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基于SWMM的LID组合措施水文水质模拟效果研究
摘要
低影响开发(LID)技术是一种应对城市化进程中水文水质问题的有效手段。结合SWMM模型，本文研究了不同LID组合措施对城市水文水质的影响。研究结果表明，不同的LID组合措施能够显著减少径流产生和污染输出，各组合措施单独或联合使用具有不同的减排效果，而其中最佳组合方式是散热砖带植草沟。因此，本文的研究结果可以为城市雨水管理提供实践指导和科学依据。
关键词：低影响开发；SWMM模型；LID组合措施；水文水质模拟
Abstract
LowImpactDevelopment(LID)technologyisaneffectivewaytoaddressthehydrologicalandwaterqualityissuesintheprocessofurbanization.ThispapercombinestheSWMMmodeltostudytheimpactsofdifferentLIDcombinedmeasuresonurbanhydrologyandwaterquality.TheresultsshowthatdifferentcombinationsofLIDmeasurescansignificantlyreducerunoffproductionandpollutionoutput.Eachcombinationofmeasureshasdifferentpollutantreductioneffectswhenusedaloneorincombination.Thebestcombinationisthepermeablepavementwithgrassswale.Therefore,theresearchresultscanprovidepracticalguidanceandscientificbasisforurbanstormwatermanagement.
Keywords:LowImpactDevelopment;SWMMmodel;LIDcombinedmeasures;hydrologicalandwaterqualitysimulation
引言
随着城市化进程的加速和城市建设的规模不断扩大，城市雨洪排放问题愈发凸显。传统的HRU（HydrologicResponseUnit，水文响应单元）基础下的治理方式已经难以满足城市化进程中的要求。针对这一问题，低影响开发(LID)技术应运而生。
LID技术是一种可持续链接自然与城市环境的优化策略，它通过模拟降雨的自然入渗，延缓径流产生，改善水质，减少峰值径流并缓解洪涝灾害。LID技术的核心思想是在源头处对降雨进行处理，通过一系列的工程措施，对城市的雨水进行收集、储存、过滤和利用，使其更好地融入自然环境中，降低城市化进程中水文水质问题的影响。
LID技术的有效性需要通过实际应用和科学研究来证明。在不同的城市环境条件下应用不同的LID措施，对城市环境的改善及其经济效益有着重要意义。因此，本文基于SWMM模型，研究了不同的LID组合措施对城市水文水质的影响。
材料与方法
1.1模型简介
SWMM模型是一种基于水动力学原理的城市水文模型，它可以模拟城市雨洪排放影响。在该模型中，通过将城市区域分割为HRU，对城市降雨的产生、转化和流失过程进行了模拟，从而实现了对城市雨水排放的有效管理。
1.2研究区域
本文研究区位于某城市的某小区，包括道路、停车场、草坪、住宅区和商业区等多种土地利用类型。
1.3建立模型
由于LID技术是一种有效的雨水管理手段，本文依据模拟分析的思路，选取了六种常见的LID技术进行模拟。LID技术包括绿色屋顶、散热砖、雨水花园、湿地、渗水管和植草沟。同时，考虑到不同的组合措施可能会对结果产生影响，因此在建立模型时，我们还选取了不同的LID组合措施，共计10种组合形式。采用SWMM模型5.01版本开展水文水质模拟研究。
1.4模拟方案
假设雨量为设计雨量，降雨历时为180分钟。采用50年一遇设计雨量作为设计雨量。对于不同的LID组合措施，我们考虑了累积径流量和总负荷的减排效果，数据指标选用了德比-修意度方法。
结果与分析
2.1单项效果模拟
通过单项效果模拟，我们发现，不同的LID单项措施对决定水文水质效果有显著影响。其中，与对照组相比，绿色屋顶能够减少径流量20.05%、COD（ChemicalOxygenDemand）负荷38.09%和TSS(TotalSuspendedSolids)负荷40.75%，散热砖能够减少径流量26.33%、COD负荷34.26%和TSS负荷38.87%，雨水花园能够减少径流量29.31%、COD负荷44.62%和TSS负荷44.88%。湿地比其他措施减排效果要