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北京市海绵城市建设效果监测与评价技术研究
发布时间:2019-12-10 浏览次数:5250

项目来源:北京市自然科学基金委员会办公室

执行年限:2016年1月——2018年12月

 

成果简介:

    项目在系统分析整理现有技术体系的基础上,通过对透水铺装地面、下凹式绿地、绿化屋面、生物滞留槽、植被浅沟等典型措施开展相应的实验监测和模拟分析,研究了不同尺度区域径流监控监测技术、典型措施降雨径流模拟技术、不同尺度区域降雨径流模拟技术、海绵城市建设效果综合评价体系。主要成果如下:

1、总结了城市雨水径流减控技术措施的技术特点及适用性

    总结了城市雨水径流减控技术措施现状,归纳形成了收集利用、入渗地下、调控排放、模拟与风险评估技术、拟自然综合技术5类城市雨水径流减控基本技术;系统梳理了透水铺装、下凹式绿地、绿化屋面、调蓄设施、生物滞留设施、增渗设施、植被浅沟等典型分项技术的特点和适用性,编写了《城市雨水径流减控技术措施汇编》。

2、提出了三种不类型小区区海绵城市建设的技术方案

    调研了北京市内居住区、商业区和工业区三种类型小区的建设与排水点特点,提出三种不同类型城市小区海绵城市建设的目标,结合典型雨水径流减控措施的适用性分析结果,提出对于居住区宜选择采用“分散下渗为主,调蓄利用为辅”或“集中调蓄为主,点状下渗为辅”海绵城市建设技术方案,对于城市商业办公区宜选择采用“调蓄利用为主,引导下渗为辅”或“调蓄利用为主,分散下渗为辅”海绵城市建设技术方案,对于城市工业区宜采用“集中调蓄为主,净化处理为辅”的海绵城市建设技术方案。

3、建立了不同尺度区海绵城市建设区域径流与污染减控效果监测技术

    查阅雨水管渠监测设备相关资料,编制了《雨水管渠监测设备资料汇编》。基于海绵城市建设的总体目标和不同尺度区域海绵城市建设的具体目标,以实验研究为基础,提出了绿化屋面、下凹式绿地、透水铺装、植被浅沟、生物滞留槽等典型海绵城市建设单项设施径流减控与污染削减效果的监测方法,结合效果评估指标体系研究,提出了小区尺度、排水分区尺度、城市尺度海绵城市效果监测方法,包括监测位置、监测仪器选择与指标计算方法等。

4、掌握了5种典型海绵设施的降雨径流减控特性与模拟技术

    对绿化屋面、透水铺装地面、植被浅沟、生物滞留槽等典型海绵设施的降雨径流特性进行了实验研究,量化分析了这些设施的径流减控效果。研究结果表明,绿化屋顶的能够基本实现25mm降雨不产流;下凹式绿地的径流减控效果受土壤渗透性能、下凹深度和汇水范围的直接影响较大,土壤渗透系数大于1mm/h,下凹10cm时,能够消纳自身10年一遇的24小时降雨;透水铺装地面的径流削减性能受综合渗透能留或铺装层容水量直接影响,综合渗透能力会铺装层容水量越大径流减控效果越显著;植被浅沟对进入径流的总量和峰值具有明显的削减效果;生物滞留槽对径流总量和径流峰值具有明显的削减效果。

5、建立不同尺度绵城市建设区域的降雨径流模型,规范了模拟流程

    分别以双紫园小区、未来科学城、马草河流域为对象,研究了小区、排水分区(片区)尺度和城市尺度海绵城市建设效果的降雨径流模拟技术。采用SWMM软件建立了双紫园小区的降雨径流模型,采用Infoworks ICM软件分别建立了未来科学城和马草河流域的降雨径流模型,模拟分析了不同重现期降雨条件下有海绵措施和无海绵措施情况下的降雨径流和积水内涝风险,显示了实施海绵城市建设强大的径流减控效果。

6、建立了多尺度海绵城市建设效果评价体系

    提出了海绵城市建设效果评价指标体系选取应遵循的独立性、整体性、科学性和可操作性四项原则。在专家咨询的基础上基于层次分析法先期建立了典型海绵设施和小区、排水分区(片区)尺度的海绵城市建设效果评价指标体系和评价方法。排水分区(片区)尺度从水资源、水环境、水安全、水生态、水管理五方面选择了雨水资源利用率、年径流总量控制率等指标。小区尺度从资源利用、内涝防控、环境改善和工程影响四方面选择了年径流总量控制率等指标。对于绿化屋顶、植被浅沟、透水铺装、生物滞留槽这四种典型海绵措施,分别从径流削减和污染物削减两个方面选择了若干评价指标,利用所建立的评价方法对实际工程的效果进行了评价。

7、通过应用验证了所建立的多尺度海绵城市建设效果评价体系

    应用所建立的多尺度海绵城市建设效果评价技术体系,对绿化屋顶、透水铺装和生物滞留槽三种典型海绵城市建设的源头径流减控设施和双紫园小区、北京未来科学城、丰台区马草河流域两个区域进行了海绵城市建设效果评价,结果表明本项目研究做提出的海绵城市建设效果监测与评价评价方法是可行、可靠、可信的。

 

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