基于城市化的BMPs/LID联合调控研究

Best management practices and Low impact development practices offer a new approach to solove the stormwater problems caused by urbanization. Considering the importance of urban residential area in generating runoff in urban area, this research is conducted to study the fesability of applying integrated BMPs/LID and simulation in a typical new residential area in Zhumadian city, Henan Province. Using SWMM, we attempt to simulate the different urbnization degree responses to rainfall events with different return periods and types. A 50-year rainfall series is used to eavulate the long term response. Based on the numerical simulation results and monitoring data, a performances database related to runoff volume control and pollutants removal of BMPs and LID will be built. Based on the idea of sources infiltration and end control, the rainfall system is composed of yard system, group system and community system to study the feability of integrated application of BMPs/ LID control. The improved hydrological model will be developed to simulate the surface runoff and groundwater movement for the integrated application of BMPs/LID. It is a key scientific research in studying urbanzition hydroligcal impact, which has obvious theoretical and practical meanings in improving the problems caused by urbanization and promoting a healthy hydrological cicrulation in urban area.

最优化管理措施(BMP)和低影响开发（LID）措施为解决我国城市化所带来的雨洪问题提供了新思路。鉴于城市居民社区在城市区域产流的重要地位，本研究以位于河南省驻马店市一个新兴的典型城市化社区为例，研究 BMPs/LID联合调控实施的可行性及水文调控性能模拟。基于SWMM模型，模拟不同城市化水平对不同重现期、不同降水类型及长期降水序列的水文响应。分别对各典型BMPs和LID措施利用数值模型模拟其水分运动规律，探讨其径流调控机理，并根据监测值，建立水质水量调控功能数据库。基于源头调控和末端消纳的理念，将整个社区的雨洪调控系统分为庭院设施、组团设施和社区设施三个层次，进行城市社区BMPs/LID联合调控的可行性分析。利用改进的水文模型对社区BMPs/LID联合调控的地表径流和地下水运动进行模拟，探讨BMPs/LID调控措施对水文过程的影响。本研究是城市化水文效应及解决方法的关键科学问题，对于改善城市雨洪问题、促进良性水文循环具有重要意义。

最优化管理措施(BMP)和低影响开发（LID）措施为解决我国城市化所带来的雨洪问题提供了新思路。鉴于城市居民社区在城市区域产流的重要地位，本研究以位于河南省驻马店市一个新兴的典型城市化社区为例，研究BMPs/LID联合调控实施的可行性及水文调控性能模拟。基于SWMM模型，模拟不同城市化水平对不同重现期、不同降水类型及长期降水序列的水文响应，研究结果表明：城市化对洪峰流量的响应幅度是随着降水量的增大而逐渐增大的，对径流系数和径流量的响应幅度随着降水重现期的增大逐渐减小；城市化对径流量的改变占主导地位，而较大重现期的降水是产生较大洪峰流量的主要原因。分别对各典型BMPs和LID措施利用数值模型模拟其水分运动规律，探讨其径流调控机理，研究结果表明与各措施的设计要素无关，决定其调控性能最主要的因素本质上为其“有效容积”，即各措施所能容纳的水量。当降水强度超出研究区的天然土壤入渗速率时，不管各措施的具体构造如何，多余的水量必然会储存在措施内部，这一部分水会依据构造的不同进行入渗或排出；超出其“有效容积”所容纳的水量将会直接形成地表径流。基于源头调控和末端消纳的理念，将整个社区的雨洪调控系统分为庭院设施、组团设施和社区设施三个层次，其中庭院雨水花园设施系统是社区雨水设施系统的最微小单元，由集流系统、储流系统、径流系统及渗流系统组成，并在此基础上进行城市社区BMPs/LID联合调控的可行性分析，研究结果表明：BMPs/LID联合调控措施的应用具有显著效果。对于1年重现期的降水，洪峰流量消减了约61.3%，径流总量消减了57.5%，对于重现期为2年的降水而言，LID措施的采取使得洪峰流量消减了约58.99%，径流总量消减了51.5%。。本研究是城市化水文效应及解决方法的关键科学问题，对于改善城市雨洪问题、促进良性水文循环具有重要意义。