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北京市海綿城市建設效果監測與評價技術研究
發布時間:2019-12-10 瀏覽次數:7768

項目來源:北京市自然科學基金委員會辦公室

執行年限:2016年1月——2018年12月

 

成果簡介:

    項目在系統分析整理現有技術體系的基礎上,通過對透水鋪裝地面、下凹式綠地、綠化屋面、生物滯留槽、植被淺溝等典型措施開展相應的實驗監測和模擬分析,研究了不同尺度區域徑流監控監測技術、典型措施降雨徑流模擬技術、不同尺度區域降雨徑流模擬技術、海綿城市建設效果綜合評價體系。主要成果如下:

1、總結了城市雨水徑流減控技術措施的技術特點及適用性

    總結了城市雨水徑流減控技術措施現狀,歸納形成了收集利用、入滲地下、調控排放、模擬與風險評估技術、擬自然綜合技術5類城市雨水徑流減控基本技術;系統梳理了透水鋪裝、下凹式綠地、綠化屋面、調蓄設施、生物滯留設施、增滲設施、植被淺溝等典型分項技術的特點和適用性,編寫了《城市雨水徑流減控技術措施匯編》。

2、提出了三種不類型小區區海綿城市建設的技術方案

    調研了北京市內居住區、商業區和工業區三種類型小區的建設與排水點特點,提出三種不同類型城市小區海綿城市建設的目標,結合典型雨水徑流減控措施的適用性分析結果,提出對于居住區宜選擇采用“分散下滲為主,調蓄利用為輔”或“集中調蓄為主,點狀下滲為輔”海綿城市建設技術方案,對于城市商業辦公區宜選擇采用“調蓄利用為主,引導下滲為輔”或“調蓄利用為主,分散下滲為輔”海綿城市建設技術方案,對于城市工業區宜采用“集中調蓄為主,凈化處理為輔”的海綿城市建設技術方案。

3、建立了不同尺度區海綿城市建設區域徑流與污染減控效果監測技術

    查閱雨水管渠監測設備相關資料,編制了《雨水管渠監測設備資料匯編》;诤>d城市建設的總體目標和不同尺度區域海綿城市建設的具體目標,以實驗研究為基礎,提出了綠化屋面、下凹式綠地、透水鋪裝、植被淺溝、生物滯留槽等典型海綿城市建設單項設施徑流減控與污染削減效果的監測方法,結合效果評估指標體系研究,提出了小區尺度、排水分區尺度、城市尺度海綿城市效果監測方法,包括監測位置、監測儀器選擇與指標計算方法等。

4、掌握了5種典型海綿設施的降雨徑流減控特性與模擬技術

    對綠化屋面、透水鋪裝地面、植被淺溝、生物滯留槽等典型海綿設施的降雨徑流特性進行了實驗研究,量化分析了這些設施的徑流減控效果。研究結果表明,綠化屋頂的能夠基本實現25mm降雨不產流;下凹式綠地的徑流減控效果受土壤滲透性能、下凹深度和匯水范圍的直接影響較大,土壤滲透系數大于1mm/h,下凹10cm時,能夠消納自身10年一遇的24小時降雨;透水鋪裝地面的徑流削減性能受綜合滲透能留或鋪裝層容水量直接影響,綜合滲透能力會鋪裝層容水量越大徑流減控效果越顯著;植被淺溝對進入徑流的總量和峰值具有明顯的削減效果;生物滯留槽對徑流總量和徑流峰值具有明顯的削減效果。

5、建立不同尺度綿城市建設區域的降雨徑流模型,規范了模擬流程

    分別以雙紫園小區、未來科學城、馬草河流域為對象,研究了小區、排水分區(片區)尺度和城市尺度海綿城市建設效果的降雨徑流模擬技術。采用SWMM軟件建立了雙紫園小區的降雨徑流模型,采用Infoworks ICM軟件分別建立了未來科學城和馬草河流域的降雨徑流模型,模擬分析了不同重現期降雨條件下有海綿措施和無海綿措施情況下的降雨徑流和積水內澇風險,顯示了實施海綿城市建設強大的徑流減控效果。

6、建立了多尺度海綿城市建設效果評價體系

    提出了海綿城市建設效果評價指標體系選取應遵循的獨立性、整體性、科學性和可操作性四項原則。在專家咨詢的基礎上基于層次分析法先期建立了典型海綿設施和小區、排水分區(片區)尺度的海綿城市建設效果評價指標體系和評價方法。排水分區(片區)尺度從水資源、水環境、水安全、水生態、水管理五方面選擇了雨水資源利用率、年徑流總量控制率等指標。小區尺度從資源利用、內澇防控、環境改善和工程影響四方面選擇了年徑流總量控制率等指標。對于綠化屋頂、植被淺溝、透水鋪裝、生物滯留槽這四種典型海綿措施,分別從徑流削減和污染物削減兩個方面選擇了若干評價指標,利用所建立的評價方法對實際工程的效果進行了評價。

7、通過應用驗證了所建立的多尺度海綿城市建設效果評價體系

    應用所建立的多尺度海綿城市建設效果評價技術體系,對綠化屋頂、透水鋪裝和生物滯留槽三種典型海綿城市建設的源頭徑流減控設施和雙紫園小區、北京未來科學城、豐臺區馬草河流域兩個區域進行了海綿城市建設效果評價,結果表明本項目研究做提出的海綿城市建設效果監測與評價評價方法是可行、可靠、可信的。

 

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