWMM模型的LID模块

2．2．4 SWMM模型的使用步骤

2．3 模型所需数据的预处理方法

2．3．1 降雨资料的选择

2．3．2 下垫面概化方法

2．3．3 参数的确定方法

2．4 方案设计

2．4．1 现状方案

2．4．2 常规开发方案

2．4．3 LID雨水规划方案

3 模拟结果及分析

3．1 不同方案的水文变化特征分析

3．1．1 不同方案径流量随时间变化特征

3．1．2 不同方案渗入量随时间变化特征

3．1．3 不同方案蒸发量随时间变化特征

3．1．4 三个方案综合结果比较

3．2 相同子汇水面的径流变化特征分析

3．2．1 相同子汇水面径流峰值的变化特征

3．2．2 相同子汇水面径流系数变化特征

3．2．3 相同汇水面径流量及径流增加率变化

3．3 不同子汇水面的水文变化特征分析

3．3．1 不同子汇水面径流量及径流峰值变化特征

3．3．2 不同子汇水面渗入量变化特征

3．3．3 不同子汇水面蒸发量变化特征

4 结论与讨论

4．1 结论

4．2 讨论

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢