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基于模型及在线监测的校园海绵改造项目效果评估
摘要
因城市化进程加快以及气候变化影响加剧，城市的水资源管理日益成为重要话题，城市海绵建设因其取代传统的排水系统而备受关注。然而，如何更好的进行校园海绵改造项目效果评估，成为了当前问题。本文在对校园海绵改造项目进行研究的基础上，提出了基于模型及在线监测的校园海绵改造项目效果评估方法，并通过实例进行验证。
关键词：城市海绵；校园海绵；改造项目；效果评估；模型；在线监测
Abstract
Withtheaccelerationofurbanizationandtheexacerbationofclimatechange,themanagementofurbanwaterresourceshasbecomeanimportanttopic.Urbanspongeconstructionhasattractedattentionbecauseitreplacestraditionaldrainagesystems.However,howtobetterevaluatetheeffectivenessofcampusspongetransformationprojectshasbecomeacurrentproblem.Inthispaper,basedonthestudyofcampusspongetransformationprojects,amethodforevaluatingtheeffectivenessofcampusspongetransformationprojectsbasedonmodelsandonlinemonitoringisproposed,andverifiedthroughexamples.
Keywords：Urbansponge;Campussponge;Transformationproject;Effectivenessevaluation;Model;Onlinemonitoring
1.研究背景
随着城市化进程不断加快，城市的水资源管理面临着严峻挑战。同时，气候变化对城市水资源管理的影响也逐步显现。在这些背景下，海绵城市建设成为了一种备受推崇的城市建设模式。城市海绵建设的核心思想是：通过模拟自然地质地貌特征，吸收雨水，滞留雨水，再渗透过滤，使雨水源头得到集中处理，既成为了城市布局规划的新思路，同时维持城市所需的自然生态平衡。，从而保护城市自然环境。
校园是城市中一个特殊的场所，随着高校水平的提升及建校时间的延长，一些高校的内部已逐渐形成有意义的“湖泊”和“溪流”。而在这些高校内部的建筑，道路和其他硬质化场所形成的密集化面固建设更是加剧了雨水径流的速度和流量，导致了地面的洪涝和水资源的浪费。因此，对校园进行海绵改造成为了当下不可或缺的任务。
2.校园海绵改造项目效果评估方法
2.1基于模型的校园海绵改造项目效果评估
模型是现代科技分析的重要工具，其优势在于可以快速的模拟现实环境下的各类条件及情况，通过建立各种物理各参量间的关联关系，预测实际运行过程中的各类现象，其中建立好的模型可以对校园海绵改造项目的效果评估有着积极的推动作用。常用的建模软件可以选用SWMM、EPANet等，但这些网络模型只适用于单一的水体分析，无法进行多节点区域分析。
因此，针对校园海绵改造项目，建立一套基于三维地形、降雨径流过程的分布式海绵城市模型，可以更加真实直观地对校园进行全方位的仿真模拟。基于该模型，可以有效预测校园各个节点处的雨水汇集时间及流量，使得海绵城市的规划与设计更具科学性和规范性。
2.2基于在线监测的校园海绵改造项目效果评估
海绵城市建设是一种新型的城市发展模式，目前的研究工作大多是理论分析和实地落地的方案探讨，缺少真实有效的操作监管。因此，基于在线监测的校园海绵改造项目效果评估具有实践、方便和时效性等特点。如地下沉淀池的在线监测，一旦监测到装置内的水位过高，可自动开启泄洪口完成雨水排放，提高了海绵城市的服务质量和安全级别，同时将沉淀池水位的明显变化结果反馈给管理人员，避免了短时间内水位过高或排水不畅的情况发生。
3.实例验证及结果分析
以某高校园区为例，对该校园海绵改造项目进行效果评估。首先，建立了基于三维地形、降雨径流过程的分布式海绵城市模型，并根据模型的结果对校园内的涵洞、地下排水管道和是否出现＂积水点＂进行了分析，同时发现校园区域内的沉淀池的存储过程对雨水径流有着显著的缩减作用，可以为后续校园海绵改造项目提供参考。
其次，针对该项目进行了基于在线监测的效果评估。将一个自行研发的在线监测系统部署于该高校园区内，实现了网关的建立和数据采集的模块化。在实际监测过程中，如果传感器监测到校园若干地点的积水情况，就会对监管人员发来警报并进行数据曲线绘制。通过长期的