基于LID的居住场地雨水系统径流量控制方案研究

摘要

城镇化的快速发展极大地改变了城市地块下垫面的透水性能，从而破坏了自然状态下的水文循环机制，导致了水环境的进一步恶化、内涝风险增加、面源污染严重。传统的雨水排放模式已不能满足目前城市可持续发展的需求，以低影响开发（Low Impact Development，LID）为基本理念的环境友好型雨水利用排放系统正展现出其独有的优势。针对目前我国在居住场地层面上雨水管理措施设计的欠缺，我们需要借鉴发达国家先进的雨水管理理念和工程经验并结合国内小区建设的实际情况，完善和细化现有的雨水利用排放系统的设计体系并以实际案例进行试点研究。基于 LID的雨水系统以保护或恢复场地自然条件下的水文循环机制、有效控制城市降雨径流和保护水生态环境为目标。研究基于 LID的居住场地雨水系统降雨径流量控制方案的设计和效能模拟，对缓解我国城市洪涝灾害和生态问题、维护并促进场地水文良性循环具有重要的理论意义和实用价值。
　　本文以LID的场地雨水技术模式探讨为基础，利用SWMM暴雨模型建立了具有区域适用性的居住场地新型雨水系统的径流量模拟模型。对基于 LID的小区雨水系统径流量控制设计方案进行研究并以南昌市朝阳新城某地块作为研究区域，对其进行新型雨水系统的方案设计及径流模拟研究。本研究主要做了以下工作：
　　首先，结合南昌市的气候特征，有针对地剖析了目前居住场地排水系统设计中存在的问题。对LID技术的研究现状和基于LID的国内外居住场地尺度上的新型雨水系统设计的优秀实例进行介绍和分析，为课题研究提供实践经验和借鉴意义。
　　其次，对这种新型雨水系统的设计目标和原则进行分析并从土地利用规划、绿色基础设施等方面对其进行了深入的研究。首先从规划层面的绿地规模、形状、布局、构造对公共绿地进行整体设计分析；然后具体对下凹式绿地、雨水花园、植被过滤带、植被浅沟、绿色屋顶和渗透铺装等典型的绿色基础设施的设计要素进行分析，并对径流雨水滞留与排放措施提出一定的建议，以延长雨水滞留时间和保证滞留设施中雨水的排空。
　　最后，利用SWMM为源模型结合南昌市的降雨、土壤特征和研究区域特性建立了新型雨水系统的径流模型。然后以南昌市朝阳新城某地块为研究对象，初选绿色基础设施并设计研究区域的雨水系统方案，定量识别设计方案的减排效能并对新型雨水系统的关键影响因素进行分析。对方案进行成本量化，探索和完善基于LID的居住场地雨水排放系统的设计体系。
　　本研究取得了一定的研究成果。在学习和吸收国外先进 LID雨水管理措施的基础上深入研究了以 LID为设计理念的居住场地雨水系统的设计，从场地规划、串联布置等设计层面进一步完善了新型雨水系统的设计体系；建立了南昌市居住场地新型雨水系统的径流量模拟模型，为当地类似工程评估提供源模型；通过生命周期分析法对试点工程进行了成本分析，为当地类似工程的经济分析提供一定的借鉴作用。

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第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 课题研究的理论基础

1.3 国内外相关研究现状

1.4 研究的主要内容及目的

1.5 本章小结

第2章 基于LID的场地雨水技术模式探讨

2.1 设计内容及原则

2.2 场地分析与规划

2.3 典型绿色基础设施的设计

2.4 雨水设施的串联设计

2.5 雨水径流问题的探讨

2.6 本章小结

第3章 雨水系统模型的建立

3.1 研究区域

3.2 数据监测

3.3 研究区域概化

3.4 模型参数的率定

3.5 模型验证及适用性分析

3.6 本章小结

第4章 雨水系统方案设计和效益分析

4.1 方案设计

4.2 方案的减排效益分析

4.3 减排影响因素分析

4.4 方案成本分析

4.5 综合分析

4.6 设计体系的探讨

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果