海綿城市低影響開發(fā)典型山城徑流效應(yīng)研究.pdf

1、目前，隨著城鄉(xiāng)一體化政策的深入推進，區(qū)域的城市化進程不斷加快。由于前期規(guī)劃不到位以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低等各種原因，大多數(shù)城市的發(fā)展都借鑒了傳統(tǒng)發(fā)展模式，且快速建成。如是，城區(qū)內(nèi)土地利用布局也隨之快速發(fā)生了根本性地改變，即城市不透水面積急速增加。這種改變使得城市水文過程也隨之發(fā)生了深刻的改變：同一場降雨下，產(chǎn)生的徑流峰值加高、匯流時間縮短、徑流總量增大亦即徑流系數(shù)不斷增大。水文過程在城區(qū)的這種變異致使城市內(nèi)澇頻發(fā)，在我國“城市看?！钡默F(xiàn)象更是屢

2、見不鮮。由于城市是人口、建筑、財物的集中區(qū)域，一旦發(fā)生災(zāi)害不僅嚴(yán)重威脅到人們的生命安全，同時也給國家?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟損失。在山區(qū)城市中不僅面臨建成區(qū)內(nèi)的內(nèi)澇，還面對著來自于建成區(qū)外的山洪，極易出現(xiàn)洪澇碰頭的災(zāi)害事件，使得內(nèi)澇帶來的一系列后效在快速發(fā)展的山區(qū)城市更為凸顯。
　　發(fā)達國家的發(fā)展史已經(jīng)證明傳統(tǒng)城市發(fā)展模式不能滿足現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的要求，以生態(tài)系統(tǒng)為根基、強調(diào)自然做工、倡導(dǎo)城市與自然共生的海綿城市發(fā)展模式成為解決我國城市

3、洪澇的所提倡的一種新型模式。海綿城市建設(shè)實施效果如何，其徑流總量的控制率是關(guān)鍵指標(biāo)，這就需要對不同降雨的產(chǎn)匯流過程進行徑流效應(yīng)分析。
　　本文以湖南省鳳凰縣城為研究對象，利用SWMM模型對自然開發(fā)模式、傳統(tǒng)城市發(fā)展模式、海綿城市發(fā)展模式三種城市發(fā)展模式下土地利用布局進行徑流效應(yīng)研究。模型采用模型推薦數(shù)據(jù)率定，采用實測河道流量驗證模型的準(zhǔn)確性，設(shè)計暴雨雨型選擇芝加哥雨型，暴雨重現(xiàn)期基于室外排水設(shè)計規(guī)范選取0.5年、1、2年、5年、1

4、0年及20年作為設(shè)計暴雨重現(xiàn)期。通過模擬三種發(fā)展模式下不同重現(xiàn)期設(shè)計降雨的徑流效應(yīng)進行對比分析，結(jié)果表明：
　　（1）從徑流效應(yīng)分析的角度來看，降雨重現(xiàn)期相同的條件下，徑流系數(shù)隨著城市化程度的提高呈逐漸增大的趨勢；較自然開發(fā)狀態(tài)，城市在傳統(tǒng)發(fā)展模式下不透水面積增大，徑流量增大，徑流峰值明顯增大和提前；海綿模式透水面積規(guī)劃優(yōu)于自然開發(fā)模式，更優(yōu)于傳統(tǒng)城市模式，徑流總量等水文指標(biāo)量值在不同重現(xiàn)期降雨下均呈海綿城市模式<自然開發(fā)模式<傳

5、統(tǒng)城市模式的規(guī)律?；诰欧N不同 LID措施組合構(gòu)成的海綿模式，研究區(qū)具有適用性和實用性，主要表現(xiàn)為徑流消納、洪峰的削減，且對中、小降雨事件相應(yīng)的徑流效應(yīng)更為顯著，隨著降雨重現(xiàn)期的增加，調(diào)控效果呈現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢。
　?。?）從海綿城市徑流效果評估的角度來看，首先通過模型模擬及計算分析，得出海綿城市模式下研究區(qū)徑流年徑流總量控制率為83％，滿足海綿城市建設(shè)年徑流控制率75%的的建設(shè)目標(biāo)。其次，利用關(guān)鍵績效評價方法從徑流量和徑流時間

6、的維度的角度對徑流效果進行綜合評估，其結(jié)果同樣滿足海綿城市建設(shè)要求。從海綿城市排水除澇的建設(shè)效果來看，在20一年一遇降雨條件下，鳳凰城區(qū)積水點最大為0.13m，小于20年一遇排水除澇0.15m的標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，徑流效果和排水除澇標(biāo)準(zhǔn)兩項控制指標(biāo)均滿足海綿城市的建設(shè)要求，充分驗證了海綿城市建設(shè)的可靠性和可行性。
　　總之，本文選取山區(qū)典型城區(qū)鳳凰縣為研究區(qū)域，創(chuàng)新性的將SWMM和GIS進行耦合，創(chuàng)新性的提出了先確定子流域單元（HRU