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基于SWMM的海绵城市道路LID方案优化设计及效能评价研究

雎琳

基于SWMM的海绵城市道路LID方案优化设计及效能评价研究

雎琳1
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作者信息

  • 1. 重庆交通大学
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摘要

在我国城市化发展进程不断加快的今天,城市内涝等灾害时有发生。为解决此问题,海绵城市理念与LID(低影响开发)技术应运而生,使用LID设施可对市政道路排水设计进行优化,对雨水径流及污染物有效控制。 本文以陕西省西咸新区世纪大道及其周边区域为研究区域,在充分调研周边气象、水文、水质情况等资料的基础上,利用CAD平面图并基于SWMM模拟软件建立了区域概化模型,结合研究区域情况并根据LID控制设施选取原则选择了LID设施,包括透水铺装、生物滞留池、植草沟、渗渠,利用四种设施设计构建了四种LID控制设施组合方案。在基于芝加哥雨型及西咸新区暴雨公式的前提下构建了6种重现期雨型,模拟并对比分析了在不同重现期下四种方案与传统措施的水文水质优化情况,并通过水文水质模拟结果选取评价指标,进行四种方案的效能评价,选取最优方案。水文主要模拟了渗入损失、地表径流、蓄水量、峰值流量、峰现时间以及节点溢流情况,水质模拟了四种方案对TSS、COD、TN、TP几种污染物的削减情况。在进行效能评价指标选取时,采用综合模糊评价法及专家问卷法从环境效益、社会效益、经济效益三个方面筛选出13个评价指标。通过专家问卷的方式,使用1-9标度法作为形成判断矩阵的标准并使用层次分析法构造判断矩阵,对判断矩阵检验其一致性并计算其权重。建立了定量指标与定性指标分别的评价标准及评价模型,对四种方案进行综合效能评价并进行对比,并对最优方案进行道路横断面及平面布置设计。 根据模拟数据及效能评价结果,在水文方面四种方案均对峰现时间、峰值流量削减率、径流控制率及节点溢流有良好控制效果,水质方面也对TSS、COD、TN、TP四种污染物有良好的去除效果。通过四种方案的水文水质性能比对以及效能评价结果,方案一(透水铺装+生物滞留池+渗渠)的水文及水质处理效果最佳,经费充足时可优先选择,方案四(透水铺装+渗渠+植草沟+生物滞留池)造价和维护成本最低,对水文水质处理效果仅次于方案一,在考虑经济性时可选取方案四。方案二(透水铺装+生物滞留池+植草沟)、方案三(透水铺装+植草沟+渗渠)选取优先度最低。研究找出了有利于研究区域(及所在地区)实现年径流总量控制率、主要径流污染物削减率等海绵城市建设关键控制目标的技术优势方案,可为后续附近区域其他城市/城镇进行海绵城市建设提供经验参考。从长远的发展看,或可具备较为重要的工程应用价值。

关键词

海绵城市/市政道路/SWMM模型/低影响开发/效能评价

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授予学位

硕士

学科专业

交通运输工程

导师

谢远光

学位年度

2023

学位授予单位

重庆交通大学

语种

中文

中图分类号

TU
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