海绵城市背景下南方多雨地区层级式全过程雨水系统构建研究

摘要

雨水系统作为城市重要的基础设施，对减少积水、缓解内涝、维持水生态平衡具有重要意义。但随着城市化过程中不透水面积的增加和极端暴雨天气的频发，城市地表径流呈现出流量大、峰值高、流速快的趋势，导致城市排水管网负荷增大、内涝风险增加。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是解决这一问题的重要措施。本文在目前海绵城市建设现状及存在的问题基础上，对全国海绵城市雨水控制利用模式进行了划分，并针对南方多雨地区构建了层级式全过程雨水系统。主要研究内容如下：
　　（1）从自然角度出发，构建了基于海绵城市背景下的“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体城市雨水系统，实现雨水径流下渗回补、降流削峰、雨洪调蓄、水质净化、储存回用、转输排放六大功能。并指出了各个子系统的概念、技术措施、主要功能和适用范围。
　　（2）针对目前对我国不同地区雨水控制利用模式划分存在的不足，利用基于SPSS软件的主成分分析法提取降水量、气温、土壤及旱涝灾害作为4大主成分影响指标，将我国海绵城市建设中雨水控制利用模式划分为南方多雨地区、中部暖温地区、东北寒冷地区、西北干旱地区4个区域。
　　（3）对内涝问题最为严重的南方多雨地区构建了层级式全过程雨水系统，不同级别的处理系统应对不同重现期降雨事件，实现不同的径流控制目标。其中基本单元入渗系统适用于应对0.5~1年一遇降雨、庭院逐级削减系统适用于应对1~3年一遇降雨、地块层层滞蓄系统适用于应对3~5年一遇降雨、小区末端调蓄系统适用于应对5~10年一遇降雨。
　　（4）以南方多雨地区的典型城市南昌市为例，对研究区域进行层级式全过程雨水系统方案的布置设计和SWMM模型创建。结果显示，层级式全过程雨水系统方案有效削减了径流总量、峰值流量，延迟了峰值时刻，降低了径流系数，减少了超载管段和溢流节点，并且保证5年一遇降雨不发生溢流，10年一遇时基本不影响正常出行。并且得到了不同层级的各个雨水系统对雨水径流的削减情况，实现“小雨不积水，大雨不内涝”的目标。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外城市雨水系统研究进展

1.3 研究目的及意义

1.4 研究内容及技术路线

1.5 本章小结

第2章 基于海绵城市的城市雨水系统构成研究

2.1 城市雨水系统的基本构架

2.2 城市雨水系统的构成要素分析

2.3 本章小结

第3章 不同地区海绵城市背景下的雨水控制利用模式划分

3.1 目前雨水控制利用模式划分存在的问题

3.2 不同地区雨水控制利用模式的划分

3.3 主成分对不同地区雨水控制利用模式的影响

3.4 不同地区雨水控制利用模式构建

3.5 本章小结

第4章 南方多雨地区层级式全过程雨水系统构建

4.1 南方多雨地区城市雨水系统的特点

4.2 层级式雨水控制利用系统

4.3 全过程雨水控制利用系统

4.4 南方多雨地区层级式全过程雨水系统构建体系

4.5 本章小结

第5章 南方多雨地区层级式全过程雨水系统构建实例研究

5.1 区域概况

5.2 层级式全过程雨水系统方案的建立

5.3 情景模拟设计与结果分析

5.4 层级式全过程雨水系统整体性分析

5.5 效果评价

5.6 本章小结

第6章 结论和建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

攻读学位期间研究成果