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基于低影响开发的校园雨水管理探讨——以福州某旧校区为例

日期:2023年04月13日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:321
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202304081013088807 论文字数:52422 所属栏目:项目管理论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇项目管理论文,本文通过低影响开发理念与SWMM软件构建雨水管理模型,并且依据研究区域内的现实情况进行了详细的分析。

第1章绪论

1.1研究背景

城镇化改造进程提速,城镇化比率不断扩大,城市人口增加,城市化是农村人口向城市集聚和郊区农村向城市转型的过程[1]。城镇化的目的是通过城市优质资源多方面再次配置,实现农村生活和生产方式的转变,提高居民的生产和生活条件[2]。但随着城镇化的发展,伴随的问题也逐渐突显[3]。因规划不足、设施设备破旧损坏以及自然灾害频发等原因,加之城镇区域道路铺砖、下垫面硬化的面积比率扩大,导致原有的雨水径流、水体保持、水文循环等遭到破坏,随之带来一系列城市内部积水、内河恶臭、水环境变差、水资源浪费等问题[4]。甚至国内有些城市每逢强降雨都会陷入内涝状态,但是却又处于水资源不足的境遇[5]。

校园属于一座城市,而老旧校区多处于城市的中心区域,原先校园粗犷的建设方式已经不适用于当今的校园发展,尤其是原先的雨水管理模式[6]。本文就是在这样的背景条件下,通过对老旧校区低影响开发技术(LID)改造分析,构建SWMM模型进行模拟研究,从而完善校区内的雨水管理。

1.1.1水资源利用概况

(1)城市内涝与水资源危机

我们国家的人均用水低于世界人均水平,从统计的数据上来分析,我们国家可供利用的水资源处于严重不足的情况[7]。根据《中国水资源评价》中的数据来看,我国多年平均水资源量大约为两万八千多亿立方米,而地表径流量为两万七千多亿立方米,位居世界第[8]。众所周知,我国水资源人均低于世界水平,按二十世纪末国内人口总量估算,可供人均支配的水资源量不足两千两百立方米,仅相当于世界人均拥有量的四分之一,居106位[9]。而国内水资源空间分布又极度的不均衡,体现为南多北少,又因为季节性原因体现为夏多冬少,这些原因都导致了水资源危机的不断加剧[10]。并且,因为国内城镇化的发展,工业园区的建立等因素,导致生活用水、工业用水也逐年递增,水资源紧张的问题不仅仅处于北方的城市[11]。据统计,全国六百多座城市中有四百多个城市处于缺水的状态,并且有些城市处于较为严重的缺水状态,多达一百一十座城市,日缺水量达一千六百万立方米,其中14个沿海开发城市中就有9个严重缺水[12]。

1.2研究目的和意义

1.2.1研究目的

校园环境的提升有助于师生在校开展教学活动,将老旧校区通过低影响开发,不仅能改善校园景观,满足休闲娱乐之外,还能解决校园积水等问题,有助于提升校园整体满意度。通过对雨水的有效管理,高效利用雨水资源,解决暴雨天气校园内涝的痛点问题。

本文选取福州某该旧校区为具体研究例子,结合福州降雨、环境、气候等实际情况以及根据低影响开发理念,对校区内的雨水管理提出了具体的要求,通过SWMM模型的构建,分析地面的雨水排放径流、校区内雨水管道超负荷情况以及管道节点的溢流情况进行总结归纳,并将污染物的模拟的浓度变化进行了分析,提出了适合该校区的低影响开发模式。通过分析进一步提出整改措施,针对雨水利用及排放要求,为重点区域的校园雨水管理改造方案提出了切实可行的理论基础。

1.2.2研究意义

随着我们国家海绵城市理念的提出,各种政策的完善,其中低影响开发建设技术水平也不断提升。虽说海绵城市改造工程在全国已经开展了一段时间,但对于高校尤其是高校的该旧校区低影响开发的改造研究相对较少。高校该旧校区因为建造时间已久,存在前期规划不足以及设施设备老化等问题,强降雨天气容易导致校园积水。许多高校的该旧校区依然属于教书育人的主要场所,运用低影响开发技术手段,对老旧校区实行再次开发改造,满足师生对校园环境与自然融为一体的和谐与自在。

本文将研究区域限定在该旧校区,通过国内外的文献资料分析与总结,结合该校区实际情况,运用低影响开发技术(LID)设施,通过SWMM模型模拟,为国内研究老该旧校区的低影响开发提供借鉴,为校园的雨水管理提供参考。

第2章国内外相关研究综述

2.1国内外雨水管理研究现状分析

2.1.1国外雨水管理发展现状

十九世纪工业化的快速发展使得城镇化的进程进一步提速,尤其是以现在的欧美国家为主,对于城市化快速扩张导致的雨水管理问题不断凸显[26]。对于西方国家而言,传统的雨水管理主要是以雨水的快速排放为主要目的,从而避免导致城市内涝的出现。但是随着时间的推移,一直到七十年代到八十年代之间,雨水快速排放的弊端终于体现出来[27]。

专家学者通过观察发现,雨水快速排放导致一个严重的问题,那就是河道、湖水以及地下水等水质遭受到严重的污染,水质情况每况越下。诸多专家学者进行分析之后得出了一个主要的因素便是雨水在形成径流流经的区域,遭受到了不同程度的污染,导致汇集的雨水引发了不同程度的水质下降。二十世纪七十年代,澳大利亚政府的专家学者调研了150份的雨水年径流排放的水质情况检测报告,分析的结果表明,随着雨水径流的区域扩大,雨水中含有的污染物也逐渐增多,这些被污染过的雨水汇集的地方,也会造成水体的二次污染。这些被污染过的水资源,若是被人们使用,会对健康造成不同程度的影响。随后十年,美国也加入到了雨水径流排放影响调查,根据收集的数据进行研究分析,证实了雨水污染造成的影响,在1987年发布了《雨水径流效应对区域水质的管理办法》[28]。同一年间,加拿大政府根据各国雨水径流排放的调查结果,同样提出了人口规模效应对雨水排放的水质影响呈现正相关性,并提出了雨水排放管理减缓径流污染的办法,并且将雨水排放过程中可以用于检测雨水污染情况的设备安置在了城市化中心区域,随后将雨水实施径流管理列入到法律法规当中[28]。在诸多国家都考虑到城市化进程的中,雨水径流造成水体二次污染的情况逐步的被重视起来,研究的方式和内容也越来越多样化,所以诸如雨水花园、生物植草沟、绿色屋顶、透水铺装等雨水管理措施应用到后开发的城市化建设中,这对于雨水的有效管理有了一定的提升[29]。

2.2低影响开发技术(LID)

低影响开发的英文全称为Low Impact Development,简称LID[48]。该项技术是通过模拟生态环境改造技术手段,通过不同的技术措施把降雨的全过程进行有效控制,尤其是注重雨水地表径流的源头管理效果,从而达到减少雨水在地面形成径流,延迟雨水径流的洪峰以及缩短雨水径流的洪峰过境时间[49]。并且,通过低影响开发,可以有效的缓解区域内的面源污染情况,对研究区域内的雨水进行过滤和净化,尽可能的收集和利用雨水的较为现代化的雨水管理方式。低影响开发最为主要的目标是从面源污染的源头对污染物进行有效控制,并且对暴雨径流的洪峰和总量进行有效缓解,不改变场地内已存的水文循环过程,最终对暴雨径流系数、面源污染等多项指标的控制和管理[50]。

低影响开发的技术手段包括前期的用地设计、景观设计、水系分析以及综合管理手段,在建设过程中通过设置不同的雨水管理措施,例如生态植草沟、雨水花园、透水路面、绿色屋顶等[51]。并且,低影响开发最主要的应用场所在于针对降雨量并非很大的降雨过程,如果遇到连续的强降雨,对于雨洪的控制效果会相对不那么理想[52]。

项目管理论文怎么写

第3章低影响开发(LID)基础设施......................................18

3.1低影响开发(LID)的基础设施种类...............................18

3.1.1蓄水系统........................................18

3.1.2下渗系统..................................19

第4章构建基于SWMM的低影响开发模型....................29

4.1 SWMM建模理论基础............................29

4.1.1 SWMM主要功能模块...............................29

4.1.2子汇水区域概化及模拟..........................30

第5章研究区域模型基础数据分析.........................42

5.1旧校区基础数据分析............................42

5.1.1研究区域地理位置...................................42

5.1.2气候数据分析........................................43

第6章SWMM模型构建与校区雨水管理方案

6.1雨水管理研究区域参数概化

上一章节已经对校区内的基础情况进行了详细的分析,并且划分了27个子汇水区域,每个子汇水区域的具体参数也进行了相应的设定,例如雨水管道、子汇水区域的面积、降雨情况等。本章节就是通过对上一章节的数据进行相关参数的设定,使得构建的SWMM雨水管理工程模型是基于现实的基础,得到的模拟结果才能符合现实方案的设计,满足于后期的施工要求。

6.1.1构建SWMM工程模型

根据早期的规划设计情况,利用校区的平面图、测绘的管网图以及早期的规划设计图纸等,结合已有的信息设计出模型。利用校区的地理环境和现有的雨水管道布设,通过较小的雨水管道改造措施,达到研究的效果。根据实际情况,可以把场地划分为J1-J27共计27个子汇水分区,每个子汇水区域根据小区域内的场地类型,充分利用已有的排水模式、地形以及水系等,通过设置最短的距离或者依靠重力等方式排入到就近的水系。同时,通过高水高排、低水低排等方式,避免将地势高的水系、低洼处水系以及易于排水的地段划分到同一个子汇水区域内。

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第7章结语

本文通过低影响开发理念与SWMM软件构建雨水管理模型,并且依据研究区域内的现实情况进行了详