【摘要】：目前全國已有30個城市進行海綿城市試點建設,但大部分試點區(qū)內LID徑流調控效果對降雨雨型響應規(guī)律尚未得到全面的分析。本文以西咸新區(qū)海綿城市的降雨徑流為研究對象,搭建海綿城市試驗平臺水工模型,模擬不同降雨條件下LID措施對徑流調控效果的影響規(guī)律,得出初步結論。然后合理地概化該研究區(qū)域,構建SWMM模型,接著根據實際測量的結果,進行率定以及驗證,用來模擬不同地重現(xiàn)期(P=1、P=5、P=20以及P=50)、不同降雨歷時(t=1h、t=5h)和不同峰值比例(單峰0.2、單峰0.8以及雙峰0.5)設計降雨條件下LID措施不同初始飽和度的降雨徑流,并得出降雨雨型對LID措施調控下徑流量的影響規(guī)律。利用GAST模型構建西咸新區(qū)海綿城市重點區(qū)域二維數(shù)值模擬計算區(qū)域。計算得出不同降雨條件下內澇點位置,面積,水深等數(shù)據。通過數(shù)值模擬計算不同降雨條件下LID措施對降雨徑流的調控效果。然后使用Mat Lab軟件對內澇點的位置,面積及水深做可視化處理,直觀的顯示內澇的分布與變化情況,進一步驗證SWMM模型模擬結果規(guī)律。研究取得的主要結論如下:(1)易澇區(qū)域如秦皇大道兩側進行LID改造前積水嚴重,降雨結束后仍存在大量積水。改造為LID措施后,雨水全部流入了道路兩旁的生物滯留設施中,路面積水已完全消除�？梢奓ID措施建成后對一定程度的城市內澇治理效果明顯;在LID措施改造過程中,會將道路兩邊的綠化帶挖低從而形成一定的蓄水空間,雨水匯入并實現(xiàn)調蓄效果。可見LID措施在改造過程中也會降低易澇點的積水程度,觀測發(fā)現(xiàn)最大積水面積可減少33.7%;在未進行LID措施改造的區(qū)域,兩場暴雨形成了相近程度的內澇積水,證實了海綿城市建設能夠通過合理調控降雨徑流來有效緩解一定程度的內澇積水,可見LID措施在解決城市內澇問題方面具有一定應用價值。(2)相同雨峰位置,降雨歷時越長徑流量越大,重現(xiàn)期越長徑流量越大,徑流總量控制率就越低;重現(xiàn)期為50年一遇的降雨徑流控制率在50%左右,對一年一遇的降雨徑流控制率高達96%。相同降雨歷時相同重現(xiàn)期,后峰降雨的徑流量最大,控制率最低。雙峰降雨的徑流量最小,控制率最高。這種模擬條件下LID措施對雙峰降雨的控制效果最好。此趨勢隨著重現(xiàn)期的增加,效果越來越明顯。(3)相同雨峰位置,降雨歷時越長峰值流量越大,重現(xiàn)期越長峰值流量越大;在相同重現(xiàn)期下,單峰降雨長歷時降雨峰值比短歷時降雨峰值高,而雙峰降雨長歷時降雨比短歷時降雨峰值低。對比p=5和p=50的不同雨型徑流過程圖,后峰單峰降雨的降雨峰值普遍超過了前峰單峰降雨和雙峰降雨一倍左右,前峰降雨和雙峰降雨的峰值流量差距不大。p=50時長歷時降雨前峰峰值略高。說明此時LID措施對雙峰降雨的削峰效果最好。而p=5時LID措施對短歷時前峰降雨的削峰效果最好。綜合看來,LID措施對雨峰位置靠后的降雨削峰效果不明顯。(4)短歷時降雨飽和狀態(tài)下的的徑流量明顯高于半飽和狀態(tài)下的的徑流量,大大高于非飽和狀態(tài)下的徑流量。相同雨峰位置下,隨著重現(xiàn)期的增加,短歷時降雨徑流量的增幅逐漸減小,以r=0.2為例,飽和狀態(tài)相比非飽和狀態(tài)的增幅分別為122%,52%和34%;而長歷時降雨飽和狀態(tài)下的的徑流量增幅較短歷時小,分別為79%,35%和24%,即飽和狀態(tài)下的LID措施對長歷時降雨徑流控制效果更明顯。隨著重現(xiàn)期的增大增幅越低,即初始飽和程度對重現(xiàn)期大的降雨徑流控制變化不明顯。當LID措施處于不飽和狀態(tài),前峰降雨比后峰降雨的徑流量普遍稍小一些,而當LID措施處于半飽和狀態(tài)以及完全飽和狀態(tài)時,前峰降雨比后峰降雨及雙峰的徑流量普遍大一些,對后峰降雨的徑流控制效果最好,這是由于在半飽和狀態(tài)以及完全飽和狀態(tài)下,后峰降雨為雨水的滲透消納提供了時間。而前峰降雨到來時降雨峰值很快來臨,處在LID措施中的雨水來不及滲透消納。因此半飽和狀態(tài)以及完全飽和狀態(tài)時,LID措施對前峰降雨的徑流調控效果較差。
【圖文】：

圖 1-1 SWMM 模型的組成Fig. 1-1 Composition of SWMM model流模型 SWMM 模型中是由一塊塊的微小的匯水區(qū)域組成，本文在模域，然后根據不同的匯水子區(qū)域各自的特點，把其分開來進行徑水子區(qū)域的結果進行綜合處理0。匯水子區(qū)域的概化示意如下圖

圖 1-1 SWMM 模型的組成Fig. 1-1 Composition of SWMM model流模型SWMM 模型中是由一塊塊的微小的匯水區(qū)域組成，本文在模，，然后根據不同的匯水子區(qū)域各自的特點，把其分開來進行徑子區(qū)域的結果進行綜合處理0。匯水子區(qū)域的概化示意如下
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU992

【參考文獻】

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本文編號：2610877