基于不确定性的城市雨洪与非点源污染优化调控研究

城市雨洪与非点源污染是我国近期迫切需要解决的问题。目前国内多根据排水设计规范和经验制定控制方案，有一定的滞后性和主观性。本研究针对城市雨洪与非点源污染控制中的技术措施，设计了"调控措施效果研究-城市雨洪与非点源污染模拟-不确定性分析-优化调控"这一逐步递进的研究方案。首先在天然降雨和实验室（场）条件下，测试多种常用技术措施的效果；然后选用城市暴雨管理模型SWMM进行降雨径流及污染模拟，分析调控措施削减径流外排量、峰流量和非点源污染负荷的效果；考虑到模型概化过程中的假设及输入数据等方面的误差，将分析模型参数、模型输入和模型结构的不确定性，并得出径流外排量、峰流量和非点源污染负荷的综合不确定性，为制定决策提供依据；最后在不确定性分析的基础上，将模型模拟与优化算法相耦合，提出雨洪与非点源污染调控方案的优化设计方法。

总体上按计划完成了项目的研究内容和预期成果。针对城市雨洪与非点源污染调控的技术措施，按照 “调控措施效果研究—城市雨洪与非点源污染模拟—不确定性分析—优化调控”这一逐步递进的方案开展了研究。.选择有代表性的常规建成区（传统开发模式）和建有部分雨洪调控措施（低影响开发，LID）的区域作为研究区进行了大量的降雨径流及水质实测；在实验室（场）借助人工降雨和配水，测试了多种单项LID技术措施的效果。.模拟了源头及区域尺度的城市雨水径流及污染物迁移转化过程。对一条基于LID 设计的道路进行了雨水径流模拟，通过改变机动车道路面透水性、下凹绿地深度和更换种植土等，提出多种LID设计情景，分析了影响雨水滞蓄减排效果的因素。构建了北京建筑大学校园降雨径流模型，分析不同雨型、不同降雨强度以及不同降雨历时对非点源污染的影响：同一重现期条件下，雨峰位置偏后的雨型污染物总负荷量低于雨峰位置偏前的；在同一雨型的条件下，污染物负荷量与降雨强度呈正相关，降雨强度越大，峰值浓度出现的时间越早；在同一降雨量的条件下，降雨历时较长的降雨其污染物总负荷量较大。.以深圳市光明新区新城公园为例，对模型参数、模型输入和模型结构的不确定性展开了研究，在模型构建、参数率定的基础上，分析了汇水区划分方式、降雨数据这两类模型输入以及模型参数和产汇流模块结构的不确定性对总出水口流量模拟的影响；最后，采用熵值法综合比较了InfoWorks ICM模型输入、参数和结构不确定性分析的结果。.以北京建筑大学西城校区和深圳市光明新区为研究区，定量识别了下凹绿地、雨水花园和雨水桶等LID措施的截污减排效能、经济效能和利用效益，建立了效能识别方法和评价体系，提出了研究区LID措施的优化设计方案，并进行了评价和分析。