海绵城市建设的低影响开发技术配置优化与碳减排研究

摘要

伴随城市化进程不断加快，区域水文平衡遭到破坏，水资源短缺、城市内涝和雨水初期污染等问题日益突出。海绵城市建设中多采用低影响开发雨水管网系统，使得区域的水文特性不随着开发强度而产生明显变化，达到有效削减雨水径流总量、暴雨洪峰流量以及减少径流污染的目的。本论文在分析各种低影响开发技术效果的基础上，建立了各种低影响开发配置优化模型，完成了建筑小区雨水径流控制与管道排水模拟。最后，引入碳减排概念对区域低影响开发的碳效益进行评估。主要研究内容与成果如下：
　　依据海绵城市建设的三个控制指标——径流总量、径流峰值和径流污染，以《海绵城市建设技术指南》为基础，结合低影响开发技术的特点及适用范围，采用线性规划的方法，以法规标准、综合径流系数和径流污染控制为主要约束条件，以最低造价为目标函数，建立了建设小区低影响开发技术配置优化或改造方案优化的理论方法。模拟小区结果显示：提出的优化方法在满足法规标准、综合径流系数和径流污染控制等主要约束条件的前提下，实现了低影响开发技术措施的合理分配，实现了造价最低的建设目标，小区径流系数由改造前的0.67降低为0.44，径流中的TSS总量去除率也达到50％。
　　以线性规划模型的优化结果为基础，分析建筑小区的用地布局情况，并结合雨水管网系统建立区域传统开发和低影响开发的雨水径流和排水系统模型。从管网雨水径流外排总量、区域综合径流系数、管网排出口峰值流量和水质污染等四个层面进行研究，得到了两种开发条件下，不同降雨强度、降雨历时和降雨雨型情况下的排水系统的水文效应。
　　从化石能源降耗减排和绿化系统直接减排角度分析海绵城市的碳减排途径，定性和定量分析各种低影响开发措施的碳减排效益。研究结果显示，研究区域采取低影响开发措施后，区域较传统开发减少二氧化碳排放每年约为150000kg。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究进展

1.3 应用软件介绍

1.4 研究内容与技术路线

第2章 海绵城市及低影响开发技术

2.1 海绵城市规划控制目标

2.2 低影响开发措施

2.3 低影响开发技术适用性分析

2.4 本章小结

第3章 建筑与小区低影响开发线性规划模型

3.1 建筑小区改造候选技术

3.2 线性规划模型

3.3 建筑小区低影响开发线性规划

3.4 实例求解

3.5 本章小结

第4章 建筑小区排水模型与模拟

4.1 研究区域概况

4.2 研究区域的雨水模型建立

4.3 模拟结果分析

4.4 雨水管网优化

4.4 本章小结

第5章 碳减排效益分析

5.1 海绵城市碳减排途径

5.2 低影响开发措施减碳效应

5.3 研究区域碳减排效益计算

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 创新点

6.3 不足与展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢