基于SWMM的海绵城市建设途径研究——以青岛市某区域为例

摘要

社会经济迅速发展的同时带来城镇化进程的不断加快，由于在城市建设过程中忽略了对生态环境的保护，使得城市下垫面的不透水面积逐渐增大，进而破坏了自然状态下的水文循环，城市内涝、水资源短缺、雨水资源流失、水生态恶化等问题日益凸显，以快排为主的传统雨洪管理模式难以继持。在此大背景之下，我国提出了“海绵城市”的概念，目前，海绵城市的建设仍处于初级阶段，针对上述问题，本文就海绵城市的建设途径进行探索与研究。
　　首先，论文对国内外常用的雨洪模型进行比较后，选取SWMM作为本文的模拟模型，并对其组成、理论基础进行阐述。针对国内部分地区缺乏实测降雨数据的现状，本文提出了基于径流系数的模型校准方法，并进一步探讨了该方法的合理性。
　　其次，从海绵城市的理论体系、工程措施、适建性以及控制目标等进行论述，论文中强调了海绵城市的建设应统筹低影响开发、常规雨水径流蓄排系统、超常规雨水径流蓄排系统，在归纳分析各排水系统主要工程设施的基础上，并从其原理与功能、设计方法等方面对各类设施进行分析与研究。另外，本文探究了海绵城市建设目标制定的原则与方法，就海绵城市控制指标在低影响开发雨水系统的分解进行了重点研究，并提出了基于海绵城市专项规划的排水分区—用地性质—宗地的三级分解法。
　　最后，在综合分析研究区域内基本概况与适建性的基础上，运用三级分解的方法，对《青岛市海绵城市专项规划》中某建设分区的控制目标进行分解。以排水分区1为例，采用SWMM(Storm Water Management Model)模拟软件建立雨洪模型，并采用基于径流系数的校准方法对模型进行了进一步的校准，利用所建模型就低影响开发模式与常规城市开发模式下的系统雨水径流量与排放口的管道深度、污染物(SS、COD、TN、TP)排放量进行模拟与分析，结果表明:随着降雨重现期的提高，低影响开发设施对于径流的控制效果逐渐降低;在设计降雨量下，住宅区、公共管理区、商业区内雨水径流量控制、污染物削减的总体效果同为:住宅区＞公共管理区＞商业区。另外，本文建立了改良的三重底线分析评价体系，并提出采用客观性较强的熵权法作为指标权重的确定方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 城市水问题现状

1．1．2 传统城市雨洪管理的弊端

1．2 国外现代雨洪管理体系的发展

1．2．1 国外现代雨洪管理体系组成

1．2．2 国外现代雨洪管理体系的相关法律法规

1．3 国内海绵城市发展

1．3．1 海绵城市内涵

1．3．2 国家与地方的相关政策与规定

1．3．3 海绵城市典型案例

1．4 研究内容与路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究技术路线

第2章 雨洪模拟模型的原理及构建过程

2．1 城市雨洪模型的发展历程

2．1．1 城市雨洪模型的定义

2．1．2 常用城市雨洪模型分类与对比

2．2 SWMM模型原理及构建

2．2．1 SWMM模型组成

2．2．2 SWMM功能

2．3 SWMM模型理论基础

2．3．1 降雨过程线

2．3．2 子汇水区概化

2．3．3 地表径流

2．3．4 地表入渗

2．3．5 流量演算

2．3．6 污染物的累积、冲刷与水质演算

2．4 模型主要参数获取途径及校准方法

2．4．1 模型参数分类

2．4．2 敏感性参数分析

2．4．3 模型校准方法

2．5 本章小结

第3章 海绵城市建设内容的研究与分析

3．1 海绵城市理论体系

3．1．1 海绵城市理论基础

3．1．2 海绵城市建设途径

3．1．3 海绵城市技术体系

3．2 海绵城市主要工程措施

3．2．1 狭义低影响开发

3．2．2 常规雨水径流蓄排系统

3．2．3 超常规雨水径流蓄排系统

3．3 低影响开发设施适建性分析

3．4 海绵城市分目标之间的联系

3．4．1 海绵城市控制目标制定原则

3．4．2 低影响开发目标分解

3．5 本章小结

第4章 海绵城市建设案例分析

4．1 研究区域概况

4．1．1 地形地貌

4．1．2 气候条件

4．1．3 大气降水

4．1．4 区域规划

4．1．5 规划雨水排水体系

4．1．6 土壤特征

4．1．7 适建性分析

4．2 研究区域控制目标分解

4．2．1 一级分解

4．2．2 二级分解

4．2．3 三级分解

4．3 排水分区1模型模拟

4．3．1 模型建立

4．3．2 模型参数率定

4．3．3 低影响开发控制效果模拟

4．3．4 模拟结果

4．4 海绵城市的分析评价体系

4．4．1 三重底线(TBL)分析评价法

4．4．2 改良的三重底线评价体系建立

4．5 本章小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢