城市道路低影响开发设计的雨洪滞蓄效果分析

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道路设计中的低影响开发理念应用2017年3月5日中华人民共和国第十二届全国人民代表大会第五次会议上，李克强总理政府工作报告中提到统筹城市地上地下建设，启动消除城区重点易涝区段行动，推进海绵城市建设，使城市既有“面子”，更有“里子”。

其中海绵城市建设是新一代城市雨洪管理概念，也可称之为“水弹性城市”，国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”，实际上就是低影响开发理念在城市建设中的应用。

包括对城市现有水生态系统的保护，对遭到破坏的水生态系统进行恢复和修复，对城市进行低影响开发，通过渗、滞、蓄、净、用、排等措施，将70%及以上的降雨就地消纳和利用，实现城市建设中雨洪科学管理、污染源头控制、系统化、生态化、“海绵化”。

1城市道路低影响开发雨水系统设计目标低影响开发雨水系统即低影响开发雨水控制与利用系统，是低影响开发模式下消减径流总量、峰值及降低径流污染和收集回用雨水的总称。

包括雨水滞蓄、收集回用和调节等。

城市道路低影响开发雨水系统设计目标应与城市规划控制目标一致，低影响开发雨水系统规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。

以安徽省合肥市为例，年径流总量控制率为75%，对应的设计降雨量21.3mm；年径流污染控制为SS总量去除率应达到50%，其中初期雨水径流污染控制标准为5mm；径流峰值控制应保证外排雨水流量不大于建设开发前,城市道路中至少一条车道积水深度不超过15mm。

2城市道路低影响开发雨水系统的设计方案城市道路径流雨水应通过有组织的汇流与转输，经过截污等预处理后引入道路红线、外绿地内，并通过设置在绿地内的以雨水储存、渗透、调节等为主要功能的低影响开发设施处理，并结合道路绿化带和道路红线外绿地优先设计下沉式绿地、生物滞留带、雨水湿地等。

以安徽省合肥市某市政道路为例，其标准横断面为3m人行道+3.5m 非机动车道+3m机非分隔带+11.5m机动车道+3m中央分隔带+11.5m 机动车道+3m机非分隔带3.5m非机动车道+3m人行道，红线宽度为45m。

低影响开发技术措施

北京奥林匹克森林公园案例分析
• 总结词：北京奥林匹克森林公园是北京奥运会的重要遗产之一，采用了多种低影响开发技术措施，包括生态湿地、雨水花园、绿色屋顶等，实现了生态、社会和经济多方面的效益。
• 详细描述：北京奥林匹克森林公园位于北京市朝阳区，是北京奥运会期间的重要场馆和公共绿地。该公园采用了多种LID技术措施，以实现生态、社会和经济多方面的效益。其中，生态湿地是通过模拟自然湿地的生态功能，净化雨水、调节气候和保护生物多样性的重要措施。雨水花园则是一种能够吸收和储存雨水的公共绿地，可以减轻排水管道的负担，同时提高城市居民的生活质量。绿色屋顶则是一种能够吸收和储存雨水的建筑措施，可以减少屋面径流，同时缓解城市热岛效应。
详细描述
绿色屋顶由耐根穿刺防水层、排水层、过滤层和植物层组成。它具有多种生态和环境效益，如削减径流、减少污染、缓解热岛效应、吸收二氧化碳等。绿色屋顶的植物选择和设计需要根据当地的气候条件和生态环境进行选择和配置，以确保其生态和环境效益的最大化。
雨水利用
总结词
雨水利用是一种低影响开发技术，通过收集、处理和利用雨水资源，减轻城市供水压力，改善水环境和生态环境。
VS
详细描述
雨水利用包括雨水收集、储存、处理和利用等环节。通过雨水利用，可以有效地减少对城市供水的依赖，同时还可以减少雨水的排放量，减轻城市排水系统的压力。雨水利用还可以改善水环境和生态环境，如增加水域面积、改善水质、促进水生生物的繁衍等。
生态湿地
要点一
总结词
生态湿地是一种低影响开发技术，通过模拟自然湿地生态系统，发挥湿地的生态功能和环境效益，改善城市水环境和生态环境。
低影响开发技术措施成为解决城市内涝问题的有效途径。

低影响开发的工程措施及其效果

低影响开发的工程措施及其效果随着社会的发展和人口的增长，人类对自然环境的需求和影响也越来越大。

为了在开发与保护之间找到平衡，低影响开发（Low Impact Development，LID）的概念应运而生。

低影响开发强调在满足人类需求的尽量减少对环境的负面影响，是实现可持续发展的重要手段。

本文将探讨低影响开发的工程措施及其效果。

减少占用土地面积：在开发过程中，尽量减少对土地的占用，避免破坏生态环境。

通过合理的土地利用规划，实现高效、节约用地。

优化设计，减少对环境的影响：在项目设计中，应充分考虑环境保护，尽量采用环保材料和技术，减少对环境的污染和破坏。

提高工程建设质量，避免日后维护管理问题：注重工程质量，采用耐久性强的材料和成熟的工艺，以减少日后的维护和管理成本。

实施上述措施后，低影响开发的效果显著，主要包括：减少对生态环境的影响：通过减少土地占用、优化设计和提高工程质量，可以最大程度地减少对生态环境的破坏和污染。

降低日后维护管理成本：采用低影响开发的工程措施，可以大大降低日后的维护和管理成本，实现资源的节约和高效利用。

经济效益显著：低影响开发并非一味地追求环保而忽视经济效益。

通过低成本、高效率的开发模式，可以更好地实现经济、社会和环境效益的平衡。

以下是一个实际案例分析，以进一步阐述低影响开发的工程措施及其效果。

某市在城市中心区实施了一项低影响开发的工程措施，旨在提高城市的排水防涝能力，同时减轻对周围环境的影响。

该工程措施具体包括：减少占用土地面积：在满足功能需求的前提下，尽量减少排水设施的占地面积。

工程设计采用了立体布局，将排水设施布置在地下空间，从而节省了地面空间。

优化设计，减少对环境的影响：在排水设施的设计过程中，注重与周边环境的协调，尽量减少对生态环境的破坏。

同时，采用生态化的排水方式，如植草沟、雨水花园等，以增加绿地面积，提高环境质量。

提高工程建设质量，避免日后维护管理问题：在施工过程中，采用耐久性强的材料和成熟的施工工艺，确保排水设施的稳定性和长期性能。

低影响开发LID

LID的模型模拟

LID 的模拟模型应满足几点要求:
① 模型应该是基于物理机制的模型; ② 模型应该提供特定的时间精度; ③ 模型能够模拟不同的土地利用情况。

现有LID模型
MOUSE、MUSIC、P82UCM、PURRS、 RUN2QUAL、SLAMM、Storm Tac、SWMM
LID应用设计实例

谢谢O(∩_∩)O~~~

LID的主要措施

生物滞留池( Bio-retention)
又称雨水花园( Rain garden) ，或者生物入渗池 ( Bio-infiltration)。一般修建于流域上游，通过利用植物、微生物和土壤的化学、生物及物理特性进行污染物的移除，从而达到水量和水质调控目的。植被；有机覆盖层；植物生长介质层。
低影响开发（LID）的雨洪资源调控措施研究现状与工程实例介绍
环境工程王晓晨
目录
概述设计理念目标实现途径主要措施

设计途径模型模拟应用实例不足与展望

概述

传统的雨洪资源排泄及输送系统的弊端

传统的雨洪资源排泄及输送系统的设计原则主要是最大限度地收集、传输并排泄径流，这种设计在造就高效的排泄系统、防止洪涝、促进径流更快地排泄到人工渠道或者河道的同时，也减少了地下水的入渗补给，增加了雨洪径流量，改变了径流的时间、频率及排泄的速度。径流量的增加及径流频率的改变会引发洪水泛滥、水质恶化、河道侵蚀等，进而影响河道的稳定性及河道生态环境。
LID设计目标的实现途径
最大程度地降低雨洪径流对城市的影响。LID 技术主要包括减少城市的不透水性面积、保护天然自然资源和生态环境、维持天然的排泄河道、减少排泄管道的应用等。通过一系列的截流、滞流等径流调控措施使得径流均匀地分布在整个区域，消减其集中性，维持天然状态下径流的汇流时间，并对排泄量进行调控。实施有效的公众培训，鼓励土地拥有者利用污染控制措施并保护现有具备水文调控功能性的土地景观。

基于SWMM的低影响开发的效果模拟

基于SWMM的低影响开发的效果模拟发布时间：2021-07-07T04:33:06.815Z 来源：《防护工程》2021年9期作者：吴昕[导读] 运用SWMM模型对传统管线设计进行校核，对LID场地径流的控制效果进行了分析评价。

南京市市政设计研究院有限责任公司江苏南京 214200摘要：运用SWMM模型对传统管线设计进行校核，对LID场地径流的控制效果进行了分析评价。

试点小区设置LID设施后，通过SWMM模型分析可知，在P=1a、2a、3a、5a降雨水平下，径流峰值分别降低了24.7%、25.1%、18.5%和17.1%；降雨峰值时间随降雨重现期的增加而减少，达到削峰滞峰的效果。

关键词：SWMM模型；LID；削峰滞峰暴雨管理模型（SWMM）经过不断完善，广泛应用于城市排水管网、内涝控制系统设计、多功能调蓄等领域。

在美国和欧洲一些国家，低影响开发（LID）在雨洪径流控制中已取得显著效果，可减少30%~99%的暴雨径流，并延迟暴雨径流达5~20min。

笔者以江北新区某试点小区为例，运用SWMM模型的场降雨及连续降雨模拟对LID控制效果进行模拟分析。

1 背景简介1.1 研究对象试点小区位于南京市江北新区，总用地面积33830m2，其中居住用地面积7970 m2，绿化面积12680 m2，现状绿化率为37.5%。

地势南高北低，地面高程6.0~7.0m。

住宅单元均为坡屋顶结构，南北朝向，屋顶雨水经雨落管排入地面雨水口，楼间有约24m宽的绿化空间，绿化植物以常绿灌木为主。

现状小区无传统水源利用设施，绿化带为上凸式，路缘石无开孔结构，人行道为不透水铺装结构。

2 SWMM模型SWMM（Storm Water Management Model）是美国环保局为设计和管理城市雨洪而研制的一个综合性数学模型。

它可以模拟完整的城市降雨径流和污染物运动过程，雨洪的调蓄处理过程，以及水质影响评价。

SWMM可以用于规划、设计和实际操作，是一个运用相当广泛的城市暴雨径流水量、水质模拟和预报模型。

基于SWMM的城市道路LID设施雨水调控效果研究——以武汉市工业路为例

基于SWMM的城市道路LID设施雨水调控效果研究——以武汉市工业路为例Rainwater Regulation Effect of LID FacCities on Urban Roads Based on SWMM：A Case Study of Wuhan Industrial Road卢明明丨Lu Mingming江淑卉I Jiang Shuhui裘鸿菲丨Qiu Hongfei中图分类号TU119+.2文献标识码B文章编号1003-739X(2021)06-0058-07收稿日期2020-01-15摘要该文分析了城市道路径流规律和适用的LID设施，以武汉市工业路为例构建SWMM模型，探讨不同降雨强度下的生态滞留设施、植草沟、透水路面以及组合模式下的城市道路LID设施雨水调控效果。

结果表明：①各等级城市道路应采用不同的雨水调控策略，LID设施对城市道路雨水调控作用显著，可有效减少径流量、降低峰值流量、推迟雨峰时间；②采用LID组合设施模式的城市道路，在0.5年一遇到10年一遇降雨下，LID设施对城市道路雨水径流量的削减率为34.8%〜44.2%,对峰值流量的削减率为66.0%~83.6%,雨峰时间稳定推迟15min o③各类LID设施的径流削减量和峰值削减量随着降雨强度增大而提高，削减率呈总体下降趋势。

LID设施一般对中小雨情(二年一遇及以下)的城市道路雨水控制作用更明显。

城市道路景观设计时应更重视透水铺装材料的应用，降低道路緑地的雨水调控负荷。

关键词武汉市城市道路LID设施SWMM雨水调控Abstract Based on the analysis of urban road runoff law and suitable LID facilities,the SWMM model of Wuhan Industrial Road is constructed to explore the effect of rainwater regulation of urban road LID facilities under different rainfall intensities such as ecological detention fac订ities,grass planting ditches,permeable pavement and combination modes.The results show that：①urban roads of different grades should adopt different strategies of rainwater regulation and control,and LID facilities play a significant role in regulating urban road rainwater,which can effectively reduce runoff,reduce peak flow and delay peak time.②Urban roads with LID combined faci.1i ties model, when they encounter rainfall that occurs once in0.5year to once in10-year,LID facilities can effectively reduce runoff,reduce peak flow and delay peak time.The reduction rate of urban road runoff by facilities is34.8%〜44.2%,the reduction rate of peak runoff is66.0%~83.6%,and the peak time of rain is stably delayed for15minutes.③The runoff reduction and peak reduction of LID fac订ities increased with the increase of rainfall intensity,and the reduction rate showed a general downward trend.LID fac订ities generally play a more significant role in rainwater control of urban roads under the condition of small and medium-sized rains(once every two years or less).In urban road landscape design, more attention should be paid to the application of permeable pavement materials to reduce the load of rainwater regulation and control of road green space.Keywords Wuhan,Urban road,LID facilities,SWMM,Rainwater regulation城市化进程使城市不透水面积增加，导致雨洪灾害频发、水质污染、水资源供需矛盾加剧。

基于低影响开发下的城市雨水管理景观设计方法——访奥克兰有感

作用逐步返回大气而不是把雨水当成废物直接排入雨水管
低影响开发（ＬｏｗＩｍｐａｃｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＬＩＤ）是一种自然的、景观式雨水管理方法。它以场地自然水文条件、雨水自然循环过程为依据，通过分散规划设计一系列软质雨水管理景观设施（ＳｔｏｒｍｗａｔｅｒＬａｎｄｓｃａｐｅＦａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ＳＬＦｓ），构建一个绿色的、植物的雨水管理网络，实现对场地雨水水量与雨水
的吸收、渗透、过滤、存贮（阻滞、滞留）雨水以及水分蒸发与
蒸腾功能实现对雨水的管理。因此，低影响开发具有减少场地雨水径流总量、雨水径
场地整合规划的依据； ③优先考虑防止场地雨水问题出现；
④ 尽量使用简单、非结构性、低成本、易建设的雨水管理设
晕城鸯撵弗麟酶鼬
基于低影响开发下的城市雨水管理景观设计方法
— —
访奥克兰有感
高雅
（西南交通大学，四川成都６１００３１）
【摘要】伴随着城市化进程的加快，自然景观被越来越多的建筑物所取代，不透水面积的增加使原有
的城市水循环系统受到严重阻碍，增加了城市治理难度，也严重地影响了城市生态环境。雨洪问题和水资源
水滞留与下渗机会。应用低影响开发技术实现场地低影响开发的目标，必须

低影响开发模式在城市内涝减控中的应用研究

低影响开发模式在城市内涝减控中的应用研究摘要：本文重点探讨了低影响开发模式在城市内涝减控中的三个方面，即绿地规划和建设、雨水收集和利用、道路和建筑物设计。

首先，介绍了低影响开发模式在城市内涝减控中的重要性和应用价值。

然后，分别分析了绿地规划和建设、雨水收集和利用、道路和建筑物设计在城市内涝减控中的具体应用方法和技术要点。

以期为同行提供参考。

关键词：低影响开发模式；城市内涝；减控；应用城市内涝是城市化进程中不可避免的问题，给城市的可持续发展带来了严重的挑战。

低影响开发模式作为一种新的城市发展方式，被广泛应用于城市内涝减控中。

其中，绿地规划和建设、雨水收集和利用、道路和建筑物设计等方面，都能够有效降低城市内涝的风险，提高城市的生态效益和水资源利用率。

一、绿地规划和建设绿地规划和建设是低影响开发模式在城市内涝减控中最重要的一环。

绿地不仅可以增加城市的景观价值和生态效益，还可以改善城市的气候环境和水循环系统，从而缓解城市内涝的问题。

因此，在城市内涝减控中，绿地规划和建设应被重视。

首先，绿地规划和建设应该考虑城市的整体气候环境和水循环系统。

绿地规划要依据城市的气候特征和降水分布规律，合理安排绿地的分布和面积。

同时，应充分利用地形地貌和地下水位等自然条件，通过设置缓冲区、绿色廊道、生态池塘等措施，优化城市的水循环系统，增加城市的水资源利用率和防洪能力。

其次，绿地建设要注重设计和施工的质量和技术。

对于不同类型的绿地，应根据其功能和特点合理选择植被、土壤和排水系统等设计参数，并注重绿地的养护和管理，确保其长期稳定性和生态效益。

最后，绿地规划和建设还应积极引导公众参与和共建。

城市居民应该成为绿地规划和建设的重要参与者和受益者，他们的需求和意见应得到充分考虑和反馈。

同时，政府和社区组织等应该积极引导和组织社会力量参与绿地建设和管理，形成共建共享的良好局面。

因此，绿地规划和建设是城市内涝减控中不可或缺的一环，其对城市生态和水循环系统的优化和改善具有重要意义。

低影响开发(LID)雨洪管理费用效益分析

低影响开发（LID）雨洪管理费用效益分析摘要：随着城市化进程的加快，城市水环境危机日益显现。

洪涝灾害、水资源供需矛盾、水生态环境恶化等已成为现代城市的顽疾。

本文以项目生命周期理论为指导，引入低影响开发（low impact development，lid）雨洪管理理念，并对其在国外城市建设、运营与经济、环境、社会效益进行了分析，从理论和实践方面对lid技术优势进行了研究，企望在我国城市开发建设过程，加快lid技术推广应用，缓解城市水环境危机，促进城市可持续发展。

abstract： with the accelerating process of urbanization，urban water crisis is looming. flood disaster， the contradiction between supply and demand of water resource，water has become a modern urban ills， such as deterioration of the ecological environment. with life cycle theory for guidance， introduced low effect development （lid）storm-water management concept， and on its in abroad city construction， and operation and economic， and environment，and social benefits for has analysis， from theory and practice area on lid technology advantage for has research，hope in city development construction process， accelerated lid technology application in our country， mitigation city water environment crisis， promote city sustainable development.关键词： lid；雨洪管理；成本-效益分析key words： lid；storm-water management；cost and benefit analysis中图分类号：tv122+.1 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）12-0287-030 引言随着气候的变化和城市化进程的加快，我国许多城市不断发生严重的洪涝灾害，造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响，有些城市甚至出现了人员伤亡[1]。

低影响开发LID

浅谈低影响开发摘要：随着城市化进程的加快，城市内涝问题也在我国各城市愈演愈烈。

末端治理为主的传统城市雨洪管理技术已经不能满足现代城市可持续发展的要求，以生态系统为根基，强调自然做功，倡导城市与自然共生的城市低影响开发理念展现出强大的优势，本文介绍了低影响开发研究概况和现有技术。

关键词：城市内涝低影响开发城市化的快速发展，扰乱了区域原有的水文循环过程，使城市化区域的雨洪灾害增多，近年来许多城市都发生了严重的城市内涝灾害，使城市部分功能瘫痪、生命财产损失惨重。

低影响开发（LID）以维持或恢复区域开发前的水文机制为目标，通过措施降低洪峰流量、减少洪量、延长汇流时间，其作用效果与透水面积相同，起到较好的涝灾减灾作用，可对因城市化减少的透水率进行减灾作用补偿。

1、低影响开发简介低影响开发（LID，Low Impact Development），是上世纪90年代提出的一种新的雨水管理与利用思维理念及工程技术方法，重点在于采用生态化的措施，如渗透、过滤、储存、蒸发和滞留等，尽可能从源头、分散式地维持城市开发建设过程前后的水文特征保持不变，希望有效缓解城市化带来的道路不透水面积增加、土壤下垫面硬化造成的径流总量、径流峰值与径流污染的增加等对环境造成的不利影响。

总的来说，低影响开发是雨水综合利用源头化、生态化、综合化发展的工程技术和管理措施，是解决日益严重的面源污染问题的一大重要思想。

低影响开发是一种强调通过源头分散的小型控制设施，维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念，20世纪90年代在美国马里兰州开始实施。

低影响开发主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放，实现开发区域可持续水循环。

与国外相比，低影响开发技术目前在国内应用较少，但已列入国家“十二五”水专项重大课题进行研究。

低影响开发的7种城市雨洪管理模型

低影响开发的7种城市雨洪管理模型作者：李玥，俞快，程娘珠，佘美萱来源：《广东园林》 2016年第4期李玥俞快程娘珠佘美萱＊（华南农业大学林学与风景园林学院，广东广州 510642）摘要：现代城市降雨径流量增大、峰值增加和径流面源污染等问题日益严峻，国外以“尊重自然、结合自然”为核心理念的低影响开发（Low Impact Development, LID）雨洪管理模式已取得一定成效。

以国外应用于LID 的7 种城市雨洪管理模型为研究对象，概述其模拟原理、方法和适用范围。

通过比较分析，表明：7 种雨洪管理模型都适用于LID 设施单因素评估模拟，但没有一种模型可以全面模拟LID 设施。

关键词：雨洪管理模型；低影响开发；应用；综述中图分类号：TU986文献标志码：A文章编号：1671-2641(2016)04-0009-05收稿日期：2016-06-21修回日期：2016-07-18传统雨水管理措施无法解决由于城市开发而导致的雨水径流量增大、峰值流量增加以及径流污染等问题，采用低影响开发管理模式（Low ImpactDevelopment, LID）可有效缓解以上城市发展问题，实现城市与自然的和谐相处。

1 低影响开发模式低影响开发是一种新型的雨洪管理模式，始于20 世纪90 年代初的美国马里兰州。

LID 是在排水最佳规划模式（Best Management Practices,BMP）基础上提出的新概念[1]，BMP是指为预防和减少土地开发利用对环境造成的负面影响而采取的一系列措施和方法[2]。

为适应城市高速发展和扩张，LID 在BMP 基础上应运而生，其核心理念是维持场地前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等[3]。

相关研究显示：LID 可减少约30%—99% 的暴雨径流[2]，延迟5-20 min 的暴雨径流峰值[2]，有效去除雨水径流中的磷、油脂、氮、重金属等污染物，并能中和酸雨[4]。

雨水生物滞留系统滞留效果的人工模拟试验探究

2017年3月第31卷第1期中国石油大学胜利学院学报Journal of Shengli College China University of PetroleumMar.2017y〇1.31No.1|doi：10.3969/j. issn. 1673-5935.2017.01.0101雨水生物滞留系统滞留效果的人工模拟试验探究褚忠昊(合肥工业大学宣城校区建筑工程系，安徽宣城242〇00)[摘要]基于低影响开发（U D)理念的雨水生物滞留系统是通过滞蓄雨水，削减雨洪径流和控制污染物迁移来实现有效雨洪管理的措施。

构建两组（A、B)试验装置。

A组定量研究植被层对系统在常规降雨和频繁降雨时排水、蓄水能力的影响。

B组定量研究不同沙土配比对系统蓄水能力的影响。

结果表明：常规降雨时,相对于无植被覆盖的情况，有植被层覆盖的滞留系统，表面积水最大深度降低约23% ,排尽表面积水所需时间减少约40% ,蓄水量增加30% ;频繁降雨时，后者表面积水最大深度降低约26% ,排尽表面积水所需时间减少约56% ,蓄水量比前者增加28%,故此时植被层仍有较大的滞蓄雨水潜力；沙土比例越低，系统滞留雨水时间越长，土壤蓄水量越大。

[关键词]生物滞留系统;模拟试验;植被层；沙土配比[中图分类号]TU992. 1;TV121 [文献标识码]A[文章编号]1673-5935(2017)01-0034-04近年来，我国城市化进程急剧加快，导致城市绿地、公园等透水、蓄水区域的面积锐减，停车场、公路等不透水区域面积增加，随之引发了降水水文循环的改变，使城市内涝问题愈加严重，给城市雨洪管理带来了挑战[1_2]。

作为“海绵城市”理念所提倡的方式，雨水生物滞留采用分散方法，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗，从而削减径流,净化径流雨水，是一种有效的低影响开发（LID)措施，且成本低廉、实用性强[34]。

目前典型的应用方式为:设置蓄水池，并将其连接至植被与土壤组成的下沉式绿地过滤系统，利用绿地蓄水能力渗透延缓雨水[5]。

基于低冲击开发模式城市雨洪利用论文

基于低冲击开发模式的城市雨洪利用探讨【摘要】随着国家城市化进程的不断加快，城市建设对城市排水以及雨水的综合储蓄和利用都有着严重的影响。

本文主要从现代城市采用的低冲击开发模式角度来分析和探讨在城市雨水方面的综合利用。

【关键词】低冲击开发；城市雨洪；综合利用1 低冲击开发模式1.1 低冲击开发模式的原理低冲击开发模式的主要原理是对分散的、较小规模的源头进行控制，通过前期的规划、设计、施工等一系列的措施，使得开发区域及下游的水文状态接近开发前的水平，实现城市开发建设后对地表径流的优化程度最高，使现有的生态系统得到改善。

低冲击开发模式是尽可能的接近原有好的生态模式，改造不适宜人民生活的生态环境。

1.2 低冲击开发模式的特点低冲击开发模是从源头进行控制，在规划阶段就对不同区域进行了详细勘查，通过对使用功能的不同以及环境的不同，设计不同的管控措施，此种方式与传统的末端治理的方式有较大的差异；低冲击开发模式是以环境为基础，减少了人工改造工程，在减少工程成本的同时，也大大降低对原有环境的影响；低冲击开发模式1.3 低冲击开发模式的作用低冲击开发模式的最初目的即是满足城市雨洪的综合管理，对城市的排水系统进行综合规划，使地表径流减小，减少雨水向一个方向集中而造成的灾害。

另外，此种开发模式常采用与传统不同的“不连接”方式，渠道也不采用“三面光”的方法，因此在污染物的稀释方面也有着重要应用，能够较大程度的稀释污染，对污染的分解也能够增强。

由于对水的控制加强，水资源的流失减小，利用率大大提高。

2 加强雨洪利用的途径2.1 渗入地下渗入地下的方式是雨洪排走的最直接的方式，现代城市大量沥青路面、水泥路面的使用，导致了城市地表的硬化率不断上升，使雨水无法直接通过地表渗透的方法排走，也使地下水资源的来源被割断。

在低冲击开发模式中，城市会规划大量的绿化用地，雨水可以通过绿化用地疏松的土壤来作为地表雨水的分流通道，为地下水作补充来源。

低影响开发对城市内涝节点雨洪控制效果研究——不同降雨特性下的情景模拟

中国环境科学 2018,38(7)：2555~2563 China Environmental Science 低影响开发对城市内涝节点雨洪控制效果研究——不同降雨特性下的情景模拟潘文斌,柯锦燕,郑鹏*,占昕(福州大学环境与资源学院,福建福州 350116)摘要：以中国福建省福州市晋安区解放溪流域高密度居民住宅区为例,针对不同降雨重现期、降雨历时和雨峰系数的降雨情景,利用PCSWMM模型模拟该地区的雨洪情况,并运用模型的低影响开发(LID)模块,研究7种不同LID用地布局情景对研究区内涝节点的雨洪控制效果.情景模拟结果表明:在不同降雨情景下,各LID用地布局情景会使节点的洪峰流量减小、积水时间减少、积水深度变小;植被浅沟措施和植被浅沟&绿色屋顶组合措施会使节点SS峰值浓度高于现状用地,其余布设情景下,SS峰值浓度均减小.LID措施对节点流量和水质的控制效果在低降雨重现期和长降雨历时的降雨情景下较为有效.在单个LID布设情景中,渗透铺装措施控制最佳,而组合LID布设情景中,渗透铺装&植被浅沟&绿色屋顶是最佳的组合控制措施.研究结果可为南方城市居民区实施海绵城市建设提供技术支持,并为地方制定相关规范和标准提供参考和借鉴.关键词：低影响开发；PCSWMM模型；设计暴雨；雨洪控制中图分类号：X32 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2018)07-2555-09Flood control effects of low-impact development on urban waterlogging node under different rainfall characteristics.PAN Wen-bin, KE Jin-yan, ZHENG P eng*, ZHAN Xin (College of Environment and Resources, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350116, China). China Environmental Science, 2018,38(7)：2555~2563Abstract：This paper took the high-density residential area in Jiefangxi Basin of Jin’an District, Fuzhou City, Fujian Province, China, as an example. The PCSWMM model for storm water simulation was applied to the study area under different rainfall return periods, rainfall durations and rain peak coefficients, and the low impact development module in this model was used to study the flood control effects of seven different LID layout scenarios on the waterlogged nodes. The simulations yielded the following results. Under different rainfall conditions, the flood situation of waterlogged node in the worst affected area has been effectively controlled using single LID or combined LID layouts. The peak flow, ponding time and ponding depth decreased. The peak suspended sediment concentration of the node in vegetative swale layout and the combination layout of vegetative swale and green roof were higher than current land layout scenario, and in other layouts were under control. The reduction effects of different LID layouts were more significant under longer rainfall durations or lower rainfall return periods. Permeable pavement was the best choice in single LID layout, and the combination of permeable pavement and vegetative swale and green roof was the best choice in combined LID layouts. The research results can provide technical support for the Sponge City construction of urban residential area in the south of China, and provide reference and suggestions for local government to establish relevant codes and standards.Key words：low impact development (LID)；PCSWMM model；design storms；flood control effects城市化发展改变了区域自然地貌和天然排水系统,导致不透水面积大幅度增加,再加上全球气候的变化,导致区域降雨特性发生改变,暴雨极端事件增加[1-2].这些变化引起城市降雨、径流要素的改变,带来了水资源短缺、水环境污染和城市雨洪灾害的3大水文问题,严重制约城市的健康发展[2].为缓解城市发展带来的消极影响,我国在2015年4月公布了16个海绵城市试点名单,计划在未来3a内建成一个可存储、渗透和净化雨水的可持续雨水管理系统,形成一套可推广、可复制的工作机制、政策制度和技术标准.海绵城市的核心理念是低影响开发(LID),强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能,该理念已在西方国家得到普遍认可,并逐步与城市的规划建设相结合[3-4].国内外学者亦在不同尺度下,通过实地监测和数学建模等方法对LID措施的雨洪控制效果进行研究,发现LID措施能够有效地起到径流调控、水质净化和雨水利用等作用,极大程度减少研究区域的开发对水文循环的影响[5-9].值得注意的是,部分研究指出LID措施的控制效果会受到降雨强度的影响[10-11],但目前关于LID措施在不同降雨特性下对城市雨洪控制效果研究较少.针对此,本文以福州市某高密度居民住宅区为例,模拟分析单个和组合布设的LID措施在不同降雨特性下(降雨重现期、降雨历时和雨峰系数)对内涝节点的雨洪控制收稿日期：2017-12-05基金项目：国家重点研发计划(2016YFC0502905)* 责任作者, 讲师, PengZheng@2556 中国环境科学 38卷效果,探索适合该小区的LID布设方式,进而为海绵城市建设提供理论依据,为其相关规范和标准的制定提供参考和借鉴.1方法与数据1.1PCSWMM模型PCSWMM是加拿大水力计算研究所(CHI)基于美国环保署(EPA)的SWMM模型开发的综合性商业化软件,广泛应用于城市排水管道和暴雨管理研究中.除具备与SWMM模型一样的核心程序和功能外,最新的P CSWMM 2015整合设计了最新的、功能强大的地理信息系统引擎,支持1D/2D模型的耦合,可模拟完整的污染物迁移和降雨径流过程,并为区域LID 管理提供决策性意见[12].PCSWMM模型提供的LID 控制模块可以精确模拟不同类型的LID调控,如对滞留、下渗和蒸发的调控.在模型中,LID调控可由一组连接在一起的垂向图层表示(如表面层、路面层、土壤层和蓄水层等),每个图层的参数单独定义.在PCSWMM运行期间,利用水量平衡方程可以跟踪每个LID图层实时的出流和储水情况[13].1.2研究区概况及其概化研究区位于福建省福州市晋安区解放溪流域高密度居民住宅区,属于亚热带海洋性气候,受台风影响严重,平均年降水量为900~2100mm,经常有短历时强降雨天气发生.近几年,随着城市化的快速发展,研究区不透水面积持续增加,而排水系统更新较慢,经常有内涝发生.研究区面积为75.84hm2,其中不透水面积占71.37%,主要由屋面、广场、停车场及道路等不透水面组成;透水面积占28.63%,主要由小区绿化(普通绿地)组成.平均地面标高为12.58m,平均坡度为3.72%,主要的土壤类型为壤土,排水管网铺设面积约为0.67hm2.基于PCSWMM模型的应用要求及实地情况,结合福州市环境规划勘查设计总院提供的排水管网信息,将研究区域排水系统概化为检查井节点263个,并选其中的228个检查井作为子流域的出水口,雨水管线263条,排水口18个,然后基于泰森多边形法,结合排水规划、地形地貌对子汇水区进行调整后,最终将研究区域概化为228个子流域,如图1所示.图1 研究区域地理位置及其排水系统概化Fig.1 Geographical position and the drainage systemgeneralization of the study area1.3模型参数的选择1.3.1模型水文水力参数的选择研究区域子汇水区的面积、特征宽度、平均坡度和不透水率,是基于福州市规划设计研究院提供的土地利用类型分类图和地形图,通过GIS软件提取.管道形状和断面尺寸、管道起止点偏置值、检查井内底标高、检查井最大深度等由福州市规划设计研究院和提供.模型不确定参数的选取主要结合实际情况,并参考SWMM模型用户指南的推荐值和国内外相关文献[13-17].降雨入渗过程采用霍顿方程(Horton)进行模拟.地表径流的产流模型分为有洼蓄量的不透水地表、无洼蓄量的不透水地表和透水地表3个部分单独计算.地表径流的汇流计算采用非线性水库模型,模拟排水系统流量演算的水力模型选用动力波模型.模型主要参数取值见表1.表1模型主要参数的取值Table 1 Main uncertain parameter values in the model洼地储蓄量(mm) 曼宁系数n Horton入渗参数透水地表不透水地表透水地表不透水地表管道最大入渗率(mm/h)最小入渗率(mm/h) 衰减系数(h-1)5.8 1.5 0.3 0.012 0.013 102 14 41.3.2LID参数设置基于8种不同的用地布局情景分析不同的LID措施对内涝节点雨洪的控制效果,分别为:(1)现状用地布局情景(不采取任何的LID措施);(2)LID1用地布局情景(渗透铺装措施);(3)LID2用地布局情景(植被浅沟&雨水花园组合措施);(4)LID3用地布局情景(绿色屋顶措施); (5)LID12用地布局情景(渗透铺装&植被浅沟&雨水花园组合措施);(6)LID13用地布局情景(渗透铺装&绿色屋顶组合措施);(7)LID23用地布局情景(植被浅沟&雨水花园&绿色屋顶组合措施);(8)LID123用地布局情景(渗透铺装&植被浅沟&雨水花园&绿色屋顶组合措施).7期潘文斌等：低影响开发对城市内涝节点雨洪控制效果研究 2557表2LID设计参数值Table 2 Parameter values of LID designs用地布局参数渗透铺装植被浅沟雨水花园绿色屋顶护堤高度(mm) 0 200 200 150植被覆盖率(%) 0 0.1 0.1 0.1表面曼宁粗糙率0.014 0.32 0 0表面层洼地边坡坡度(%) - 5 --厚度(mm) 100 ---空隙率(%) 15 ---不透水表面(%) 0 ---渗透性(mm/h) 200 ---路面堵塞系数0 ---厚度(mm) 450 ---空隙率(%) 75 ---渗漏速率(mm/h) 400 ---存储面堵塞系数0 ---厚度(mm) --500 150多孔性--0.437 0.463 实际含水容量--0.2 0.2凋萎点--0.024 0.116 传导率(mm/h) --120.396 3.302传导率坡度-- 5 15土壤面吸力水头(mm) --49.02288.9厚度(mm) ---30空隙率---0.5排水垫席曼宁糙率---0.1 对LID措施简介如下:(1)渗透铺装:将小区内每个子汇水区的硬质不透水路面全部改装为渗透路面,布设的渗透路面总面积为1.899hm2.(2)植被浅沟和雨水花园组合:将小区内每个子汇水区的普通绿地全部改装为植被浅沟,布设总面积为1.384hm2.将小区内每个子汇水区的水面全部改装为雨水花园,布设总面积为0.180hm2.因雨水花园的布设面积较小,故本研究将植被浅沟与雨水花园组合,作为一种单独的LID措施来分析.(3)绿色屋顶:将小区内每个子流域的屋面全部改装为绿色屋顶,布设总面积为0.948hm2.(4)组合方案:将上述3种单独的LID控制措施分别进行两两组合布设及三个组合布设,各LID措施的布设面积及设置均与其单独布设时一致.其中,渗透铺装&植被浅沟&雨水花园组合措施的布设总面积为3.463hm2,渗透铺装&绿色屋顶组合措施的布设总面积为2.847hm2,植被浅沟&雨水花园&绿色屋顶组合措施的布设总面积为2.512hm2,渗透铺装&植被浅沟&雨水花园&绿色屋顶组合措施的布设总面积为4.411hm2.不同LID措施的参数设置主要参考PCSWMM用户手册的推荐值及国内外相关学者给定的参考值[13-20],具体LID参数设置见表2.1.3.3水质参数设置以SS为研究对象,利用PCSWMM的污染物模块及其土地利用模块、污染物累积模块和污染物冲刷模块进行研究小区内涝节点污染负荷模拟.结合不同土地利用情况对污染物的累积及冲刷的影响,利用饱和函数模型和指数函数模型进行污染物的堆积和冲刷模拟.通过研究区域实际情况及查看相关的文献获取模型的水质参数(表3),本研究中植被浅沟、雨水花园、渗透铺装和绿色屋顶对SS负荷的去除率分别为60%,80%, 90%,80%,根据研究区实际情况,确定模型中街道清扫间隔为1d,地表累积污染物的去除效率为70%.模拟前期干旱天数为7d,并假定降水中所含的SS为10mg/L[22-24].表3不同下垫面的SS模拟参数Table 3 SS simulation parameters for different underlyingsurfaces下垫面最大累积量(kg/hm2)半饱和累计时间(d)冲刷系数冲刷指数清扫去除率(%) 道路 120 10 0.008 1.8 20屋面 50 10 0.007 1.8 0绿地 30 10 0.005 1.4 0 1.4暴雨强度的计算陈奕[25]在对福州市暴雨强度公式优化研究中得出,福州市城区暴雨强度公式为:0.80623819.59(10.816lg)(24.4563)Pqt+=+(1) 式中:q为t时间内的平均降雨强度,L/(s·hm2);t为降雨历时,min;P为降雨重现期,a.为了评估LID措施在不同降雨特性下对城市内涝节点雨洪的影响,利用式(1)分别求出不同降雨重现期(表4)、不同降雨历时(表5)、不同雨峰系数的降雨数据(不同雨峰系数的降雨情景其降雨重现期均为10a一遇,降雨历时2h,降雨强度45.264mm/h,时间步长5min,模拟时间4h,雨峰系数分别取0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8及0.9),采用芝加哥降雨过程线模型(CHM法)[26-27]合成降雨情景.表4不同降雨重现期的降雨情景Table 4 The rainfall scenarios under different rainfall return periods降雨重现期(a)指标0.5 1 2 5 10 20 50 100降雨量(mm) 37.602 49.847 62.094 78.282 90.528 102.72 118.963 131.209 降雨强度(mm/h) 18.801 24.924 31.047 39.141 45.264 51.360 59.482 65.605 注:不同降雨重现期采用的降雨历时为2h,雨峰系数0.4,时间步长5min,模拟时间4h2558中国环境科学 38卷表5 不同降雨历时的降雨情景Table 5 The rainfall scenarios under different rain durations降雨历时(h)指标1 1.52 2.53 3.5降雨强度(mm/h) 90.528 60.352 45.264 36.211 30.17625.865时间步长(min) 3 3 3 5 3 7 注:不同降雨历时的降雨量均为90.528mm,雨峰系数0.4,模拟时间4h2 结果与讨论2.1 现状用地布局情景下雨洪模拟情况模拟现状用地布局情景下不同降雨重现期(P )的雨洪情况,发现研究区内涝节点从P =0.5a 的4个增加到P =100a 的38个.研究区域的西北方小区受灾较为严重,该小区在P =0.5a 时就开始出现内涝节点,在P =100a 时,内涝节点的个数达到该小区检查井个数的75 %.因此选用受灾较为严重的西北方小区进行LID 措施布设,模拟分析在不同降雨特性下(降雨重现期、降雨历时和雨峰系数)各LID 措施布设情景对区域内排水管网的雨洪控制效果.布设区域检查井J3深度最小(1m),在各个P 下均出现积水现象,且LID 措施对其控制效果较其它节点更明显,故选用J3节点为研究对象.J3所在汇水区渗透铺装、植被浅沟、绿色屋顶布设的面积百分比分别为: 43.10%,46.04 %,10.86 %.图2为LID 布设区域的概化图,总面积为4.411hm 2,将该小区概化为12个子汇水区(S1~S12),12个检查井(J1~J12)和11条管道(C1~C11).根据下垫面类型将整个布设区域的现状用地划分为4类,分别为路面、绿地、水面、屋面,其面积占比分别为43.08 %、31.29 %、4.08 %和21.55 %(图3).116°18′24″E116°18′28″E116°18′32″E116°18′36″E116°18′24″E 116°18′28″E 116°18′32″E 116°18′36″E26°8′32″N 26°8′36″N 26°8′40″N26°8′32″N26°8′36″N26°8′40″N图2 LID 布设区域管线Fig.2 Drainage system designed in the LID layout area图3 LID 布设区域土地利用分类Fig.3 Land use classification in the LID layout area2.2 不同降雨重现期(P )下LID 控制效果模拟选取洪峰流量、积水时间、积水深度和SS 峰值浓度为控制指标,模拟分析在不同降雨特性下各LID 措施布设情景在节点J3的雨洪控制效果.随着P 的增长,现状用地布局情景下,节点J3的洪峰流量、积水时间和积水深度增大.不同P 下的雨洪控制效果见图4~图7.0.5125 10 20 501000.000.050.100.150.200.25洪峰流量(m 3/s )降雨重现期(a)现状LID1 LID2 LID3 LID12 LID13 LID23 LID123图4 LID 布设在不同降雨重现期对洪峰流量的削减 Fig.4 Peak discharge reduction of different LID layoutscenarios under different rainfall return periods模拟结果表明,在不同的P 下,布设LID 措施使节点的洪峰流量减小,积水时间缩短,积水深度降低,且在小P 的情景下对指标的控制效果更显著.(1)对于洪峰流量,各LID 用地布局情景的削减总量随着P 的增大而增加,其中LID2和LID23分别在P =20a 和P =50a 时对其削减总量达到最大,其后会随着P 的增大而减小.(2)对于积水时间,LID1和LID2在P =2a 对其削减总量达到最大,LID3、LID13和LID23为P =5a,其后都会随着P 的增大而减小;LID12和LID123的削减总量随着P 的增大不断增加,但在设定的P 内未达到7期潘文斌等：低影响开发对城市内涝节点雨洪控制效果研究 2559最大值.(3)对于积水深度,LID2在P =20a 对其削减总量达到最大,其后会随着P 的增大而减小,其余LID 措施布设情景削减总量随着P 的增长不断增大.(4)单个LID 控制措施中以渗透铺装措施的控制效果最佳,其在P =1a 时开始发生洪流,在P =2a 时时开始发生积水;绿色屋顶措施的控制效果最差,在P =0.5a 时开始发生洪流,这是因为J3节点所在的子汇水区(S10)内LID 布设措施主要是渗透铺装和植被浅沟,绿色屋顶的布设面积较小,分别占整个子汇水区的43.10%、46.04%和10.86%,故绿色屋顶的控制效果差,而渗透铺装对地表径流的滞蓄库容比植被浅沟的大,故其对节点积水的控制效果比植被浅沟好.组合布设情景, LID123控制效果最佳,在设定的P 内均未发生洪流. LID12在P =100a 时发生洪流,但洪峰流量较小,洪流持续时间较短,几乎为零,并未发生积水.LID23控制效果最差,在P =0.5a 时,开始发生洪流并积水.0.5 1 2 510 20 501000.00.51.01.5 降雨重现期(a) 现状 LID1 LID2 LID3 LID12LID13LID23LID123积水时间(s )图5 LID 布设在不同降雨重现期对积水时间的削减 Fig.5 Ponding time reduction of different LID layout scenarios under different rainfall return periods0.5 1 2 510 20 501000.00.20.40.6 0.8积水深度(m )降雨重现期(a)现状 LID1 LID2 LID3 LID12 LID13 LID23 LID123图6 LID 布设在不同降雨重现期对积水深度的削减 Fig.6 Ponding depth reduction of different LID layoutscenarios under different rainfall return periods随着P 的增大,现状用地布局情景的SS 峰值浓度随之减小,这是由于随着降雨量的增长,地表污染负荷总量变化不大,而地表径流量大量增加,降雨径流对地表污染物冲刷的增加量小于地表径流的增加量,故使得节点中的SS 峰值浓度减小.不同LID 布设情景下,LID2和LID23从P =5a 时开始,节点SS 峰值浓度大于现状用地;其余布设情景,对SS 峰值浓度均有一定的削减作用,模拟结果分析如下: (1)LID2、LID3和LID23用地布局情景的节点SS 峰值浓度随着P 的增大呈现先增加后减小的趋势,其原因是这3种LID 措施对径流量的削减量较大,在降雨量较小时,对径流量的控制效果较好,产生的地表径流量较少,不足以冲刷地表中截留的污染物质,故随着降雨量的增大,冲刷的污染物逐渐增多, SS 冲刷的增加量大于径流的增加量,故节点中SS 峰值浓度增大.继续增大降雨量,3种LID 措施对地表径流的削减效果逐渐减小,地表径流量较大,而地表污染物质总量变化不大,SS 冲刷的增量小于径流的增量,故节点中的污染峰值浓度减小.(2)LID1、LID12、LID13和LID123措施的节点SS 峰值浓度随着P 的增大而增加,其主要原因是这4种LID 措施对地表径流的削减效果远远大于其他LID 措施,产生的地表径流较小,当降雨量增加,冲刷的SS 增量一直大于径流的增量,故节点的SS 峰值浓度一直增大.(3)在不同的P 下,LID2和LID23对SS 峰值浓度的削减效果较差.随着P 的增大,LID1、LID12、LID13和LID123措施对节点SS 峰值浓度的削减百分比逐渐减小,而LID2、LID3和LID23措施的削减百分比则先减小后增加.不同LID 措施在P 较小时的削减效果更显著.0.512510 20 50 100----050100150200250S S 峰值浓度(m g /L )降雨重现区(a)现状 LID1 LID2 LID3 LID12 LID13 LID23 LID123图7 LID 措施在不同降雨重现期对SS 峰值浓度的削减 Fig.7 SS peak concentration reduction of different LID layoutscenarios under different rainfall return periods2560 中国环境科学 38卷2.3 不同降雨历时(t )下LID 控制效果模拟随着t 的增长,现状用地布局情景下,节点J3的洪峰流量、积水深度和SS 峰值浓度减小,而积水时间增大.不同t 下的雨洪控制效果见图8~图11.1 1.5 22.5 33.50.000.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 洪峰流量(m 3/s )降雨历时(h) 现状LID1LID2LID3LID12LID13LID23LID123图8 LID 布设在不同降雨历时对洪峰流量的削减 Fig.8 Peak discharge reduction of different LID layoutscenarios under different rainfall durations1 1.52 2.53 3.50.00.51.01.52.0积水时间(h )降雨历时(h)现状 LID1 LID2 LID3 LID12 LID13 LID23 LID123图9 LID 布设在不同降雨历时对积水时间的削减 Fig.9 Ponding time reduction of different LID layout scenariosunder different rainfall durations模拟结果表明,在不同的t 下,布设LID 措施使节点的洪峰流量减小,积水时间缩短,积水深度降低,且在低降雨历时的条件下的控制效果更显著.(1)对于洪峰流量,各LID 用地布局情景的削减总量随着t 的增长而减小.(2)对于积水时间,LID2、LID3和LID23在t =1.5h 时,削减总量最小,而后随着t 的增长不断增大.其余LID 布设情景,削减总量随着t 的增长不断增大,但在设定的t 内未达到最大值.(3)对于积水深度,各LID 布设情景的削减总量随着t 的增长不断减小.(4)单个LID 控制措施中以渗透铺装措施的控制效果最佳,绿色屋顶措施的控制效果最差.组合布设情景中, LID123控制效果最佳,在设定的t 内均未发生洪流. LID12在t =1h 发生洪流,但洪峰流量较小,而且未产生积水.11.52 2.53 3.50.00.10.20.30.40.50.6积水深度(m )降雨历时(h) 现状LID1LID2LID3LID12LID13LID23LID123图10 LID 布设在不同降雨历时对积水深度的削减 Fig.10 Ponding depth reduction of different LID layoutscenarios under different rainfall durations1 1.52 2.53 3.5050100150200250300S S 峰值浓度(m g /L )降雨历时(h)现状LID1LID2LID3LID12LID13LID23LID123图11 LID 布设在不同降雨历时对SS 峰值浓度的削减 Fig.11 SS peak concentration reduction of different LID layoutscenarios under different rainfall durations随着t 的增长,现状用地布局情景的SS 峰值浓度随之减小,这是由于降雨强度减小,地表径流对污染物的冲刷强度减弱,故使得节点中的SS 峰值浓度减小.不同LID 布设情景下,得到以下模拟结果:(1)LID2和LID23布设之后,在不同的t 下,节点SS 峰值浓度比现状用地布局大,且在短t 中更为显著.这是由于对比现状用地,植被浅沟布设后其土壤内含有SS,在短t 中,降雨强度较大,冲刷的SS 总量较大,而地表径流产生量较小,所以峰值浓度比现状用地更大.(2)单个LID 控制措施中以渗透铺装措施的控制效果最佳,植7期潘文斌等：低影响开发对城市内涝节点雨洪控制效果研究 2561被浅沟的控制效果最差.组合布设情景中,LID123控制效果最佳,LID23的控制效果最差.(3)不同LID 措施在不同t 下对节点SS 峰值浓度的削减百分比有先减小后增加的趋势.2.4 不同雨峰系数(r )下LID 控制效果模拟随着雨峰的后移,现状用地布局情景下,节点J3的洪峰流量增大,积水时间和SS 峰值浓度减小,积水深度略有增加.不同r 下的雨洪控制效果见图12~图15.0.1 0.2 0.3 0.40.5 0.6 0.7 0.80.90.000.050.100.15 0.20洪峰流量(m 3/s )雨峰系数现状 LID1 LID2 LID3 LID12 LID13 LID23 LID123图12 LID 布设在不同雨峰系数对洪峰流量的削减 Fig.12 Peak discharge reduction of different LID layoutscenarios under different rain peak coefficients0.1 0.2 0.3 0.4 0.50.6 0.7 0.8 0.9----0.00.51.01.52.0积水时间(h )雨峰系数现状 LID1 LID2 LID3 LID12LID13LID23LID123图13 LID 布设在不同雨峰系数对积水时间的削减 Fig.13 Ponding time reduction of different LID layoutscenarios under different rain peak coefficients模拟结果表明,在不同的r 下,布设LID 措施使节点的洪峰流量减小,积水时间缩短,积水深度降低.(1)对于洪峰流量,各LID 用地布局情景的削减总量随着雨峰的后移而增长,在r =0.7时达到最大,在r =0.8时下降,之后又会增长.(2)对于积水时间,各LID 用地布局情景的削减总量在r =0.1时达到最大值,随着雨峰的后移,增加总量下降,到r =0.9时又开始增大.(3)对于积水深度,各LID 用地布局情景的削减总量随着r 的变化规律均不相同.(4)单个LID 控制措施中以渗透铺装措施的控制效果最佳,绿色屋顶措施的控制效果最差;组合布设情景中,LID12和LID123在不同r 下节点均未发生洪流.0.10.20.30.40.5 0.6 0.7 0.8 0.9----0.00.10.20.30.40.50.6积水深度(m )雨峰系数现状 LID1 LID2 LID3LID12 LID13 LID23 LID123图14 LID 布设在不同雨峰系数对积水深度的削减Fig.14 Ponding depth reduction of different LID layoutscenarios under different rain peak coefficients0.10.20.30.4 0.5 0.6 0.7 0.80.9100200300400S S 峰值浓度(m g /L )雨峰系数现状LID1LID2LID3LID12LID13LID23LID123图15 LID 措施在不同雨峰系数对SS 峰值浓度的削减Fig.15 SS peak concentration reduction of different LID layoutscenarios under different rain peak coefficients随着雨峰的后移,现状用地布局情景的SS 峰值浓度随之减小,这是由于在雨峰前期,地表径流逐渐入渗到地下,随着雨峰的后移,入渗逐渐达到饱和,地表开始慢慢积水,致使地表径流峰值随着雨峰的后移而增大,而被降雨径流冲刷的地表污染物的负荷量变化不大,故使得径流中污染物峰值浓度减小,节点SS 浓度的峰值减小.不同LID 布设情景下,LID2和2562 中国环境科学 38卷LID23从r=0.4开始,节点SS峰值浓度大于现状用地;其余布设情景,在各r下对SS峰值浓度均有一定的削减作用,模拟结果分析如下:(1)LID2、LID3和LID23用地布局情景的SS峰值浓度均随着雨峰的后移逐渐减小,其原因是这3种用地布局情景产生的地表径流量较大,在雨峰前期,地表径流逐渐入渗到地下,随着雨峰的后移,入渗逐渐达到饱和,地表开始慢慢积水,致使地表径流峰值随着雨峰的后移逐渐增大,而被降雨径流冲刷的地表污染物的负荷量变化不大,故使得径流中污染物峰值浓度减小.(2)LID12和LID123用地布局情景SS峰值浓度随着雨峰的后移逐渐增加.SS峰值浓度增加的原因是在以上2种用地布局情景下,地表径流量大量减少,随着雨峰系数的后移,地表积累的污染物受雨水冲刷变多,径流的峰值流量增大,使得地表径流中携带的污染物的量也增加.节点中的SS负荷增多,而雨水深度减小,故浓度峰值增加.(3)单个LID控制措施中以渗透铺装措施的控制效果最佳,植被浅沟的控制效果最差;组合布设情景中, LID12和LID123在不同r下控制效果较佳.3结论3.1总体来说,布设LID措施之后,在不同降雨情景下,节点的洪峰流量减小、积水时间减少、积水深度变小;除了LID2和LID23节点SS峰值浓度会高于现状用地,其余布设情景下,SS峰值浓度减小.3.2对于水量控制,在不同降雨情景下,各LID布设组合的削减效果以LID123措施的削减效果最佳,在单个LID控制措施中,渗透铺装的控制效果最佳,LID3的控制效果最差.对于水质控制,在不同降雨情景下,LID3措施对节点SS峰值浓度的削减效果比LID2措施的效果好.LID12措施对节点SS峰值浓度的削减效果比LID13措施的效果好.LID措施对节点水量和水质的控制效果在低降雨重现期和长降雨历时的降雨情景下更显著.由于西北小区受台风天气影响及其下垫面类型的限制,LID12、LID13和LID123措施是缓解该布设区域发生洪涝灾害的最佳布设措施.3.3为了更有效地控制城市内涝,除了采取LID绿色基础设施之外,排水管网系统的更新速度应与城市发展速度相一致,增大排水管网的设计标准,并适当地加入灰色基础设施,如储水单元、调节设施等.在今后研究中,应加强灰色基础设施与绿色基础设施相结合,更加系统的将LID措施与当地已有的雨水调控措施有机结合而实现区域的可持续性发展,更合理的与实际情况相结合,充分利用空间场地,达到最佳的控制效果,并将侧重点逐渐转移到与城市规划、景观规划等大尺度的布局结合,从宏观角度去协调各个技术措施,发挥各个工程技术措施的综合效益.参考文献：[1] Chung E S, Park K, Lee K S. The relative impacts of climate change andurbanization on the hydrological response of a Korean urban watershed [J]. Hydrological Processes, 2011,25(4):544-560.[2] Lafontaine J H, Hay L E, Viger R J, et al. Effects of Climate and LandCover on H ydrology in the Southeastern U.S.: Potential Impacts on Watershed Planning [J]. Jawra Journal of the American Water Resources Association, 2015,51(5):1235-1261.[3] Davis A P. Green engineering principles promote low-impactdevelopment [J]. Environmental science & technology, 2005,39(16): 338A-344A.[4] 刘文,陈卫平,彭驰.城市雨洪管理低影响开发技术研究与利用进展 [J]. 应用生态学报, 2015,26(6):1901-1912.[5] 王石,陈丽媛,孙翔,等.从“大截排”到清源和低影响开发——基于水质目标约束的情景模拟与规划 [J]. 中国环境科学, 2017,37(10): 3981-3990.[6] Dietz M E, Clausen J C. Stormwater runoff and export changes withdevelopment in a traditional and low impact subdivision [J]. Journal of Environmental Management, 2008,87(4):560-566.[7] H ood M J, Clausen J C, Warner G S. Comparison of stormwater lagtimes for low impact and traditional residential development1 [J].JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 2007, 43(4):1036-1046.[8] Ahiablame L M, Engel B A, Chaubey I. Effectiveness of low impactdevelopment practices in two urbanized watersheds: Retrofitting with rain barrel/cistern and porous pavement [J]. Journal of Environmental Management, 2013,119(119C):151-161.[9] Liu Y, Bralts V F, Engel B A. Evaluating the effectiveness ofmanagement practices on hydrology and water quality at watershed scale with a rainfall-runoff model [J]. Science of The Total Environment, 2015,511:298-308.[10] H olman-Dodds J K, Bradley A A, Potter K W. Evaluation of hydrologicbenefits of infiltration based urban storm water management1 [J].JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 2003, 39(1):205-215.[11] Lee J-M, H yun K-H, Choi J-S, et al. Flood reduction analysis onwatershed of LID design demonstration district using SWMM5 [J].Desalination and Water Treatment, 2012,38(1-3):255-261.[12] Smith D, Li J, Banting D. A PCSWMM/GIS-based water balance modelfor the Reesor Creek watershed [J]. Atmospheric Research, 2005,77(1): 388-406.[13] H uber W C, Rossman L A, Dickinson R E. EPA storm watermanagement model SWMM 5.0 [M]//Singh V P, Frevert D K.Watershed Models, CRC Press, Boca Raton, 2006:339-359.[14] Rossman L A. Storm Water Management Model User’s Manual Version5.1 [R]. Report EPA-600/R-14/413b. Athens, GA, USA: USEnvironmental Protection Agency, 2015.[15] 黄金良,杜鹏飞,何万谦,等.城市降雨径流模型的参数局部灵敏度分析。

典型城市雨水低影响开发(LID)措施的成本-效益分析

效益。
关键词雨洪管理
低影响开引言
力于通过减少不透水面积增加雨水径流人渗量从而恢复场地天然水文特征。然而，在低影响开发技术逐渐成熟之际，成本效益成为影响其发展的主要
ｉｍｐａｃｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）回的非传统雨洪管理方式，致
★ 基金项目： “ 十二五”国家科技重大项目（２０１０ＺＸ０７３２０ — ００２），北京市教委计划项目（ＫＭ２０１２１００１６０１２），北京市科技新星计划项目（ＸＸ２０１２０１７）
因素。
城市化进程造成混凝土、沥青、建筑屋面、乃
至密实植被等不透水面积显著增多；从而降低雨水人渗和地下水补给，增大降雨径流；降雨冲刷城市
地表带来沉积物等各类污染物，经由城市雨污排水
系统进入水体，污染水环境。与此同时，全球性气候变迁引起暴雨频发现象，使得城区暴雨径流量
物的去除率达９３％。污染物的去除可削弱雨水径
流造成的面源污染。
出绿色屋顶可以削减峰值流量的５０％，延长径流持
ＨｅａｔｈｅｒＦｉｓｈｅｒ等人研究表明，低影响开发措
续时间。（２）降低径流系数，显著降低汇流比例，
由表１可见，坡面漫流、下渗措施、渗透铺装、
果差距很大，甚至出现ＴＰ不减反增的现象；土壤修复主要用于改良密实而透水眭不佳的土壤，增加孔隙率和土壤营养成分，尽管其径流削减量也可以

低影响开发与绿色雨水基础设施——解决城市严重雨洪问题措施

系列常规、细节问题外，是否还有什么 “ ” 的战略性、方新向性的思路和解决方案值得我们重视呢７笔者认为，本文讨
论的低影响开发（ｌＬｗｍｐｃｖｌｐｎ）和绿色ＬＤ— ｏＩａｔＤｅｅｏｍｅｔ
ＴｅＣａ￣ｈｈｔ
４月旧金山的ＬＤ国际会议上提到的城市发展的六种形态。Ｉ
许多城市。因为：第一，我国还处在快速城市化过程中，对自然水文条件的干扰强度很大第二，由于长期以来重视不够、研究严重滞后，积累了大量的问题：第三．雨洪问题涉
一
种理念、技术的优劣不在于它的理论有多高深或多复
杂，而在于它是否能够解决我们面临的迫切的实际问题、是否
能产生显著而广泛的效益、是否符合中国的实际。
（）国外的应用ｉ在
经过一二十年的研究发展ＬＤ，在美国、新西兰、ｌＧＳｌ澳大利亚、德国、日本等许多国家已经得到比较广泛的应
特ＳｐｅｃｉａｌＦｏｃｕｓ别关注Ｔｈｅ
低影响发篱绿色水基础设施
解决城市严重雨洪问题措施
口北京建筑工程学院城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室车伍张伟王建龙李俊奇
雨水基础设施（ —ＧｒｅｔｒＧＳＩｅｎＳｏｍｗａｅｎｒｓｒｃｕｅ）应ｔｒＩｆａｔｔｒｕ

城市雨水系统问题及积滞水防治

问题，安全利用雨水。城市雨水系统包括汇集各种下垫面雨
水径流的雨水口、小区雨水管道、市政雨水管网、城市河湖以及调控设施（闸、坝）等。目前很多城市对雨水管网的管理如
利用工程的投融资、审批、建设、运维、管理等政策细节，没有调动社会资金投资雨水利用的积极性。同时，在城市道路、绿地、地下设施等基础设施建设的相关规划、设计标准或规范
方法。这种模拟方法的好处在于能够计算得到雨水系统任意节点或管段的水位、流量过程；能够全面掌握整个城市区域的排水状况，便于及时调度和管理管网和河道的水流，做到安全排放和滞蓄利用。
３。缺乏雨水利用和排涝的强制标准及政策
城市防汛应当包括防洪、排涝、排水三个层面；防洪主要是防外未的洪水，标准较高，重现期都在几十年甚至上百年；排水主要是排除较低重现期（常５以下）的降雨径流：排通年涝是排除超过排水重现期暴雨引发的涝水。目前，我国有城市的防洪标准、排水标准，唯独缺乏城市排涝标准。现行关于雨水利用的国家和地方标准大都是推荐性的标准，缺乏强制性。

低影响开发与绿色建筑的雨水控制利用

低影响开发与绿色建筑的雨水控制利用作者：李梦楚来源：《中国科技纵横》2018年第13期摘要：伴随着城市化的快速发展，经济腾飞崛起，与此同时也带来了环境污染方面的问题。

为了缓解能源紧缺和环境污染的问题，实现可持续发展的目标，近年来引入了绿色建筑及低影响开发的理念，在建筑工程领域节约资源、保护环境。

本文探讨了雨水控制与利用措施在低影响开发领域及绿色建筑设计中的运用。

将雨水控制利用与绿色建筑设计的各个环节有机结合起来，能够带来良好的环境效益。

关键词：低影响开发；绿色建筑；雨水控制；雨水利用中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）13-0135-01城市的快速发展，建筑物的增加让硬质铺装的面积不断扩大，城市下垫面会发生非常显著性的变化，不透水面积的增加使径流系数增大，雨水渗透到土壤中的效率变低，洪峰流量增大。

我国很多的城市面临着非常严重的洪水、雨水等问题，城市基础设施的建设也面临着非常大的挑战。

在这样的情况下低影响开发和绿色建筑理念和方式的融入已经迫在眉睫，因此本文对低影响开发与绿色建筑体系中的雨水控制运用进行多方面的研究和分析，这些环节的合理规划、有机结合能够使城市发展和生态环境形成良性的循环。

1 低影响开发与绿色建筑的关系分析1.1 低影响开发低影响开发方法近年来已经在美国、瑞典等发达国家普遍采用。

主要是指采用源头控制理念，在建筑场地的开发过程中，模拟自然水文条件，使用分散的源头控制方式进行水文开发，减少和缓解一些由于不透水面积提升导致出现的径流量增加现象，径流峰值现象等等，以免给环境造成不良影响。

1.2 绿色建筑绿色建筑主要是在整个建筑的生命周期之内能够最大限度的进行资源的调节，其中包含节能、节水或者是节约其他地材等等，对环境产生保护性作用，也可以减少更多的污染现象，由此给人们提供更加绿色和健康的生活，创建出与自然发展和谐的建筑生态环境。

绿色建筑在评价体系之内的构成要素主要有节能还有能源的利用、节水、节材等等，另外也对施工管理还有室内的基本环境进行考量分析。

“低影响开发”(LID)理念之见

“低影响开发”（LID）理念之见作者：杜志锋等来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》 2014年第9期杜志锋李秋杰（中国市政工程中南设计研究总院有限公司）摘要：文章简介了城市市政道路雨水收集排放的新理念，简述了新理念的原理、优势、做法。

供同行参考。

关键词：雨水排放低影响开发（LID）原理1 概述面对大规模的城市和高密度的人口，城市在排水方面压力非常之大，要进一步完善排水功能，妥善处理好各种水的问题，就需要市政府不断转变观念，根据实际情况进行治理以适应时代的需求。

2 下凹式绿地原理典型的传统道路雨水收集和排除系统，是在车行道和人行道相交处形成低点，在该处设置雨水箅子，车行道雨水和人行道及绿化带雨水均通过设计形成的坡度径流至雨水箅子进入雨水管道，从而形成道路雨水的收集和排放系统。

该种雨水排除方式是典型的“重排不重用”的理念，该种方式至少有四项不可避免问题：①由于道路硬化程度高，没有任何缓冲和滞留设施，瞬间形成的雨水径流量很大，因此需要设置一套容量很大雨水排除系统才能有效的防止内涝，雨水系统投入庞大；②尽管设计形成了一套庞大的雨水排除系统，但是当超出设计重现期的降雨来临时，由于没有任何缓冲，仍然会出现内涝现象，对人民的生命和财产造成巨大伤害；③降雨初期对路面造成冲刷的初期雨水，直接进入管网系统，排入自然水体，对水体造成严重污染。

④“重排不重用”的理念在硬化程度较高的地区，导致地下水缺失而水位下降，形成沉降漏斗，在造成建筑安全隐患的同时，严重破坏地下水循环，造成生态灾难。

上述四个问题是传统排水方式不能根治的顽症。

我国新的规范和相关技术资料提出了“低影响开发”（LID）的理念，其中采用下凹式绿地的市政道路排水方式可以有效的解决传统雨水排水系统存在的相关难题。

采用下凹式绿地的道路雨水收集和排除系统引入了“低影响开发”（LID）的理念，其核心的雨水排除思想为“以用为主，用排结合”。

所谓“以用为主”是指利用自然循环的强大潜力和容量，引导降雨参与地下水的生态循环而实现生态回用，尽可能减少雨水的排出量和削减洪峰；所谓“用排结合”是指对于极端情况下的降水，生态循环不能吸纳部分，再通过雨水排除设施排入水体，避免造成内涝。

低影响开发措施的城市雨洪控制效果模拟

低影响开发措施的城市雨洪控制效果模拟蔡庆拟;陈志和;陈星;陈幸桢;张丹蓉【摘要】A storm water management model (SWMM) was set up in this study to simulate runoff generation and drainage with different types of precipitation in a residential area in Guangzhou City, based on real-time observed rainfall-runoff data and the current drainage bined with the low impact development (LID)module, the influences of permeable pavement, sunken lawns, rain gardens, and combined LID appliances on urban storm water were simulated and analyzed.The results show that both peak flow and the runoff coefficient decreased significantly through application of permeable pavement, sunken lawns, rain gardens, and LID appliances, which was conducive to the drainage of municipal pipe network.The effect of storm water control and utilization was more significant during low-return periods.The decreases of peak flow and the runoff coefficient were more significant when rain gardens were used.The combined LID appliances had more significant effects in reducing peak flow and postponing the time of peak flow.The effect of storm water control and utilization was not significant when permeable pavement and sunken lawns were used.%以广州市某小区为研究对象,根据实测降雨径流资料,结合现状排水管网,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同降雨条件下的产流与排水状况.基于SWMM的低影响开发(low impact development,LID)模块,模拟分析采用渗透铺装、下凹式绿地、雨水花园和LID组合方案对城市雨洪的控制作用.结果表明,采用渗透铺装、下凹式绿地和雨水花园等LID措施,洪峰流量和径流系数均明显降低,可有效缓解市政管网的排水压力,各种LID措施的雨洪控制效果在低重现期降雨时更为显著.其中雨水花园对径流系数和洪峰流量的削减效果最显著;LID组合措施对洪峰的削减和滞后作用较好;下凹式绿地和渗透铺装单独布设的雨洪控制效果一般.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】6页(P31-36)【关键词】SWMM;海绵城市;低影响开发;雨水花园;渗透铺装;下凹式绿地【作者】蔡庆拟;陈志和;陈星;陈幸桢;张丹蓉【作者单位】河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098;中山大学水资源与环境研究中心,广东广州 510275;广东省华南地区水安全调控工程技术研究中心,广东广州 510275;河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098;中山大学水资源与环境研究中心,广东广州 510275;广州市番禺区水务局,广东广州 511400;河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】X52近年来,快速城市化造成水循环过程的改变,在城市化驱动下,硬质化路面面积增加,区域降雨径流改变[1-3]。