降雪对海绵城市典型LID设施的影响研究
发布时间:2020-11-18 19:09
自2014年十月由中国住房与城乡建设部发布的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》以来,截止到2016年已经有30个城市先后被选为海绵城市试点城市,用来研究实际解决频繁发生的“城市看海”等城市病问题。虽然海绵城市的建设目标是解决城市雨洪管理问题,但是在中国北方乃至全国冬季降水主要是以降雪的形式体现,不同于一般降雨的情况,降雪所带来的影响是体现在积雪的累积与融化阶段,在融雪期融雪径流同样是造成城市地表径流的主要因素之一。到目前为止,国内尚未存在以探究冬季降雪期对海绵城市等相关设施具体影响的学术研究,因此本文旨在探索这个问题,以填补海绵城市在降雪气候下的研究空白,提供一种与降雪相关的海绵城市研究方法。本文通过研究海绵城市的相关概念,结合降雪及融雪过程的具体理论,寻找到一种可以借助SWMM模拟软件进行降雪及融雪模拟的研究方法。并且通过理论分析发现,与降雨期不同的是,在利用SWMM模拟软件进行降雪期模拟时,不仅需要足够的降水数据和具体的LID设施参数,还需要温度、风速、积雪的蒸发速率、海拔高度、积雪的相关参数以及对各区域积雪处理方式的选择等参数的输入。通过对各种型LID设施和一条经过海绵化改造的城市主干道进行模拟发现:(1)在融雪期温度的变化方式是影响模拟结果的主要因素,具体影响为当温度升高速度越快,积雪融化速度则越快,积雪融化后产生的融雪径流则对各LID设施产生不同的影响。(2)当融雪期有降雨条件时,降雨强度的大小则直接影响到了模拟结果,具体表现为,降雨造成了积雪融化速率的加快,加上自身的降雨量,导致出现的径流总量大于单纯降雪时所产生的径流总量。在降雨条件下,模拟过程海拔高度以及风速参数的大小对模拟结果几乎没有任何影响,但是如果忽略这两个参数的输入,对模拟结果会产生不可忽视的影响。(3)在具体到对一个海绵城市的具体区域进行降雪及融雪期模拟时,在没有当地准确的积雪蒸发速率数据时,则推荐使用基于Hargreaves方程的公式法进行对积雪蒸发速率参数的计算;各子汇水区域或者各个地块的积雪处理方式的选择也要合理的按照现实处理方式进行。对比发现,积雪处理方式中选择利用融雪剂进行积雪处理对模拟结果产生的影响最大,这是由于融雪剂加速了积雪的融化过程,在极端的时间内形成更多的融雪径流,融雪径流的量则直接影响到各个模拟结果。(4)模拟表明,乌鲁木齐市在2017-2018年冬季期间降雪量在融雪期所产生的融雪径流如果全部用于绿化用水,理论上会利用10.6万立方米的水资源,约占乌市全年生态环境用水的1‰。
【学位单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:TU992
【部分图文】:
图 1.1 近 20 年来中国城镇人口变化城镇人口数量的上升,意味着城市扩建,硬化路面取代原本生态地表的面积越来多。而中国在早期建设排水管网时由于缺少统一规划,大都采取雨污合流,近几年,市管网老旧导致许多管网破损,当城市在面临较大的降雨强度是由于雨水径流排放及时,导致城市内涝现象频发。其中较为严重的是在 2012 年 7 月 21 日,中国华北区迎来了近 61 年来最大的一次降雨,特大暴雨导致了北京城内出现严重的洪涝灾害成 1660 间房屋倒塌,受灾人数达 160.2 万人,损失 116.4 亿元的经济,更为严重的此次暴雨造成 79 人死亡。为了应对越来越频繁的城市内涝现象以及中国水资源短缺等情况,在 2013 年 12 12 日,在一次《中共城镇化工作会议》中,习近平总书记首次将“海绵城市”这一念带到了国家战略之中。“海绵城市”是指,通过改造城市排水措施使城市可以像海一样在降雨来临之际,吸收雨水径流,在旱季缺水时可以将所吸收的雨水释放出来,
南方部分省份造成了很大的影响。图 1.2 2012 年 1 月 21 日中国降雨降雪时况图由图 1.2 可看出,以 2012 年 1 月 21 日 5:00 至 2012 年 1 月 22 日 5:00 为例,2
图 1.3 WSUD 概念发展图除了澳大利亚,WSUD 这一概念也在越来越多的国家中使用,其中用的最为广泛的就是新西兰和英国[19]。在南非西开普省乔治市,具有八处 WSUD 项目[20]。英国在改变国内雨洪管理方法的发展始于 80 年代后期,并于 1992 年发布了“城市径流控制范围”指南,为一系列雨洪管理方案提供指导。上个世纪 90 年代,相比于英格兰地区以及威尔士地区,苏格兰地区较早的接受了先进的雨洪管理技术,苏格兰环境保护署强力推行对新的雨洪管理设施实行 BMPs 理念。D’Arcy 于 1998 年首次提出了可持续排水三角的概念,其中包括居住和娱乐对水量、水质的要求等。1997 年十月 Jim 第一次提出了可持续城市排水系统(SUDS)用来描述城市雨洪管理技术。在英国,SUDS 包括了一系列利用比传统方法更有可持续性的方法用以设计城市排水系统的技术。SUDS 尽可能的还原未开发之前自然界排水的方式,这与 LID 的原则基本相同。通常来说,SUDS 是由一连串的雨洪管理设施和技术组成的,这些设施
【参考文献】
本文编号:2889089
【学位单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:TU992
【部分图文】:
图 1.1 近 20 年来中国城镇人口变化城镇人口数量的上升,意味着城市扩建,硬化路面取代原本生态地表的面积越来多。而中国在早期建设排水管网时由于缺少统一规划,大都采取雨污合流,近几年,市管网老旧导致许多管网破损,当城市在面临较大的降雨强度是由于雨水径流排放及时,导致城市内涝现象频发。其中较为严重的是在 2012 年 7 月 21 日,中国华北区迎来了近 61 年来最大的一次降雨,特大暴雨导致了北京城内出现严重的洪涝灾害成 1660 间房屋倒塌,受灾人数达 160.2 万人,损失 116.4 亿元的经济,更为严重的此次暴雨造成 79 人死亡。为了应对越来越频繁的城市内涝现象以及中国水资源短缺等情况,在 2013 年 12 12 日,在一次《中共城镇化工作会议》中,习近平总书记首次将“海绵城市”这一念带到了国家战略之中。“海绵城市”是指,通过改造城市排水措施使城市可以像海一样在降雨来临之际,吸收雨水径流,在旱季缺水时可以将所吸收的雨水释放出来,
南方部分省份造成了很大的影响。图 1.2 2012 年 1 月 21 日中国降雨降雪时况图由图 1.2 可看出,以 2012 年 1 月 21 日 5:00 至 2012 年 1 月 22 日 5:00 为例,2
图 1.3 WSUD 概念发展图除了澳大利亚,WSUD 这一概念也在越来越多的国家中使用,其中用的最为广泛的就是新西兰和英国[19]。在南非西开普省乔治市,具有八处 WSUD 项目[20]。英国在改变国内雨洪管理方法的发展始于 80 年代后期,并于 1992 年发布了“城市径流控制范围”指南,为一系列雨洪管理方案提供指导。上个世纪 90 年代,相比于英格兰地区以及威尔士地区,苏格兰地区较早的接受了先进的雨洪管理技术,苏格兰环境保护署强力推行对新的雨洪管理设施实行 BMPs 理念。D’Arcy 于 1998 年首次提出了可持续排水三角的概念,其中包括居住和娱乐对水量、水质的要求等。1997 年十月 Jim 第一次提出了可持续城市排水系统(SUDS)用来描述城市雨洪管理技术。在英国,SUDS 包括了一系列利用比传统方法更有可持续性的方法用以设计城市排水系统的技术。SUDS 尽可能的还原未开发之前自然界排水的方式,这与 LID 的原则基本相同。通常来说,SUDS 是由一连串的雨洪管理设施和技术组成的,这些设施
【参考文献】
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本文编号:2889089
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