【摘 要】
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近年来,快速城市化进程在带动了我国经济迅猛发展的同时诸如城市内涝等一系列水安全问题也接踵而来,这些问题在原本就设计不足且基础设施年久老化的老旧城区则显得尤为突出,严重影响了城市居民的日常生活,如何解决这些问题已经到了迫在眉睫的地步。我国于2012年提出海绵城市理念,它以低影响开发（low impact development,LID）技术为主要核心,在提升降雨利用效率及城市防洪方面提供了新型城市雨
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近年来,快速城市化进程在带动了我国经济迅猛发展的同时诸如城市内涝等一系列水安全问题也接踵而来,这些问题在原本就设计不足且基础设施年久老化的老旧城区则显得尤为突出,严重影响了城市居民的日常生活,如何解决这些问题已经到了迫在眉睫的地步。我国于2012年提出海绵城市理念,它以低影响开发（low impact development,LID）技术为主要核心,在提升降雨利用效率及城市防洪方面提供了新型城市雨洪管理思路。基于此,本论文以低影响开发理念为指导思想,以天水市麦积区某典型老城区为研究对象建立SWMM模型,结合研究区地域特征选择相适应的改造方案进行LID改造,并对不同重现期降雨下研究区改造前后的雨洪控制效果进行模拟分析。本文的主要结论如下:（1）结合天水市设计暴雨公式和芝加哥雨型得到研究区的设计暴雨过程,对重现期为1年、2年、5年、10年、20年、30年、50年、100年一遇的降雨进行历时120min、时间间隔1min的模拟,雨峰位置系数r=0.3684。采用芝加哥雨型生成器拟合得到不同重现期下的设计降雨量为16.12mm、23.27mm、32.71mm、39.86mm、47.01mm、51.19mm、56.46mm、63.60mm。（2）根据对研究区的实际地形及检查井分布情况进行调研,结合下垫面情况和水流流向,划分子汇水区并进行节点绘制以及管网概化,共划分子汇水区31个,概化节点27个、排放口1个、管渠27条。（3）采用径流系数法对初始不确定性参数进行率定,根据研究区用地情况并综合考虑全国同类型城市区域径流系数的取值特点得研究区综合径流系数为0.598,经过五次参数调整,最终选出相对误差最小的第五组参数校准集作为最终的“满意解”,对应的模拟径流系数为0.590。用SWMM模拟重现期P=1a和P=3a的降雨过程对选定的参数校准集进行模型的合理性验证,均满足综合径流系数取值范围,说明本参数校准集符合要求。不确定性参数的最终率定结果为:不渗透曼宁系数0.011,渗透曼宁系数0.26,不渗透面积洼地蓄水量1.8mm,渗透面积洼地蓄水量5.5mm,最大入渗率76mm/h-1,最小入渗率4.7mm/h-1,衰减常数10.4/h-1。（4）利用SWMM模拟不同重现期下研究区的排水现状,由结果可以看出随着重现期的增大,径流总量、径流峰值和径流系数均增大,峰值时刻逐渐提前,管网排水系统随着重现期的增大逐渐超过负荷。分析其主要原因为:研究区开发程度较高,建筑物密度大,道路广场硬化程度高,排水管网设计重现期过低,使得降雨难以下渗且得不到有效排放,因此会造成较为严重的积水。（5）研究区以“滞蓄为主,净用结合,适度渗透,安全排放”为改造方针,设定改造后天水市年径流总量控制率目标为85%,面源污染SS削减率达到60%以上。结合研究区实际情况和相关文献资料,最终选取透水铺装、下凹式绿地和绿色屋顶的LID组合作为本次改造措施。研究区改造透水路面约0.151km~2,增加且改造后绿地约0.151km~2,绿色屋顶面积合计约0.169km~2。改造后模拟结果如下:不同重现期下径流控制率均有明显上升,当设计降雨为18.8mm时（1.3年一遇）,径流总量控制率为86.39%（＞85%）,满足天水市年径流总量控制率要求;当重现期为1年一遇时径流峰值削减量和峰值滞后时间均达到了最大值分别为59.06%和12min;当重现期为1、1.3、2、5、10年一遇时没有出现节点管网超载,其他重现期下超载节点管网均有明显减少;不同重现期下研究区排放口的平均流量、最大流量和污染物TSS总量均出现一定程度的下降,当重现期为1.3年一遇时,污染物削减率达到了83.56%,远大于目标60%;下渗量的增长率在重现期为2年一遇时达到最大为48.83%;蓄水量的增长率逐渐增大至73.3%并稳定在73%左右;改造后相比改造前的排水量在各重现期下均降低至少25%,积水量在重现期为1年一遇时降低了71.4%。说明LID改造能有效减少径流总量,降低径流峰值并滞后峰值时刻,有效减少污染物,LID措施可以有效增加下渗,有良好的调蓄作用,并且能通过合理的“渗、滞、蓄”技术有效截流和利用雨水,减少路面积水。
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