人工降雨LID模拟试验系统

典型案例
呼和浩特市城市大排水系统构建规划与评估研究
降雨强度/mm.min-1
超标雨水量/m3
2.5
规划管渠设计重现期降雨历程线/mm/min-1
0 2 地表植被的淹没时间和植被的耐淹效应研究
海绵城市建设 源头径流控制 参数率定
不同降雨强度，不同绿地植被，不同土壤材料及连续降雨 情况下的绿地系统对地表植被的淹没时间和植被的耐淹效应 进行研究。
应用领域
01
海绵城市建设 源头径流控制 参数率定
0 3 绿地对径流污染物削减研究
不同降雨强度，不同进水 浓度及连续降雨情况下，不同 绿地植被的绿地系统对径流雨 水中有机物、氮磷等物质的削 减效应研究。
利用微单元的思想，将大面积、 复杂地形分割对于试验设计和数 据分析更加精确，对于结果理论 也更加具有参考性
分仓式喷淋床
系统组成
采用自动测控系统 实时在线显示存储模拟降雨的动态变化及曲线 快速调节雨强至实验模拟降雨要求值 降雨时间、压力及管路数量选择可自动进行
控 制 系 统
系统组成
SWMM软件模拟
MIKE FLOOD软件模拟
系统组成
应用领域
01
海绵城市建设 源头径流控制 参数率定
0 1 人工模拟凹凸式绿地降雨径流总量测定
采用室外人工模拟降雨系统， 采用广州市市区绿地的具有代表 性红壤土或者粘壤土，建筑废弃 料土壤渗透性改性材料。通过改 变地表地形、土壤材料、降雨强 度，探讨径流总量的控制效果， 通过实验数据分析以上因素与绿 地径流总量的相关关系。
大排水系统：是输送高重现期暴雨径流的蓄排系统，主要针对城 市超常暴雨情况，设计暴雨重现期一般5年～100年。大排水系统一般 由隧道、绿地、水系、调蓄水池、道路等设施组成，通过地表排水通 道或地下排水深隧，转输小排水系统无法转输的径流，该系统也被称 为城市内涝防治系统。
典型案例
呼和浩特市城市大排水系统构建规划与评估研究
参数率定
应用领域
03
海绵城市建设 规划设计
屋顶，渗透铺装，硬 化地面，绿地下垫面 解析
SWMM/MIKE建模 模型分析 人工降雨LID模拟 数据监测 结果反馈，参数修正
应用领域
03
海绵城市建设 规划设计
典型案例
城市水系
乌素图沟 毫赖沟 扎达盖河 小哈拉沁沟 哈拉沁沟 哈拉更沟 护城河 和平渠 小黑河 大黑河
雨强连续变化范围：10～200mm/h 雨滴大小调控范围：0.3 ～ 6mm 雨强变化调节时间＜30S 降雨均匀度系数＞0.8
降雨系统
系统组成
15个实验槽 实验槽可独立的进行实验，也可
联合进行实验，有利于合理模拟 不同比例的地形地貌
实验槽可实现在同一条件下，同 时进行多组对比实验，加快实验 进度
署办公）与科研机构合作，组织开展了“人工
降雨LID模拟试验系统”的研发工作。
研究背景
系统组成
分仓式 喷淋床
降雨 系统
控制 系统
软件 模拟
系统组成
采用美国SPAYING SYSTEMS原装进 口下喷式降雨喷头，可使雨滴落地 能量与自然降雨相似
喷头距离实验床高度6.5m，充分考 虑了空气阻力对于降雨雨滴的影响
应用领域
01
海绵城市建设 源头径流控制 参数率定
0 1 人工模拟凹凸式绿地降雨径流总量测定
控制 因子
地表地形 （凹凸比）
土壤材料
降雨强度Fra Baidu bibliotek
12.50% 25.00%
红壤土 黏性土 五年 十年 一遇 一遇
37.50%
建筑废 弃料
二十年 一遇
50.00%
五十年 一遇
62.50%
一百年 一遇
应用领域
01
在重现期T=5年时的典型降雨过程下， 2011年之前，呼和浩特市现状雨水管渠设 计重现期仅为0.33年-1年，整个排水系统/ 管道的过载率达43%。低重现期时的典型 降雨容易引发不同程度的内涝灾害。为了 加强城市排水设施规划与建设，该市2011 年组织编制完成了《呼和浩特市城市雨水 专项规划（2010-2020）》。 呼和浩特市相关部门依据专项规划，有针对性地增加了局部区域的管径；同时， 针对现状管网出现的以下问题，如管径偏小、管网凌乱、分散支管雨污混流等， 对整个系统的管网布局进行了优化。专项规划方案能有效减少管道过载、节点溢 流的问题，整个排水系统/管道的过载率由现状的43%降至0.5%。
应用领域
雨水管理要解决的问题主要体现为三方面：水资源利用 （水少）、前期雨水污染（水脏）、内涝防治（水多）。
超标准雨水的疏导与调蓄设施形式多样，主要包括城市道 路、雨水泵站、调蓄池、隧道、下沉绿地、下沉公共广场、 下沉式学校操场等。
重点研究道路排水通道或专用行泄通道的合理构型和设计 参数。
02
超标雨水径 流排放设施
典型案例
呼和浩特市城市大排水系统构建规划与评估研究
当重现期T=50年时的典型降雨过程下， 2011年之前，呼和浩特市H排水分区现状 管网模拟结果显示：雨水管渠系统过载率 高达68%，引发内涝灾害的风险极高，需 及时改造。否则，给人民生活和生产带来 极为严重的影响。
对专项规划方案中的呼和浩特市H排水分区管渠进行模拟，规划方案并不能 有效缓解管道过载、节点溢流的问题，排水系统缺乏相应的工程设施和综合手段， 内涝风险较高，专项规划雨水管渠过载率达35%。另外，专项规划未能明确内涝 防治标准，尤其对大排水系统的认识和分析还很欠缺，为有效防治内涝灾害，规 划构建呼和浩特市大排水系统迫在眉睫。
主要内容 一、研究背景 二、系统组成 三、应用领域 四、工程实例 五、结束语
研究背景
为贯彻落实国务院办公厅《关于推进海绵城
开发
市建设的指导意见》（国办发〔2015〕75号）
背景
精神，协同解决各地在推进海绵城市建设过程
中对相关技术与产品的迫切需求问题，为海绵
城市建设提供技术支撑，中水珠江设计公司
（与水利部珠江水利委员会水生态工程中心合
呼和浩特市城市大排水系统构建规划与评估研究 毫赖沟 扎达盖河小哈拉沁沟 哈拉沁沟
乌素图沟
哈拉更沟
小黑河
和平渠 护城河
大黑河
典型案例
呼和浩特市城市大排水系统构建规划与评估研究
小排水系统：一般包括雨水管渠、调节池、排水泵站等传统设施， 主要承担重现期为 1年～5 年暴雨量的安全排放，保证城市和居住区 的正常运行。