低影响开发措施的内涝削减效果研究-水利学报.PDF

水 利 学 报 2018年12月 SHUILI XUEBAO 第49卷 第12期 文章编号：0559-9350（2018）12-1489-14 低影响开发措施的内涝削减效果研究 ——以济南市海绵试点区为例 1，2 1，2 1，2 1，2 1，2 李 娜 ，孟雨婷 ，王 静 ，俞 茜 ，张念强 （1. 中国水利水电科学研究院 防洪抗旱减灾研究所，北京 100038； 2. 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，北京 100038） 摘要：本文使用中国水利水电科学研究院自主研发的洪涝仿真模型和洪水风险分析软件（FRAS）对低影响开发 （LID）措施的内涝削减效果进行研究。在洪水风险分析软件原降雨产流模型中增加了SCS法，与地面二维水力学 模型实时耦合，更精细地反映了LID措施的产汇流过程。结果表明：（1）在5、10和20年一遇24h设计暴雨条件 下，LID组合措施在试点区、小流域和街区3个尺度上均能一定程度削减内涝面积，也能在流域尺度上削减径流 总量和洪峰流量。措施在5年一遇降雨下内涝削减效果最为显著，径流总量和洪峰流量削减率分别达6.5 %和 9.7 %，在措施布设较为密集的街区内涝面积削减率达48.96 %；（2）10年一遇24h设计暴雨条件下，流域尺度上 单项LID措施内涝削减效果各有特点。各措施对积水量的削减效果在降雨过程中均呈先增大后减小的趋势，措施 对内涝面积的削减效果排序为下沉绿地透水路面绿色屋顶；（3）措施内涝削减效果与措施类型、措施规模、地 形、下垫面条件和措施布设位置密切相关，低影响开发设计时应利用水文水力学模型进行多种方案的模拟分析， 合理设置LID措施。 关键词：低影响开发；城市内涝；效果评价；海绵城市；济南 中图分类号：P333.2 文献标识码：A doi：10.13243/ki.slxb 1 研究背景 在过去的几十年内，我国城镇化建设急速发展，截至2017年底，我国的城镇化率已经由改革开 ［1］ ［2］ 放初期1978年的17.9 %提高到了58.52 % 。传统的城市化发展会显著增加地表不透水率 ，不仅增 ［3］ ［4］ 加城市地表径流，减少地表下渗率 ，同时会威胁城市水资源和水质安全 。由于城市防洪排涝设施 ［5］ 的建设远远落后于城镇化进程 ，因此，随着城镇化进程的推进，我国城市内涝问题日益突出。2013 年，国务院提出开展“自然积存、自然渗透、自然净化”的海绵城市建设（SpongeCityConstruction， SCC）。海绵城市建设是基于与自然和谐共处和低影响开发（LowImpactDevelopment，LID）理念，通过 综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等方式达到减少径流量并减少雨水污染负荷的目的，使开发后 城市的水文功能尽可能接近开发之前的状况。 为了研究不同LID措施及其组合措施的内涝削减效果，国内外学者采用不同的数学模型针对LID ［6-8］ 措施及其组合对于径流总量、洪峰流量和峰现时间等水文特征的影响进行了数值模拟 ，常用的模 ［8］ 拟软件包括SWMM、InforworksICM以及MIKE系列软件等。程涛等 采用InfoworksICM中的排水模型