近些年來,隨著中國城市化進(jìn)程的加快,許多城區(qū)出現(xiàn)規(guī)劃不合理問題。由于城市建設(shè)過程中不透水地面明顯增加,河湖水系、天然水面、濕地、綠地等被侵占,導(dǎo)致自然水文過程受到影響,降雨的下滲、滯蓄、凈化、蒸發(fā)等大大減少,其中絕大多數(shù)降水在地表形成徑流迅速匯集到不透水地表。一方面使得城區(qū)雨季徑流總量和峰值流量大大增加,給城市安全、人民生活和財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅,另一方面,在面對日益緊缺的城市供水背景下,雨水資源有效利用水平不高。在此背景下,國家提出了建設(shè)海綿城市的要求,即通過用滲、滯、蓄、凈、用、排等方式提高新建城區(qū)以及老舊區(qū)域?qū)τ晁臏艉蛢艋媚芰?解決城市雨水環(huán)境、城市雨水利用、水質(zhì)和水安全等問題。2013年以來,全國各地進(jìn)行了如火如荼的海綿城市建設(shè)和改造,共有30多個城市獲得了國家海綿城市試點(diǎn)立項(xiàng)建設(shè)。但對于海綿城市效果如何評價,國內(nèi)目前仍沒有統(tǒng)一明確的評價辦法。本文主要對海綿城市效果進(jìn)行研究,主要成果如下:(1)海綿效果評價體系構(gòu)建及應(yīng)用。本文在海綿效果評價體系構(gòu)建時選擇德爾菲法和層次分析法,效果評價選擇模糊綜合評價法。在經(jīng)過指標(biāo)的初選和專家復(fù)選最終確定了針對北京市的評價指標(biāo)體系,評價內(nèi)容包括資源利用、內(nèi)澇防控、環(huán)境改善和工程影響四大方面,共10項(xiàng)評價指標(biāo),然后通過專家打分確定權(quán)重體系,由結(jié)果可知,影響建筑小區(qū)海綿效果最大的四項(xiàng)指標(biāo)分別為雨水調(diào)蓄模數(shù)、年雨水綜合利用率、綠地下凹率和硬化地面透水比率四項(xiàng),四項(xiàng)權(quán)重系數(shù)達(dá)到0.474。運(yùn)用模糊綜合評價法對北京市雙紫小區(qū)進(jìn)行海綿城市效果評價時,在資源利用和內(nèi)澇防控兩方面均為優(yōu)秀,在環(huán)境改善和工程影響兩方面均為良好,雙紫小區(qū)總體評價結(jié)果為優(yōu)秀。(2)徑流減控效果評價。為了對徑流減控效果進(jìn)行定量評價,對雙紫小區(qū)進(jìn)行SWMM模型模擬。通過真實(shí)降雨模擬可知,在中雨強(qiáng)度下經(jīng)過海綿措施改造后徑流總量削減94%,徑流峰值削減95%,峰現(xiàn)時間推遲15min;在大雨強(qiáng)度下經(jīng)過海綿措施改造后徑流總量削減94%,徑流峰值削減50%,峰現(xiàn)時間推遲5min;在暴雨強(qiáng)度下經(jīng)過海綿措施改造后徑流總量削減73%,徑流峰值削減36%,峰現(xiàn)時間推遲0min。由設(shè)計(jì)降雨模擬可知,海綿措施改造對徑流總量削減最明顯,其次為峰值流量削減,再次為峰現(xiàn)時間推遲。(3)徑流減控效果與海綿措施規(guī)模的關(guān)系。徑流減控效果以年徑流總量控制率為評價指標(biāo),首先計(jì)算雙紫小區(qū)年徑流總量控制率,然后通過芝加哥雨型生成器進(jìn)行1年一遇、2年一遇和3年一遇(1h、2h、3h)降雨設(shè)計(jì),不同設(shè)計(jì)降雨可模擬得到產(chǎn)流量并計(jì)算出徑流總量控制率,當(dāng)某一場設(shè)計(jì)降雨計(jì)算得到的控制率與94.9%最接近時,此設(shè)計(jì)降雨可作為模型的降雨輸入項(xiàng),即為典型降雨,用于不同工況情景(改變硬化路面透水比率和雨水調(diào)蓄模數(shù))研究,最終確定了以透水鋪裝和調(diào)蓄池為主的建筑小區(qū)徑流減控效果達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為:硬化路面透水比率為80%,雨水調(diào)蓄模數(shù)為0.4%。通過本文的研究,可針對北京市建筑小區(qū)海綿城市效果進(jìn)行評價,為海綿城市建設(shè)提供指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU984.12;TU992
【部分圖文】：

綜合效果評價方法的應(yīng)用很廣泛，在安全風(fēng)險、教育質(zhì)量、滿意度調(diào)查等各個方有層次分析法和模糊綜合評價法的運(yùn)用（李欣等，2018；王偉珠，2018；房月華等018）。在水利工程設(shè)計(jì)階段，通過這兩種方法的運(yùn)用可對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選得優(yōu)的方案（王斌，2017）。同時，在小型農(nóng)田水利建設(shè)項(xiàng)目的評價方面也采用了層析法（趙江倩等，2014）。此類方法均帶有一定的主觀性，但運(yùn)用簡單，層次清晰度較高，可定量或者定性的做出評價結(jié)果。水文模型的應(yīng)用也是重要的評價方法，的水文模型包括 SWAT、SWMM、Mike Urban、新安江模型等（Moges B.等，201家科等，2014）。Chapman（2010）對生物滯留槽進(jìn)行了 SWMM 模擬研究，結(jié)果生物滯留槽的徑流削減能力達(dá)到 50%至 74%。張勤通過 SWMM 對城市小區(qū)進(jìn)行模出經(jīng)過海綿改造后在徑流總量削減上相對改造前提高進(jìn)一倍。海綿城市建設(shè)是解決中國城市建設(shè)與自然相悖的一種建設(shè)方法，目前國內(nèi)進(jìn)行了的海綿建設(shè)，體現(xiàn)了政府與人民對海綿項(xiàng)目的支持并際遇期望。但由于中國國內(nèi)海市建設(shè)處于初期，在理論、設(shè)計(jì)和施工上均有很大問題，本次基于海綿效果和徑流效果兩方面進(jìn)行研究，研究成果以期指導(dǎo)未來北京地區(qū)的海綿建設(shè)，為其他地區(qū)的建設(shè)效果評價提供參考。

圖 2-2 研究小區(qū)雨水流向過程圖Fig. 2-2 Study on the flow of rainwater in the community降雨過程監(jiān)測小區(qū)中使用翻斗式雨量計(jì)進(jìn)行降雨總量和降雨過程監(jiān)測，雨量計(jì)安置于位置 29 號樓的屋頂，記錄間隔為 5min，也可記錄分鐘雨量數(shù)據(jù)。徑流過程監(jiān)測區(qū)屋頂系統(tǒng)和道路系統(tǒng)進(jìn)行徑流監(jiān)測，通過液位計(jì)與量水堰的形式進(jìn)行徑過程監(jiān)測。在兩個監(jiān)測系統(tǒng)的末端都安置了量水堰，并在堰前安裝壓力式通過在實(shí)驗(yàn)室中對量水堰進(jìn)行堰流公式的擬合，測量出的水位即可得知流水位傳感器時間間隔為 5min，數(shù)據(jù)存儲在探頭內(nèi)通過數(shù)據(jù)線可導(dǎo)出水位堰的堰流關(guān)系曲線如下圖：

圖 2-2 研究小區(qū)雨水流向過程圖Fig. 2-2 Study on the flow of rainwater in the community降雨過程監(jiān)測小區(qū)中使用翻斗式雨量計(jì)進(jìn)行降雨總量和降雨過程監(jiān)測，雨量計(jì)安置于置 29 號樓的屋頂，記錄間隔為 5min，也可記錄分鐘雨量數(shù)據(jù)。徑流過程監(jiān)測區(qū)屋頂系統(tǒng)和道路系統(tǒng)進(jìn)行徑流監(jiān)測，通過液位計(jì)與量水堰的形式進(jìn)行過程監(jiān)測。在兩個監(jiān)測系統(tǒng)的末端都安置了量水堰，并在堰前安裝壓力過在實(shí)驗(yàn)室中對量水堰進(jìn)行堰流公式的擬合，測量出的水位即可得知水位傳感器時間間隔為 5min，數(shù)據(jù)存儲在探頭內(nèi)通過數(shù)據(jù)線可導(dǎo)出水位堰的堰流關(guān)系曲線如下圖：

【參考文獻(xiàn)】

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