基于多目标优化与综合评价的海绵城市规划设计

海绵城市源头减排设施已被广泛应用于城市雨水径流削减与污染控制,但仍缺乏一种综合评价方法来实现其科学规划设计.本研究构建了一种基于多目标优化与综合评价相耦合的海绵城市规划设计方法,以建设成本、雨水综合径流系数、污染物综合控制率为目标函数,以源头减排设施建设规模和海绵城市径流控制指标作为边界条件,建立基于快速分类的非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多目标优化模型;然后结合层次分析法对优化解集进行综合指标评价,得出最优化设计方案.利用该方法以研究区A为案例,构建了一套建设成本最小化、水文水质效益最大化的设计方案,并通过海绵城市建设前后的暴雨洪水管理模型（SWMM）,评估最优化方案的降雨径流控制与径流污染控制效果.研究结果表明,海绵城市建设能大幅削减雨水径流量,年径流总量控制率达70.1%;雨水峰值流量削减率超过40%,同时延后径流峰值出现时间;有效降低雨水径流污染,研究区各类污染物综合削减率均超过30%.本文提出的多目标优化与综合评价方法,能够基于特定的目标与需求,针对性提出适合区域发展的海绵建设方案,为海绵城市规划设计提供技术支持.     

海绵城市建设的水质水量控制效果实证研究:以鹤壁试点区为例

首批国家海绵城市试点建设已经完成,有关海绵城市规划与模型模拟的研究也层出不穷,但是对于海绵建设区开展持续监测并进行深入分析的研究较为缺乏,而对于海绵城市实际建设区的水质水量研究是规划建设理论与实践效果差别的唯一检测器,是优化未来海绵城市规划和建设的关键。以河南省鹤壁市国家海绵城市建设试点区为研究对象,开展试点区地表水体与雨水管网的水质水量多年持续监测研究,分析海绵城市建设对地表水主要水质指标和雨水年径流总量控制率的实践作用效果。采用人工监测与设备在线监测相结合的方式,于2015-08—2018-09在海绵城市试点区地表水体10个采样点进行了16次人工采样,共计获得109个地表水样并测定了常规水质。利用试点区内20个雨水管道出口处的流量在线监测设备获得2018-01—12的分钟级流量数据。结果表明:研究区域内波动较大的水质指标为NH₃-N、TN和DO,波动较小的为pH。与海绵城市建设前相比,研究区域的地表水系水质得到改善,试点区该年度的雨水径流总量控制率达到85.7%,满足规划建设要求指标70%。但当实际场次降雨量低于设计雨量23 mm时,仍有雨水外排。不同地块的径流控制率差异明显。以上结果丰富了海绵城市建设的实践研究,可为优化海绵城市的规划与设计建设提供参考。     

南宁市道路初期雨水径流污染物浓度分析

初期雨水污染是雨水径流污染的主要贡献者,掌握初期雨水的污染特征,对于城市雨水处理设施建设尤为重要。以南宁市为例,开展了城市初期雨水径流污染特性分析,旨在为南宁市海绵城市建设以及雨水处理措施提供参考。选取6个采样点的8场降雨,对常规水质指标(COD、NH3-N、TN、TP、SS)进行分析,揭示了降雨过程中污染物的瞬时浓度分布。结果表明:建成区污染物浓度范围和污染物平均水平均明显高于规划区;不同雨型下,雨水初期冲刷效果强弱顺序为暴雨>大雨>中雨>小雨;除小雨外,其他雨型在降雨20 min左右时污染物浓度达到平衡;暴雨情况下,污染物浓度在5 min内降低50%,15 min内70%~80%的污染物随雨水直排或进入城市管网。     

浅析与地下水有关的环境问题

包括地下水在内的自然环境是一个处于动平衡状态的大系统，人们的生产与生活活动，有意识或无意识地干扰了地下水的形成过程，就会破坏地下水的天然平衡，在一定条件下，会导致环境质量的下降，产生诸多环境问题。1过量开采导致资源枯竭随着人口的增长和工农业的发展，人们对水量的需求越来越多，以地下水为水源的城市，需要增加水量时，常常采用增打采水井的简易办法，一些厂矿企业为了自身方便而常常自建供水系统，根本不考虑地下水的补给问题。这种混乱局面会导致长期过量开采地下水，使用水量大大超过补给量，从而消耗了储存资源，造成…     

同沙水库雨水径流污染控制工程方案研究

为了尽快恢复作为备用水源的同沙水库的水质,防止初期雨水径流污染。根据流域面积、用地性质、降雨量,结合相关研究成果,对雨水径流的水量水质进行估算,从而确定雨水径流污染控制工程的处理规模;根据工程用地情况,提出雨水径流污染的拦截、分流、调蓄、处理的技术方案,设计出水水质达到地表IV类水体。为治理同沙水库雨水径流污染提供工程方案。     

城市雨水径流水质特征及处理方法

雨水径流量随着城市化高速发展而高速增长。大气污染物和地表污染物被降水冲洗．其污染威胁不能再被忽视。总所周知,雨水是自然界水循环系统中的重要环节。污染物主要聚集在早期的少量雨量中,雨水径流具备显著的初期冲刷作用。城市径流污染控制和雨水利用系统防治污染主要措施是优化雨水径流水质。笔者根据实际工作经验．本文就城市雨水径流水质特征和处理方法进项阐述。希望对同行工作者有一定的参考价值。     

煤矿开采对地下水环境的影响及保护对策研究

在煤矿建设及煤炭开采过程中,由于顶板冒落、裂隙、断层及采空区等引发地表移动变形,改变了地下水的赋存环境,对地下水水质、水量及补给等产生一定影响.通过对山西某地千万吨级立井开拓矿井井田区域地下水环境现状监测及分析,根据井田构造及水文地质条件等,探讨在建设及开采过程中对地下水环境的影响,并通过研究地下水含水层、补给、径流、排泄等条件以及地下水环境质量现状,结合煤矿建设及开采过程中可能对地下水环境产生的各类影响,分析提出了相应的地下水环境保护对策.     

镇江市雨水收集利用示范工程雨水水质特性研究

以镇江市雨水利用示范工程为研究对象,通过对8场典型降雨雨水取样检测,得出了示范点雨水径流的污染状况和水质特性,分析各种雨水水质变化规律、雨水质量及其主要影响因素,研究各类污染物之间的相关性。结果表明:降雨初期径流污染严重,主要是有机污染物和悬浮物固体污染,雨水中的悬浮物与有机污染物浓度有一定的相关性;在弃去初期雨水后,水质基本满足景观环境再生水水质和城市杂用水水质的控制指标。     

城市雨水调蓄池水质控制效果及其影响因素分析

随着我国城市化进程的加快,城市不透水区域面积急剧增加,导致雨水径流外排总量和峰值流量增加,同时城市区域人类活动带来的道路交通、地表沉积物、空气沉降等污染,最终在雨水径流的冲刷作用下排入受纳水体,对城市排水防涝和水体水质带来了极大的威胁。针对上述问题,雨水调蓄池在城市雨水管理中得到越来越广泛的应用,但目前普遍存在投资大、设计功能单一、利用效率较低等问题。分析了雨水调蓄池内水质变化规律,同时模拟某下凹桥区调蓄池在不同重现期及进水浓度下污染物的变化规律,以期为雨水调蓄池优化运行和实时控制提供参考。     

沈阳市地下水现状及污染防治对策研究

1　沈阳市地下水资源及开发利用状况1 .1　地下水资源状况沈阳市有较好的供水水文地质条件 ,全市地下水埋深较浅 ,易于开采且水质良好 ,地下水补给来源主要是大气降水入渗、河流侧渗、地下径流补给及稻田渠系回归、修建水利工程等。全市多年平均地下水综合补给量为 2 3 .7亿m3,其中降水渗入量占地下水总补给量的 44 .7% ,水田水回归入渗量约占水田总用水量的 30 %— 40 %。多年平均地下水资源可开采量为 1 9.3亿m3,占水资源可利用量的 83 .4% ,由于自 1 999年以来连续遭受干旱 ,2 0 0 1年降水量仅为多年平均值的 65 % ,受大气降水量减少的影…     

茅洲河流域地表水与地下水交互关系模拟和污染联合防治

在茅洲河流域地表水与地下水补排关系定性分析的基础上,建立SWAT和SWAT-LUD模型对流域水的循环转化过程进行数值模拟,定量计算地表水与地下水的交互量并估算污染贡献量。结果显示:2017年地下水排泄补给河水水量为1.6×108 m3,携带的NH₃-N、TP和COD总量分别为0.9×104,0.2×104,1.7×104 t,约占河流总污染指标的3%;地表水侧向补给地下水水量为1.0×106 m3,携带的NH₃-N、TP、COD量分别为11,1.1,510 t,约占地下水补给地表水污染指标总量的2%;洪水泛滥区河水入渗补给地下水水量为6.7×106 m3。基于以上研究,建议采取河道底泥清淤、建设交互带渗透式反应墙、河口建闸、交互带水污染预警与监测等工程措施对茅洲河流域地表水与地下水污染进行联合防治。     

岛屿硬化集水面雨水弃流方案与分质收集策略研究

通过研究海南岛文昌市水泥屋顶和水泥路面上的雨水径流特征,建立了岛屿地区不同硬化集水面的雨水弃流方案和分质收集策略.在降雨初期,水泥路面和水泥屋顶均发生明显的冲刷效应,水泥路面雨水径流污染物浓度远高于水泥屋顶,且不同硬化集水面上前30%雨水中的污染物浓度均高于后70%的雨水.通过与相关水质指标对比得出,水泥屋顶雨水径流可作为饮用水水源,水泥路面雨水径流经处理可作为城市杂用水使用.通过建立雨水径流污染物累积-冲刷经验模型,可计算不同硬化集水面的弃流雨量,并以此为依据制定了弃流方案.以两种典型硬质化集水面径流污染物传输特征、水质特征和弃流方案为基础,分别提出了屋顶雨水收集方案和多种生态方法协同作用的路面雨水收集方案,可为岛屿地区的雨水收集利用方案提供参考依据.     

天津生态城水系统构建与海绵建设技术研究及实践

围绕天津生态城高标准水系统建设目标,分析不同发展阶段的水环境问题与技术需求,全方位开展水系统及海绵城市规划、建设与管理技术研究,创新形成了统筹所有涉水设施的生态城市新型水系统规划模式、耦合大水系构建与全过程灰绿蓝结合的海绵城市规划策略,研发了非常规水多源多功能净化处理技术、景观水体水质保持与生态修复技术、盐碱区域生物滞留设施雨水径流污染控制技术、盐碱影响下的雨水调蓄与利用技术、基于盐渍土改良和耐盐植物群落构建的景观生态改善技术,建立了融合水动力-水质耦合模型、多水源补水优化调度模型和内涝模型的天津生态城水系统智能化管理平台。该技术成果在天津生态城水系统和海绵城市规划、建设与管理中得到应用,实现非常规水利用率超50%、水体水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类,年径流总量控制率>80%,径流污染削减率>65%(以SS计),年雨水资源化利用总量达30余万m3,优化了水资源结构并提高了水资源利用效率,全面改善了天津生态城水环境质量,提升了涉水设施动态联动联控的协同管理水平,为同类型地区水系统和海绵城市高标准建设提供了参考和借鉴。     

粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污效果影响因素研究进展

绿色屋顶作为海绵城市低影响开发措施之一,在实际降雨事件中表现出一定的雨水径流滞蓄截污效果,能有效缓解城市内涝和面源污染的现状。且粗放式绿色屋顶因其对屋顶荷载要求低、后期维护较易、成本低等一系列优点,适合实际工程应用,因此对粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污效果的影响因素进行研究,对今后的工程应用具有一定的实际指导意义。通过综述近几年国内外关于粗放式绿色屋顶雨水径流滞蓄截污影响因素的研究,指出目前进行相关研究的不足之处和对今后的研究与实践提出展望。     

基于SWMM模型的上海市松江国际生态商务区海绵城市建设效果评价

海绵城市建设旨在恢复城市自然调蓄能力,提升生态环境和城市韧性。以上海市松江国际生态商务区为研究区域建立SWMM模型,评估海绵城市建设对区域降雨径流控制和污染负荷控制效果,结果表明:较之传统开发模式,海绵城市建设能够显著滞蓄雨水、降低区域径流总量、削减入河污染负荷,有效减轻区域排涝压力和水环境压力。对于3,5,20,50 a重现期的2 h降雨,海绵城市径流总量分别削减40.8%、39.5%、37.0%、35.8%;对于5 a重现期的2 h降雨,TSS、COD、TN、TP的削减率分别为36.3%、39.4%、32.9%、47.6%。     

湘潭市地表雨水径流污染的特性研究

目前,由于地表雨水径流污染日益严重,造成的损失也越来越大,人们的目光逐渐从传统的点源污染转向面源污染(即非点源污染)。为防止地表雨水径流污染对地表水体的污染,探讨城市地表径流的污染特性,本文对晴天时湘潭市雨湖区道路路面沉积物的粒径分布及污染潜力进行了测试,对雨天时湖南科技大学校园内家属区一道路的雨水径流也进行了测试,旨在为相关部门治理地表污染提供一定的参考与依据。     

城市河道修建中人工水环境污染防治对策研究

在"景观娱乐用水水质标准"规定的基础上,分析人工水环境的类别和污染来源,其污染来源主要包括降雨形成的地表径流、城市合流制管道溢流污染、大气沉降以及微生物作用产生的污染物等,均会对水体造成二次污染。加强污染源防控力度,对初期雨水进行控制以防止城市河道污染,使用生物修复技术改善水质,健全城市河道的管理体制,加强宣传教育工作和执法力度,实现对城市河道修建中人工水环境污染的有效防治,达到美化城市居住环境的最终目标。