海綿城市低影響開發(fā)措施雨洪控制效應(yīng)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意義 2
1.3 海綿城市與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)內(nèi)涵 3
1.3.1 海綿城市概念 3
1.3.2 LID雨水系統(tǒng)內(nèi)涵 4
1.4 國內(nèi)外研究進(jìn)展 6
1.4.1 海綿城市建設(shè)與LID 6
1.4.2 LID徑流控制效應(yīng)研究 10
1.4.3 LID措施設(shè)計(jì)優(yōu)化與評(píng)估 15
1.5 主要研究內(nèi)容 18
第2章 基于中試試驗(yàn)的LID措施雨水徑流控制效應(yīng)研究 20
2.1 中試試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì) 20
2.1.1 下凹式綠地試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì) 20
2.1.2 透水鋪裝試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì) 22
2.1.3 綠色屋頂試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì) 23
2.1.4 下凹式綠地試驗(yàn)供水系統(tǒng) 24
2.1.5 人工模擬降雨系統(tǒng) 25
2.2 試驗(yàn)研究方案 25
2.2.1 下凹式綠地試驗(yàn)研究方案 25
2.2.2 透水鋪裝試驗(yàn)研究方案 27
2.2.3 綠色屋頂試驗(yàn)研究方案 28
2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析 28
2.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo) 28
2.3.2 下凹式綠地試驗(yàn)結(jié)果分析 29
2.3.3 透水鋪裝試驗(yàn)結(jié)果分析 34
2.3.4 綠色屋頂試驗(yàn)結(jié)果分析 36
2.4 小結(jié) 37
第3章 基于現(xiàn)場試驗(yàn)的LID措施雨水徑流控制效應(yīng)研究 39
3.1 試驗(yàn)設(shè)施 39
3.1.1 試驗(yàn)設(shè)施設(shè)計(jì) 39
3.1.2 填料性質(zhì)及其鋪填情況 41
3.1.3 試驗(yàn)供水系統(tǒng)及其徑流走向 43
3.2 試驗(yàn)研究方案 44
3.2.1 研究因素與方案 44
3.2.2 雨水徑流計(jì)算與模擬 45
3.2.3 樣品采集及其水質(zhì)檢測方法 47
3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析 47
3.3.1 數(shù)據(jù)分析方法 47
3.3.2 填料含水量變化 48
3.3.3 雨水徑流水量控制效果分析 49
3.3.4 生物炭分布狀態(tài)對(duì)徑流污染物去除的影響 52
3.3.5 淹沒區(qū)高度對(duì)徑流污染物去除的影響 56
3.3.6 滲透條件對(duì)徑流污染物去除的影響 60
3.4 小結(jié) 62
第4章 基于現(xiàn)場監(jiān)測的LID措施水量水質(zhì)控制效應(yīng)研究 64
4.1 監(jiān)測場地及監(jiān)測方案 64
4.1.1 透水鋪裝和綠地 64
4.1.2 人工濕地 65
4.2 樣品采集及其水質(zhì)檢測方法 66
4.3 透水鋪裝和綠地雨水徑流控制效應(yīng)分析 66
4.3.1 透水鋪裝和綠地雨水徑流水量控制效應(yīng)分析 66
4.3.2 透水鋪裝和綠地雨水徑流水質(zhì)特征分析 72
4.4 人工濕地在不同季節(jié)和降雨強(qiáng)度下的水質(zhì)變化分析 76
4.4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理及其分析方法 76
4.4.2 人工濕地在不同季節(jié)下的水質(zhì)變化分析 78
4.4.3 人工濕地在不同降雨強(qiáng)度下的水質(zhì)變化分析 82
4.5 小結(jié) 88
第5章 基于Hydrus-1D模型的LID單項(xiàng)措施雨水徑流控制效應(yīng)研究 89
5.1 模型原理與構(gòu)建 89
5.1.1 水流模型選擇及其參數(shù)設(shè)定 89
5.1.2 溶質(zhì)運(yùn)移模型選擇及其參數(shù)設(shè)定 90
5.1.3 填料剖面劃分 91
5.2 模型參數(shù)率定與驗(yàn)證 91
5.2.1 參數(shù)率定與驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo) 91
5.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的結(jié)果 92
5.3 模擬方案及結(jié)果分析 98
5.3.1 防滲型生物滯留池 99
5.3.2 滲透型生物滯留池 107
5.3.3 下凹式綠地 109
5.3.4 透水鋪裝 112
5.4 小結(jié) 116
第6章 SWMM模型原理與構(gòu)建 118
6.1 模型原理 118
6.1.1 水文模塊 118
6.1.2 水質(zhì)模塊 118
6.1.3 LID措施模塊 119
6.2 研究區(qū)域概況 121
6.2.1 基本情況 121
6.2.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測 121
6.3 模型構(gòu)建 122
6.4 模型率定與驗(yàn)證 123
6.4.1 模型參數(shù)驗(yàn)證指標(biāo) 123
6.4.2 水文水力參數(shù)率定與驗(yàn)證 124
6.4.3 水質(zhì)參數(shù)率定與驗(yàn)證 126
6.5 參數(shù)敏感性分析 127
6.5.1 分析方法 127
6.5.2 分析結(jié)果 128
6.6 小結(jié) 129
第7章 基于解析概率模型的LID徑流控制效應(yīng) 131
7.1 降雨特征概率分析 131
7.2 基于解析概率方程的LID水文效應(yīng) 132
7.2.1 綠色屋頂?shù)慕馕龈怕史匠?132
7.2.2 透水鋪裝的解析概率方程 136
7.2.3 生物滯留池的解析概率方程 139
7.3 解析概率模型的評(píng)估驗(yàn)證 142
7.3.1 綠色屋頂解析概率模型評(píng)估 142
7.3.2 透水鋪裝解析概率模型評(píng)估 143
7.3.3 生物滯留池解析概率模型評(píng)估 145
7.4 基于解析概率模型的LID效益優(yōu)化評(píng)估 146
7.4.1 LID生命周期成本分析 146
7.4.2 NAGA-Ⅱ優(yōu)化算法 147
7.4.3 LID措施效益優(yōu)化評(píng)估 149
7.5 小結(jié) 152
第8章 城市區(qū)域徑流污染特征及LID措施控制效果 154
8.1 徑流樣品采集及水質(zhì)檢測 154
8.1.1 徑流采樣方法 154
8.1.2 降雨特征與污染物指標(biāo) 155
8.2 基于主成分分析法的污染物特征分析 158
8.2.1 主成分分析法 158
8.2.2 污染物相關(guān)性分析 159
8.2.3 不同下墊面EMC的得分評(píng)價(jià) 162
8.3 降雨徑流的初期沖刷效應(yīng) 163
8.3.1 初期沖刷效應(yīng)定性分析 163
8.3.2 初期沖刷效應(yīng)定量分析 166
8.4 LID措施對(duì)徑流污染削減效果評(píng)估 169
8.4.1 下墊面類型概化 169
8.4.2 設(shè)計(jì)暴雨過程 169
8.4.3 模型參數(shù)設(shè)置 170
8.4.4 LID措施對(duì)徑流污染的削減效果 171
8.4.5 LID措施設(shè)置比例對(duì)污染物削減的影響 173
8.5 小結(jié) 175
第9章 LID措施空間布局多目標(biāo)優(yōu)化研究 176
9.1 多目標(biāo)優(yōu)化算法介紹 176
9.1.1 BPSO算法 176
9.1.2 NSGA-Ⅱ算法 179
9.2 LID措施空間布局優(yōu)化模型構(gòu)建 182
9.2.1 目標(biāo)函數(shù) 182
9.2.2 算法求解過程 183
9.3 不同優(yōu)化算法對(duì)LID措施布局優(yōu)化效果差異評(píng)估 185
9.3.1 不同算法種群粒子分布情況 185
9.3.2 算法優(yōu)化性能對(duì)比 188
9.3.3 Pareto前沿方案成本分析 190
9.3.4 LID措施布局方案 192
9.4 小結(jié) 193
第10章 LID措施綜合性能評(píng)價(jià)及未來氣候變化情景分析 194
10.1 LID措施對(duì)徑流的綜合影響 194
10.1.1 LID措施選址 194
10.1.2 各種LID措施的性能比較 195
10.1.3 成本效益分析 197
10.2 基于TOPSIS的LID措施組合方案優(yōu)選 198
10.2.1 TOPSIS分析方法 198
10.2.2 組合的LID措施方案徑流控制效果 200
10.2.3 基于TOPSIS的方案優(yōu)選 201
10.3 基于氣候變化情景的LID措施性能評(píng)估 204
10.3.1 設(shè)計(jì)暴雨公式推求方法 204
10.3.2 氣候變化條件下的設(shè)計(jì)降雨 206
10.3.3 氣候變化對(duì)LID措施的性能影響 207
10.4 小結(jié) 210
參考文獻(xiàn) 212