[发明专利]基于LID措施的城市雨水径流调控方法

说明书

本发明公开了一种基于LID措施的城市雨水径流调控方法，包括：步骤1：使用拉格朗日插值法获取开发前径流系数；利用暴雨管理模型中LID控制编辑模块，获取LID措施参数取值范围；再根据设计需要调整表面层、路面层、土壤层、蓄水层和暗渠的参数；步骤2：划分子汇水区域，形成以主干河流为中心的一级汇水区域，根据细化的DEM图划分二级汇水区；再根据排水设施空间的分布情况，形成三级汇水区域；步骤3：执行水文过程模拟；步骤4：执行水力过程模拟。

技术领域

本发明涉及雨水管理技术，具体涉及一种基于低冲击开发(Low ImpactDevelopment， LID)措施的城市雨水径流调控方法。

背景技术

目前，我国大多数城市的雨水排水系统依照传统雨水排水设计方法建造。传统的城市雨水排水设计多采用快速排出雨水的方式，在短期内保证了城市雨水排水系统安全。但是，随着城市化水平的提高，城市不透水面积比例逐年增加，传统设计方式下的重现期水平已不能满足现代城市的雨水排水需求。尤其是特大暴雨发生时，对短时间内汇集的大量雨水，缺乏有效的、及时的排水方式是造成城市排水系统瘫痪和内涝的根本原因。我国人均水资源拥有量比较匮乏，但污染轻，水量大的雨水资源的利用率却很低。此外，雨水对地面的快速冲刷和排放又会为区域水环境带来严重的面源污染问题。

以上现象暴露出我国现有的城镇排水系统存在以下问题。第一，排水管网等基础市政工程的设计、建设标准普遍较低，目前我国省会以上城市的排水标准一般只有一年一遇到两年一遇，其它城市的排水标准更低；第二，近年来，我国城市化进程明显加快，随之而来的是城市的急速扩张，随着市区的扩张，房屋建筑更加密集，混凝土铺盖的不透水面积不断增加，而地表植被和坑塘不断减少，致使地表的持水、滞水及渗透能力减弱，暴雨来临时产汇流时间缩短，地表及河道径流量增大，内涝灾害加剧；第三，目前的城市排水系统只关注将雨水资源尽快排走，未考虑雨水的面源污染控制以及雨水资源的利用。由此可见，改变现有的我国传统的城镇排水系统的设计和建设理念，以期达到防治城市内涝、利用雨水资源和控制面源污染的目标具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是基于LID技术的城镇可持续排水系统(Sustainable UrbanDrainage System，SUDS)的研究，从城市区域的雨水管理出发，针对城市区域高不透水率，低可开发空间的特点，采用LID技术措施作为雨水径流进入排水管网前的源头控制措施，提出基于LID措施的城市雨水径流调控方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种基于LID措施的城市雨水径流调控方法，包括：

步骤1：使用拉格朗日插值法获取开发前径流系数

首先利用暴雨管理模型(Storm water management model，SWMM)中LID控制编辑模块，获取LID措施参数取值范围；再根据设计需要调整表面层、路面层、土壤层、蓄水层和暗渠的参数；

然后利用SWMM接收降雨数据，模拟水流在地表的运动，模拟水流和污染物的传输迁移过程；

步骤2：划分子汇水区域

按照待模拟的城市实际汇流情况将研究区域划分为若干子汇水区域，形成以具有实际汇水能力的主干河流为中心的一级汇水区域；在一级汇水区内，将影响汇流途径的因子信息融入进数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)图，再根据细化的DEM图进行二级汇水区划分，从而形成二级汇水区；在二级汇水区内，根据排水设施空间的分布情况，利用Voronoi图进行三级划分，从而形成三级汇水区；

使用DEM图作为输入数据，通过空间分析(Spatial Analyst)组件根据DEM中栅格的水流方向，确定下游栅格中汇流的积累量来模拟水流在重力作用下汇集产生径流的过程来完成对汇水区域的划分；

步骤3：执行水文过程模拟