海绵城市建设下的雨洪安全分区与径流控制研究

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海绵城市建设是改善城市生态环境、增加社会效益的新型城镇化的发展趋势,其目的是能有效促进雨水资源利用和生态环境保护,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透、净化和利用,对城市环境的可持续发展具有重要意义。本文采用聊城市近50年的日降雨数据和遥感卫星影像,运用长序列法、典型年法、层次分析法等方法,分析了聊城市海绵城市建设的现状条件;探讨了该市市区雨水敏感性与雨洪安全分区;阐明了聊城市海绵城市建设的径流调控目标,结果表明:(1)聊城市存在发展海绵城市的必要性与迫切性。其一,近51年来的降雨量虽然呈现不显著下降趋势,但聊城市降雨量季节分布不均,降雨主要集中在夏秋两季,春季和夏季降雨量呈现不显著上升趋势;占全年降雨量比例较大的中到大雨事件的发生率有增大的趋势,是城市内涝发生的原因之一。其二,该市市区内建筑用地所占面积比例最大,尤其在城市中部和东部形成不透水的“非海绵体”,建筑用地和交通用地的发展,城市不透水面的增加也会诱发内涝。(2)根据雨水敏感性评价分析,聊城市市区可划分为排水为主的排泄区(非海绵体区)、以下渗为主的渗蓄区(半海绵体区)和以蓄排为主的调蓄区(海绵体区)。其中,排泄区雨水敏感度为1~3.4,应加强与调蓄区的联系,将雨水及时外排,提高非海绵体的透水性,增加雨水收集量用于城市用水。渗蓄区雨水敏感度为3.4~4.6,此区域半海绵体具有一定的透水性,因农业用水量大,应发挥区域透水性优势,形成以下渗为主的渗蓄区。调蓄区雨水敏感度为4.6~8.304,敏感性极高,区域内多为天然海绵体,应加强保护,区域透水性最佳,修建蓄水池可增加雨水储存量,天然河道为市内雨水的排放提供条件,海绵措施的布置可更好地发挥调蓄作用。(3)目前土地利用状态下,聊城市市区综合径流系数为0.47,年均径流控制率为91.04%,可控制的年降雨径流量约为7.34×10~6 m~3;采用长序列法得到的75%的年径流总量控制率作为聊城市径流控制目标是聊城市降雨控制和经济合理化的最佳结合点。此目标下,聊城市市区可控制的年降雨径流量为8.08×10~6m~3。其中,以蓄排为主的排水区、以下渗为主的渗蓄区和以排水为主的排泄区的雨水控制目标分别为2×10~5 m~3、2.07×10~5 m~3和3.33×10~5 m~3,各区域采用下凹式绿地、绿色屋顶、透水路面和蓄水池四种海绵城市建设措施后集雨量分别增加2.01×10~5m~3、2.63×10~5m~3和3.45×10~5m~3,能够达到预计集雨目标。
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