LID措施提高上海市建成区排涝能力预览.ppt

LID措施提高上海市建成区排涝标准的模型实验研究 同济大学 主要内容 研究的背景与意义 研究区域概况 LID方案选择与模型参数设置 模拟实验结果与分析 应用前景探讨 1. 研究背景与意义 按照《室外排水设计规范》（2014版）的要求，上海市的排水标准从1年一遇提高到5年一遇； 上海市建成区占规划城市用地的很大部分，建成区排水系统的提标改造是不得不面对的实际问题； 挖除旧管道重排的可实施性差，社会成本非常高，从长计议也难以普遍实施； 在建成区实施部分LID措施，通过源头减量，以现有排水管道系统为基础，实现已建成排水系统的提标改造，是一种可能的选择。 1. 研究的背景意义 研究目标： 根据上海市建成区代表性排水区域的具体情况筛选、布置LID措施，考察通过源头控制提高现有灰色基础设施排涝能力的效果，现有排水系统达到5年一遇的可能性； 研究方法： 以SWMM软件为工具，建立排水系统管网水力模型，完成LID设施的参数设置，通过模型实验评价绿色设施设置方案对提标改造的效果。 鞍山排水系统：服务面积约1.3km2， 区域内主要是上世纪80~90年代建造的多层住宅及少量商业建筑。以下简称A汇水区域。 2. 研究区域概况 用地类型 面积/ha 比例/% 建筑 38.3 32.1 道路广场 40.2 33.7 绿地 40.8 34.2 A系统土地利用概况 2. 研究区域概况 A系统泵站与总管建于1994年，现有排水管道总长度约为6.5km，其中部分路段管道在2007--2009年进行了提标改造； 利用鞍山泵站的运行数据，对A系统的管网模型进行率定验证，确定管网模型的可靠性； 以经过率定验证的管网水力模型，结合SWMM的LID模块评价现有管道系统的实际排涝能力； 鞍山系统排水能力评估 管网模型的率定和验证 以泵站前池水位为模型率定的评价标准 以N-S系数为指标评价模拟值与实测值之间的拟合程度 4场降雨的N-S系数均在0.70以上，满足模型使用要求。 管网模型的模拟值与观测值对比 鞍山系统排水能力评估 鞍山泵站 在1年一遇（36.5mm/h），历时1h的降雨下，鞍山系统积水量约为1380m3，最不利时刻积水点情况如右图。 现状管道系统没有达到1年一遇的标准。 现状管道的改造方案 主要是锦西路上游逆坡管道发生积水。对锦西路上长370m的管道进行改造，并通过预抽空降低暴雨事件的泵站运行水位（排涝泵启动水位从1.8m降低到1.5m）； 改造后A系统在36.5mm/h，历时1h降雨下积水量约500m3，基本达到1年一遇标准。 根据SWMM模型应用要求，按照地表径流排入市政管网的路径，A系统共划分了110个子集水区。 A汇水区域的用地类型及其分布 子汇水区域分布与收集管网 3. LID方案选择与模型参数设置 上海低影响开发设施的选择 受到高地下水位影响，不能考虑下渗功能（必须设置防水底板）； 土地高度紧缺，须优先考虑不额外占用土地的技术； 汇流坡度小，适合采用分散的小尺度源头控制设施； 雨水存储、直接利用的费用效益差，不予考虑。 适用的LID技术主要有生物滞留、绿色屋顶和渗透铺装。 《指南》规定设施底部距离地下水最高动水位大于1m，在上海难以满足。 生物滞留设施需要设置防渗膜，透水铺装也要设置防渗膜防止地下水污染，设施滞蓄水量只能通过蒸发，排水管道排放。 上海市应用LID设施的限制 同济大学透水停车场施工现场 根据子汇水区域的下垫面情况，按照建设LID措施的可操作性完成LID设施的布局定位； 采用详细的分布式模型，考虑地表汇流条件，设置LID设施的收集与排放途径； 设施下排水管道出水接入排水管网； 以设计降雨条件下A系统内是否发生地面积水，评价两种场景下该系统的排涝能力。 3. LID方案选择与模型参数设置 细分汇水区域、不能接入LID设施的径流直接连接到市政管道； 调整出水孔口系数，控制生物滞留、渗透铺装设施排空时间(24h）； 在接近最大可能性条件下，设置LID的规模； 模型中三种设施所占相关用地的比例（设施规模） 设施类别 比例（%） 服务面积比 生物滞留池 33 10% 绿色屋顶 60 N/A 透水铺装 40 N/A 3. LID方案选择与模型参数设置 生物滞留池的比例指设施占渗透性下垫面（绿地）的比例； 绿色屋顶、透水铺装的比例为设计面积与屋顶与铺装道路的比例。 SWMM中LID模块的参数选择 3. LID方案选择与模型参数设置 模拟计算的条件 生物滞流设施的初始含水率取凋萎点以上10%，绿色屋面初始含水率取凋萎点以上5%； 根据新编上海市短时暴雨强度公式，5年一遇设计降雨58mm/h； 按芝加哥模式雨型分配设计降雨量，雨峰位置0.40； 降雨历时取1h，模拟时长24h LID设施通过孔口系数控制排空时间24h，