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Modeling the effects of green infrastructure on storm water runoff reduction at community scale

社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究



全 文 :第 猿远 卷第 远 期
圆园员远年 猿月
生 态 学 报
粤悦栽粤 耘悦韵蕴韵郧陨悦粤 杂陨晕陨悦粤
灾燥造援猿远袁晕燥援远
酝葬则援袁圆园员远
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
基金项目院国家野十二五冶科技支撑计划项目渊圆园员圆月粤悦员猿月园源冤曰 国家自然科学基金渊源员圆苑员缘园员冤
收稿日期院圆园员源鄄园愿鄄员圆曰 摇 摇 网络出版日期院圆园员缘鄄园苑鄄圆怨
鄢通讯作者 悦燥则则藻泽责燥灶凿蚤灶早 葬怎贼澡燥则援耘鄄皂葬蚤造院 憎责糟澡藻灶岳 则糟藻藻泽援葬糟援糟灶
阅韵陨院 员园援缘愿源远 辕 泽贼曾遭圆园员源园愿员圆员远园源
刘文袁 陈卫平袁 彭驰援社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究援生态学报袁圆园员远袁猿远渊远冤院员远愿远鄄员远怨苑援
蕴蚤怎 宰袁 悦澡藻灶 宰 孕袁 孕藻灶早 悦援酝燥凿藻造蚤灶早 贼澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 燥灶 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 葬贼 糟燥皂皂怎灶蚤贼赠 泽糟葬造藻援粤糟贼葬 耘糟燥造燥早蚤糟葬 杂蚤灶蚤糟葬袁圆园员远袁猿远
渊远冤院员远愿远鄄员远怨苑援
社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究
刘摇 文袁 陈卫平鄢袁 彭摇 驰
中国科学院生态环境研究中心 城市与区域生态国家重点实验室袁北京摇 员园园园愿缘
摘要院当前快速的城市化进程导致了城市地区内涝事件频繁发生遥 绿色基础设施是减轻城市洪涝的有效措施之一遥 杂宰酝酝
渊杂贼燥则皂 宰葬贼藻则 酝葬灶葬早藻皂藻灶贼 酝燥凿藻造冤 等模型的复杂性使得规划管理者对模型的操作和应用存在困难袁而且缺乏对绿色基础设施径
流消减机制的展现遥 目前的研究中袁比较单个与综合绿色基础设施配置径流消减效果的研究相对较少遥 基于水量平衡和城市
水文过程袁开发了社区尺度绿色基础设施消减作用的暴雨径流模型袁并以北京市一典型社区为例袁模拟研究了一年一遇和五年
一遇两种暴雨条件下不同绿色基础设施配置对暴雨径流流量和峰值的消减效率遥 结果表明院用两场野外监测的降雨和径流数
据验证模型得到的决定系数分别为 园援远愿和 园援苑员袁纳什效率系数分别达到 园援怨怨和 园援怨远袁表明模型是可靠的遥 在一年一遇和五年
一遇两种暴雨条件下袁将常规绿地改造成 缘 糟皂深度的下凹式绿地袁径流量分别减少了 愿援圆猿豫和 圆猿援猿园豫袁径流峰值分别减少了
圆园援猿员豫和 圆怨援员员豫曰在建造 猿园园 皂猿调蓄池的情景下袁径流量分别减少了 愿源援怨园豫和 圆园援怨苑豫袁径流峰值分别减少了 愿愿援怨怨豫和园援员园豫曰
在 缘园豫的不透水地表铺装透水砖情景下袁径流量分别减少了 源远援缘员豫和 猿愿援缘圆豫袁径流峰值分别减少了 猿怨援怨远豫和 猿缘援源愿豫遥 猿种绿
色基础设施都可以较好的消减社区暴雨径流袁但是随着暴雨强度的增强袁下凹式绿地的消减效果略增强袁调蓄池的消减效果变
差袁透水砖铺装的消减效果较稳定遥 综合 猿种措施对暴雨径流具有显著消减效果袁可以 员园园豫消减一年一遇暴雨产生的径流袁在
五年一遇设计暴雨条件下袁分别消减 苑缘援源苑豫的总径流量和 远源援缘圆豫的径流峰值遥
关键词院绿色基础设施曰暴雨径流曰下凹式绿地曰调蓄池曰透水砖铺装曰社区
酝燥凿藻造蚤灶早 贼澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 燥灶 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 葬贼
糟燥皂皂怎灶蚤贼赠 泽糟葬造藻
蕴陨哉 宰藻灶袁 悦匀耘晕 宰藻蚤责蚤灶早鄢袁 孕耘晕郧 悦澡蚤
杂贼葬贼藻 运藻赠 蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 枣燥则 哉则遭葬灶 葬灶凿 砸藻早蚤燥灶葬造 耘糟燥造燥早赠袁 砸藻泽藻葬则糟澡 悦藻灶贼藻则 枣燥则 耘糟燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽袁 悦澡蚤灶藻泽藻 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 杂糟蚤藻灶糟藻泽袁 月藻蚤躁蚤灶早 员园园园愿缘袁 悦澡蚤灶葬
粤遭泽贼则葬糟贼院 砸葬责蚤凿 怎则遭葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 澡葬泽 早则藻葬贼造赠 糟澡葬灶早藻凿 贼澡藻 怎灶凿藻则造赠蚤灶早 泽怎则枣葬糟藻袁 则藻泽怎造贼蚤灶早 蚤灶 枣则藻择怎藻灶贼 枣造燥燥凿泽 葬灶凿 憎葬贼藻则造燥早早蚤灶早 蚤灶
怎则遭葬灶 葬则藻葬泽 葬灶凿 糟葬怎泽蚤灶早 藻灶燥则皂燥怎泽 藻糟燥灶燥皂蚤糟 凿葬皂葬早藻 葬灶凿 造燥泽泽 燥枣 造蚤枣藻援 韵枣 贼澡藻 蚤灶灶燥增葬贼蚤增藻 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 皂葬灶葬早藻皂藻灶贼 泽贼则葬贼藻早蚤藻泽袁
早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 渊郧陨冤袁 憎澡蚤糟澡 怎泽藻泽 增藻早藻贼葬贼蚤燥灶袁 泽燥蚤造泽袁 葬灶凿 灶葬贼怎则葬造 责则燥糟藻泽泽藻泽 贼燥 皂葬灶葬早藻 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 葬灶凿 糟则藻葬贼藻 澡藻葬造贼澡蚤藻则
怎则遭葬灶 藻灶增蚤则燥灶皂藻灶贼泽袁 澡葬泽 责则燥增藻凿 贼燥 遭藻 葬灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻 皂藻葬泽怎则藻 贼燥 皂蚤贼蚤早葬贼藻 怎则遭葬灶 枣造燥燥凿蚤灶早援 栽澡藻 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻灶藻泽泽 燥枣
早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 枣葬糟蚤造蚤贼蚤藻泽 怎灶凿藻则 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 泽糟藻灶葬则蚤燥泽 糟葬灶 遭藻 泽蚤皂怎造葬贼藻凿 遭赠 皂葬贼澡藻皂葬贼蚤糟葬造 皂燥凿藻造泽援 匀燥憎藻增藻则袁 糟燥皂责造藻曾 皂燥凿藻造泽
造蚤噪藻 贼澡藻 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 皂葬灶葬早藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造 葬则藻 凿蚤枣枣蚤糟怎造贼 枣燥则 责造葬灶灶藻则泽 葬灶凿 皂葬灶葬早藻则泽 贼燥 燥责藻则葬贼藻 葬灶凿 葬责责造赠援 云怎则贼澡藻则皂燥则藻袁 贼澡藻赠 葬则藻
蚤灶葬凿藻择怎葬贼藻 蚤灶 凿藻皂燥灶泽贼则葬贼蚤灶早 贼澡藻 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 皂藻糟澡葬灶蚤泽皂泽 燥枣 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻援 粤造贼澡燥怎早澡 贼澡藻 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻 燥枣 早则藻藻灶
蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 蚤灶 皂蚤贼蚤早葬贼蚤灶早 怎则遭葬灶 枣造燥燥凿蚤灶早 澡葬泽 遭藻藻灶 藻曾贼藻灶泽蚤增藻造赠 蚤灶增藻泽贼蚤早葬贼藻凿袁 枣藻憎 泽贼怎凿蚤藻泽 澡葬增藻 葬贼贼藻皂责贼藻凿 贼燥 藻曾葬皂蚤灶藻 葬灶凿
糟燥皂责葬则藻 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻灶藻泽泽 遭藻贼憎藻藻灶 蚤灶贼藻早则葬贼藻凿 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 葬灶凿 泽蚤灶早造藻 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 枣葬糟蚤造蚤贼蚤藻泽 怎灶凿藻则
凿蚤枣枣藻则藻灶贼 泽贼燥则皂 则藻糟怎则则藻灶糟藻 责藻则蚤燥凿泽援 陨灶 贼澡蚤泽 泽贼怎凿赠袁 葬 糟燥皂皂怎灶蚤贼赠鄄泽糟葬造藻 泽蚤皂怎造葬贼蚤燥灶 皂燥凿藻造 遭葬泽藻凿 燥灶 憎葬贼藻则 遭葬造葬灶糟藻 葬灶凿 怎则遭葬灶
澡赠凿则燥造燥早蚤糟葬造 责则燥糟藻泽泽藻泽 憎葬泽 凿藻增藻造燥责藻凿 贼燥 择怎葬灶贼蚤枣赠 贼澡藻 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼 燥枣 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 燥灶 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 则怎灶燥枣枣援 粤 贼赠责蚤糟葬造
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
糟燥皂皂怎灶蚤贼赠 蚤灶 月藻蚤躁蚤灶早 憎葬泽 泽藻造藻糟贼藻凿 葬泽 葬 糟葬泽藻 泽贼怎凿赠 贼燥 葬泽泽藻泽泽 贼澡藻 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻灶藻泽泽 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻
糟燥灶枣蚤早怎则葬贼蚤燥灶泽袁 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 增燥造怎皂藻 葬灶凿 责藻葬噪 枣造燥憎 燥枣 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 则怎灶燥枣枣 怎灶凿藻则 员鄄赠藻葬则 葬灶凿 缘鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂 藻增藻灶贼泽援 云燥怎则
泽糟藻灶葬则蚤燥泽 燥枣 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 糟燥灶枣蚤早怎则葬贼蚤燥灶 憎藻则藻 糟燥灶泽蚤凿藻则藻凿袁 灶葬皂藻造赠院 糟燥灶增藻则贼蚤灶早 贼燥 糟燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 造葬灶凿曰 糟燥灶泽贼则怎糟贼蚤灶早 葬
泽贼燥则葬早藻 责燥灶凿曰 糟燥灶增藻则贼蚤灶早 贼燥 责燥则燥怎泽 遭则蚤糟噪 责葬增藻皂藻灶贼曰 葬灶凿 糟燥皂遭蚤灶蚤灶早 贼澡藻 责则藻增蚤燥怎泽 贼澡则藻藻 皂藻葬泽怎则藻泽援 云蚤藻造凿鄄皂燥灶蚤贼燥则藻凿 则怎灶燥枣枣 凿葬贼葬
燥枣 贼憎燥 则葬蚤灶 藻增藻灶贼泽 憎藻则藻 怎泽藻凿 贼燥 增葬造蚤凿葬贼藻 贼澡藻 皂燥凿藻造援 栽澡藻 增葬造蚤凿葬贼蚤燥灶 则藻泽怎造贼泽 赠蚤藻造凿藻凿 凿藻贼藻则皂蚤灶葬贼蚤燥灶 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼泽 燥枣 园援远愿 葬灶凿 园援苑员
则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 枣燥则 贼澡藻 贼憎燥 则葬蚤灶 藻增藻灶贼泽袁 憎澡蚤造藻 贼澡藻 晕葬泽澡鄄杂怎贼糟造蚤枣枣藻 藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟蚤藻泽 憎藻则藻 园援怨怨 葬灶凿 园援怨远 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠袁 蚤灶凿蚤糟葬贼蚤灶早 贼澡葬贼
皂燥凿藻造 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻 憎葬泽 泽葬贼蚤泽枣葬糟贼燥则赠 葬灶凿 则藻造蚤葬遭造藻援 云燥则 贼澡藻 泽糟藻灶葬则蚤燥 燥枣 糟燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 泽责葬糟藻 憎蚤贼澡 缘 糟皂 凿藻责贼澡袁 则怎灶燥枣枣 增燥造怎皂藻
憎葬泽 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 愿援圆猿豫 葬灶凿 圆猿援猿园豫 葬灶凿 责藻葬噪 枣造燥憎 憎葬泽 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 圆园援猿员豫 葬灶凿 圆怨援员员豫 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 枣燥则 员鄄赠藻葬则 葬灶凿 缘鄄赠藻葬则
泽贼燥则皂 藻增藻灶贼泽援 云燥则 贼澡藻 猿园园 皂猿 泽贼燥则葬早藻 责燥灶凿 泽糟藻灶葬则蚤燥袁 则怎灶燥枣枣 增燥造怎皂藻 憎葬泽 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 愿源援怨园豫 葬灶凿 圆园援怨苑豫 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 枣燥则
员鄄赠藻葬则 葬灶凿 缘鄄赠藻葬则 藻增藻灶贼泽袁 憎澡蚤造藻 责藻葬噪 枣造燥憎 憎葬泽 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 愿愿援怨怨豫 葬灶凿 园援员园豫 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 云燥则 贼澡藻 泽糟藻灶葬则蚤燥 蚤灶 憎澡蚤糟澡 缘园豫
燥枣 蚤皂责藻则增蚤燥怎泽 泽怎则枣葬糟藻 葬则藻葬 憎葬泽 皂燥凿蚤枣蚤藻凿 贼燥 责燥则燥怎泽 遭则蚤糟噪 责葬增藻皂藻灶贼袁 则怎灶燥枣枣 增燥造怎皂藻 憎葬泽 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 源远援缘员豫 葬灶凿 猿愿援缘圆豫袁 葬灶凿
责藻葬噪 枣造燥憎 憎葬泽 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 猿怨援怨远豫 葬灶凿 猿缘援源愿豫 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 枣燥则 员鄄赠藻葬则 葬灶凿 缘鄄赠藻葬则 藻增藻灶贼泽援 栽澡藻泽藻 则藻泽怎造贼泽 蚤灶凿蚤糟葬贼藻 贼澡葬贼 藻葬糟澡 燥枣
贼澡藻 贼澡则藻藻 枣葬糟蚤造蚤贼蚤藻泽 泽澡燥憎藻凿 早燥燥凿 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻灶藻泽泽援 宰蚤贼澡 蚤灶糟则藻葬泽藻凿 则葬蚤灶枣葬造造 蚤灶贼藻灶泽蚤贼赠袁 贼澡藻 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻灶藻泽泽
燥枣 糟燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 泽责葬糟藻袁 泽贼燥则葬早藻 责燥灶凿袁 葬灶凿 责燥则燥怎泽 遭则蚤糟噪 责葬增藻皂藻灶贼 憎葬泽 泽造蚤早澡贼造赠 藻灶澡葬灶糟藻凿袁 凿藻糟则藻葬泽藻凿袁 葬灶凿 则藻造葬贼蚤增藻造赠 泽贼葬遭造藻
则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 栽澡藻 蚤灶贼藻早则葬贼藻凿 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 糟燥灶枣蚤早怎则葬贼蚤燥灶 泽糟藻灶葬则蚤燥 泽澡燥憎藻凿 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼泽袁 憎蚤贼澡 员园园豫
则藻凿怎糟贼蚤燥灶 燥枣 则怎灶燥枣枣 早藻灶藻则葬贼藻凿 遭赠 贼澡藻 员鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂曰 则怎灶燥枣枣 增燥造怎皂藻 葬灶凿 责藻葬噪 枣造燥憎 憎藻则藻 则藻凿怎糟藻凿 遭赠 苑缘援 源苑豫 葬灶凿 远源援 缘圆豫
则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 怎灶凿藻则 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶泽 燥枣 贼澡藻 缘鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂袁 葬泽 憎藻造造 葬泽 泽澡燥憎蚤灶早 蚤灶糟则藻葬泽藻凿 则葬蚤灶憎葬贼藻则 蚤灶枣蚤造贼则葬贼蚤燥灶 葬灶凿 澡葬则增藻泽贼蚤灶早 枣燥则
怎贼蚤造蚤扎葬贼蚤燥灶援 栽澡藻则藻枣燥则藻袁 贼澡藻 蚤灶贼藻早则葬贼藻凿 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 糟燥灶枣蚤早怎则葬贼蚤燥灶 蚤泽 葬皂燥灶早 贼澡藻 燥责贼蚤皂葬造 泽贼则葬贼藻早蚤藻泽 枣燥则 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 则怎灶燥枣枣
则藻凿怎糟贼蚤燥灶 葬灶凿 则葬蚤灶憎葬贼藻则 则藻泽燥怎则糟藻 怎贼蚤造蚤扎葬贼蚤燥灶 蚤灶 糟燥皂皂怎灶蚤贼蚤藻泽援
运藻赠 宰燥则凿泽院 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻曰 泽贼燥则皂 憎葬贼藻则 则怎灶燥枣枣曰 糟燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 造葬灶凿曰 泽贼燥则葬早藻 责燥灶凿曰 责燥则燥怎泽 遭则蚤糟噪 责葬增藻皂藻灶贼曰
糟燥皂皂怎灶蚤贼赠摇
随着全球城市化进程的加快袁城市地区不透水地表面积增加袁直接改变了城市下垫面条件袁使自然的水循
环机制发生改变咱员暂 遥 城市区域雨水径流增多袁雨水汇流速度加大给当前的雨水基础设施带来很大压力咱圆暂 遥
近年来袁全球气候变化导致某些区域强降雨事件的频率增加袁使得城市地区严重积水和暴雨洪水事件频繁发
生咱猿暂 袁给人民群众生命财产造成的损失与日俱增袁已成为社会各界关注的问题之一咱源暂 遥
传统的雨水管理方法是利用大的管道和混凝土渠道使雨水尽可能快地排出袁造成城市河道生态环境恶化
和雨水资源严重浪费咱缘暂 遥 近些年袁发达国家提出新的城市雨水管理方法如绿色基础设施 渊 郧则藻藻灶
陨灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻袁郧陨冤袁与之类似的是低影响开发 渊蕴燥憎 陨皂责葬糟贼 阅藻增藻造燥责皂藻灶贼袁蕴陨阅冤袁这些雨水管理策略从源头上通
过一系列现场的截留和滞留等径流调控措施袁实现城市雨洪的资源化利用咱远鄄苑暂 遥 尽管人们对绿色基础设施在
消减城市雨洪的认识和关注不断增加袁但是真正将这些雨洪管理策略付诸实践的步伐却很慢遥 主要原因之一
是由于缺乏有效的绿色基础设施设计和评估工具袁而有效的绿色基础设施模拟软件可为设施实践的工程应用
提供设计指导咱愿暂 遥
近年来袁随着绿色基础设施和低影响开发理念和体系的发展袁国外模拟这些措施效能的雨洪模型逐渐开
发并 推 广袁 目 前 已 取 得 了 很 大 进 展遥 杂宰酝酝尧 酝哉杂陨悦 渊 酝燥凿藻造 枣燥则 哉则遭葬灶 杂贼燥则皂憎葬贼藻则 陨皂责则燥增藻皂藻灶贼
悦燥灶糟藻责贼怎葬造蚤扎葬贼蚤燥灶冤尧杂哉杂栽粤陨晕 渊杂赠泽贼藻皂 枣燥则 哉则遭葬灶 杂贼燥则皂憎葬贼藻则 栽则藻葬贼皂藻灶贼 葬灶凿 粤灶葬造赠泽蚤泽 陨灶贼藻早则葬贼蚤燥灶冤和 蕴鄄栽匀陨粤鄄蕴陨阅
渊蕴燥灶早鄄栽藻则皂 匀赠凿则燥造燥早蚤糟 陨皂责葬糟贼 粤泽泽藻泽泽皂藻灶贼鄄蕴燥憎 陨皂责葬糟贼 阅藻增藻造燥责皂藻灶贼冤 等模型被广泛的用来模拟不同暴雨特征和
设施空间布局对设施消减控制径流的效果咱怨鄄员猿暂 袁评价措施的选择方案和成本比较咱员源鄄员缘暂 遥 近年来袁我国学者对
绿色基础设施和低影响开发措施模拟研究工作的开展已有不少案例袁但大多集中在对 杂宰酝酝 模型的应用
方面咱员远鄄员愿暂 遥
杂宰酝酝等模型对地形尧汇水区划分和排水管网汇水的计算导致模型较为复杂袁模型开发应用需要深入分
苑愿远员摇 远期 摇 摇 摇 刘文摇 等院社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
析和专业技能袁超越了一般公众的能力咱员怨暂 袁使得规划管理者对模型的操作应用存在困难袁而且复杂的模型掩
盖了对自然水文机制的定量刻画咱圆园鄄圆员暂 遥 由于水文模型中一些概念化参数通过实测不易获得袁以及目前针对
城市下垫面和绿色基础设施的径流在野外监测存在困难咱员怨暂 袁用来验证和率定模型的实测数据很少袁限制了模
型在城市雨洪规划管理中的推广应用遥 本研究的目标为结合水量平衡和城市水文循环袁建立耦合绿色基础设
施消减作用的社区尺度暴雨径流模型袁通过野外监测数据评估模型的有效性袁进而模拟研究不同绿色基础设
施配置对社区暴雨径流的消减作用遥 旨在设计开发易于操作和实用的社区绿色基础设施消减暴雨径流模拟
与管理软件袁为绿色基础设施雨水管理的决策和城市可持续的雨洪管理提供科学依据遥
员摇 研究方法
员援员摇 模型简述院
由于城市中不同地表类型的下垫面会产生不同的水文响应袁为了计算的方便袁将城市地表概化为不透水
地表尧透水地表和水体 猿种类型模块单独计算袁如图 员 所示遥 不透水地表的径流量为降雨量扣除填洼和蒸发
的剩余水量遥 透水地表的径流计算分为冠层截留尧蒸发尧入渗和填洼过程遥 水体调蓄雨水径流主要根据流入
量尧流出量和蓄水容量计算遥 为了达到实用的目的袁模型在整体计算过程中基于水量平衡和水文物理过程袁而
在每个水文过程选择偏重于参数较少和普遍适用的经验型方程遥 绿色基础设施主要模拟其雨水入渗尧滞留和
存储的能力和出流量袁在计算过程中替换相对应地表的径流计算模块遥 社区降雨总的径流量是 猿类地表和绿
色基础设施产生和流出的径流总和袁流量峰值是整个径流过程时间段内的最大流量咱圆圆暂 遥
图 员摇 模型径流计算原理图
云蚤早援员摇 杂糟澡藻皂葬贼蚤糟 凿藻责蚤糟贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 皂燥凿藻造 糟葬造糟怎造葬贼蚤燥灶
员援员援员摇 不透水地表径流计算
假设不透水地表是 员园园豫不透水袁降雨量减去蒸发尧填洼和存储的雨水量就是径流量咱圆猿暂 遥 不透水地表产
生的径流量渊砸 蚤皂责袁皂皂冤为院
愿愿远员 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿远卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
砸 蚤皂责 越
孕 原 阅 原 杂栽( ) 原 耘阅 孕 原 耘阅 跃 阅 原 杂栽
园 孕 原 耘阅 臆 阅 原 杂栽{ 渊员冤
耘阅 越 皂蚤灶 耘责袁杂栽( ) 渊圆冤
式中袁孕指降雨量渊皂皂冤袁阅指不透水地表的填洼量渊皂皂冤袁杂栽 指填洼存储水平渊皂皂冤袁耘阅指填洼水的蒸发量
渊皂皂冤袁耘责指时间步长内的潜在蒸发量渊皂皂冤遥
员援员援圆摇 透水地表径流计算
透水地表的模拟分别计算冠层截留尧蒸发尧地表入渗和地表填洼过程袁再根据水量平衡计算得到产流量遥
渊员冤冠层截留过程
植被冠层截留量的计算采用 宰葬灶早 等咱圆源暂改进的 砸怎贼贼藻则模型方法袁截留量渊杂陨糟袁 皂皂冤的计算表达式为院
杂陨糟 越
杂陨园 垣 孕 原 孕 枣 原 耘糟 杂陨园 垣 孕 原 孕 枣 原 耘糟 臆 杂糟
杂糟 原 耘糟 杂陨园 垣 孕 原 孕 枣 原 耘糟 跃 杂糟



⎪⎪
⎪⎪
渊猿冤
式中袁杂陨园指前一时期的截留雨水量渊皂皂冤袁孕 枣是自由穿透冠层雨量渊皂皂冤袁由下式计算院
孕 枣 越 孕藻 原资蕴粤陨 渊源冤
耘糟 越 杂陨糟杂糟

⎝⎜

⎠⎟
圆 辕 猿
耘责 渊缘冤
杂糟 越 杂蕴蕴粤陨 渊远冤
式中袁资指消光系数袁蕴粤陨 指叶面积指数袁耘糟指时间步长内叶面截留水的蒸发量渊皂皂冤袁杂糟指冠层的储水能力
渊皂皂冤袁杂蕴指特定的叶面储水量渊皂皂冤遥
渊圆冤蒸发过程
潜在蒸发量的计算采用基于气温的 匀葬则早则藻葬增藻泽方法咱圆缘暂 袁潜在蒸发量渊耘责袁 皂皂 辕 凿冤计算公式为院
耘责 越 园援园园圆猿 伊 园援源园愿渊砸粤皂葬曾姿 冤 渊栽皂葬曾 原 栽皂蚤灶冤 园援缘渊栽葬增 垣 员苑援愿冤 渊苑冤
式中袁砸粤皂葬曾指地外辐射渊酝允 皂原圆 凿原员冤袁姿指水的气化比潜热渊酝允 辕 噪早冤袁通常取值为 圆援源缘 酝允 辕 噪早袁栽皂葬曾指日最高温
度渊益冤袁栽皂蚤灶指日最低温度渊益冤袁栽葬增指日均温度渊益冤遥
渊猿冤地表入渗过程
扣除截留后的降雨抵达地表后袁这部分降雨将发生地表入渗尧地表填洼和地表径流遥 采用 酝藻蚤灶 与 蕴葬则泽燥灶
改进的 郧则藻藻灶鄄粤皂责贼模型方法咱圆远暂模拟降雨入渗的过程袁入渗速率渊 枣袁 皂皂 辕 皂蚤灶冤的计算公式如下院
枣 越 运泽咱员 垣 渊兹泽 原 兹蚤冤杂枣 辕 云暂 贼 跃 贼责蚤贼 臆 贼责{ 渊愿冤
贼责 越 云责 辕 蚤 渊怨冤
云责 越 渊兹泽 原 兹蚤冤杂 枣蚤 辕 运泽 原 员 渊员园冤
式中袁运泽指饱和导水率渊皂皂 辕 皂蚤灶冤袁兹泽指饱和含水量渊豫冤袁兹蚤指初始含水量渊豫冤袁杂 枣指湿润锋处的平均吸力
渊皂皂冤袁云指累积入渗量渊皂皂冤袁贼责指开始积水的时间渊皂蚤灶冤袁云责指开始积水时刻的入渗量渊皂皂冤袁蚤 指冠层截留
之后净雨的雨强渊皂皂 辕 皂蚤灶冤遥
渊源冤地表填洼过程
剩余降雨量留存于地表袁部分进行填洼袁部分成为地表径流参与汇流遥 初始时刻的地表填洼雨水储量
渊杂凿园袁 皂皂冤根据 蕴蚤灶泽造藻赠于 员怨苑缘年推导出的经验公式计算咱圆苑暂 院
杂凿园 越 杂凿皂葬曾 员 原 藻曾责 原 孕悦杂凿皂葬曾

⎝⎜

⎠⎟

⎝⎜

⎠⎟ 渊员员冤
怨愿远员摇 远期 摇 摇 摇 刘文摇 等院社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
式中袁杂凿皂葬曾指透水地表填洼量渊皂皂冤袁孕悦指累积剩余降雨量渊皂皂冤袁即降雨减去截留和入渗的雨量遥
其它时间步长的填洼量渊杂凿袁 皂皂冤由下式计算院
杂凿 越
孕悦 垣 杂凿 贼 原 耘泽 孕悦 垣 杂凿贼 原 耘泽 约 杂凿皂葬曾
园 孕悦 垣 杂凿贼 原 耘泽 逸 杂凿皂葬曾


⎨⎪⎪ 渊员圆冤
耘泽 越 皂蚤灶渊杂凿 贼袁耘责冤 渊员猿冤
式中袁杂凿 贼指前一时间步长内的填洼量渊皂皂冤袁耘泽指之前填洼雨水的蒸发量渊皂皂冤遥
透水地表总的径流量渊砸责藻则袁 皂皂冤计算采用水量平衡方法袁即降雨减去截留尧入渗和填洼的雨量就是透水
地表的径流量袁计算式为院
砸责藻则 越 孕 原 杂陨糟 原 杂陨园( ) 原 枣窑驻贼 原 杂凿 原 耘泽 渊员源冤
式中袁驻贼指模拟的时间步长渊皂皂冤遥
员援员援猿摇 水体出流量计算
根据水量平衡袁水体的出流量渊匝憎袁 皂猿冤计算公式如下院
匝憎 越
园袁 粤责粤 原 粤糟

⎝⎜

⎠⎟ 琢砸蚤皂责 垣 茁砸责藻则( ) 粤 垣 孕 原 耘憎( ) 粤糟 臆匀 原 灾憎
粤责
粤 原 粤糟

⎝⎜

⎠⎟ 琢砸蚤皂责 垣 茁砸责藻则( ) 粤 垣 孕 原 耘憎( ) 粤糟 原 匀 垣 灾憎袁
粤责
粤 原 粤糟

⎝⎜

⎠⎟ 琢砸蚤皂责 垣 茁砸责藻则( ) 粤 垣 孕 原 耘憎( ) 粤糟 跃 匀 原 灾憎



⎪⎪
⎪⎪
渊员缘冤
式中袁粤责指流入水体的雨水汇水面积渊皂猿冤袁粤指社区的面积渊皂圆冤袁粤糟指水体的表面积渊皂圆冤袁琢指不透水面积的
比例渊豫冤袁茁指透水面积的比例渊豫冤袁耘憎指水面蒸发量渊皂皂冤袁匀 指水体的最大存储能力渊皂猿冤袁灾憎指降雨之前
水体的存储水平渊皂猿冤遥
员援员援源摇 绿色基础设施径流消减模拟
渊员冤下凹式绿地
下凹绿地低于周围路面可以更多的容纳雨水遥 当积水深度超过绿地下凹深度时袁多余的雨水量即外溢流
出绿地遥 下凹式绿地的出流量渊匝泽袁 皂猿冤计算如下院
匝泽 越
渊 蚤驻贼 垣 择 原 枣泽 原 员圆 澡泽冤茁粤 蚤驻贼 垣 择 原 枣泽 跃

圆 澡泽
园 蚤驻贼 垣 择 原 枣泽 臆 员圆 澡泽



⎪⎪
⎪⎪
渊员远冤
式中袁择指下凹绿地上前一时段的净雨量渊皂皂冤袁枣指下凹绿地入渗量渊皂皂冤袁澡泽指绿地下凹深度渊皂皂冤遥
渊圆冤调蓄池
调蓄池的作用是容纳流入的雨水袁当调蓄池存储的水量超过其容量时袁调蓄池不再调蓄袁流入的雨水从溢
流口流出遥 假定降雨时期内调蓄池内的雨水不回用袁计算过程中不考虑雨水的渗漏遥 调蓄池流出的雨水量
渊匝则袁 皂猿冤用下式表示院
匝则 越
滋砸糟 原 渊匀则 原 灾则园冤 滋砸糟 跃 匀则 原 灾则园
园 滋砸糟 臆 匀则 原 灾则园{ 渊员苑冤
式中袁滋指雨水收集比例渊豫冤袁砸糟指时间步长内累积的径流量渊皂猿冤袁匀则指调蓄池雨水存储能力渊皂猿冤袁灾则园指降
雨之前调蓄池存储的水量渊皂猿冤遥
渊猿冤透水砖铺装路面
透水砖的雨水渗透速率远大于降雨强度袁对降雨入渗无阻碍作用咱圆愿暂 遥 透水砖层尧找平层和垫层的有效空
隙率和厚度决定了可容纳的最大雨水量遥 透水砖路面产流量渊匝责袁 皂猿冤计算公式如下院
园怨远员 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿远卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
匝责 越
孕 原 浊驻贼 垣 云糟 原 匀责( ) 琢粤棕 孕 原 浊驻贼 垣 云糟 跃 匀责
园 孕 原 浊驻贼 垣 云糟 臆 匀责{ 渊员愿冤
式中袁浊指地基土壤的入渗率渊皂皂 辕 皂蚤灶冤袁云糟指地基土壤累积容纳的雨水量渊皂皂冤袁匀责指透水砖路面雨水存储
能力渊皂皂冤袁棕指不透水地表透水铺装改造的比例渊豫冤遥
员援圆摇 模型参数
模型参数值的选取依据文献研究的结果和经典模型的参数默认值袁如表 员所示遥
表 员摇 模型模拟的参数取值表
栽葬遭造藻 员摇 栽澡藻 责葬则葬皂藻贼藻则泽 增葬造怎藻泽 燥枣 皂燥凿藻造 泽蚤皂怎造葬贼蚤燥灶
参数
孕葬则葬皂藻贼藻则泽
取值
灾葬造怎藻泽
单位
哉灶蚤贼泽
来源
杂燥怎则糟藻泽
径流产流参数 砸怎灶燥枣枣 赠蚤藻造凿 责葬则葬皂藻贼藻则泽
不透水地表填洼量 阅藻责则藻泽泽蚤燥灶 燥枣 蚤皂责藻则增蚤燥怎泽 葬则藻葬泽 猿 皂皂 咱圆怨暂
透水地表填洼量 阅藻责则藻泽泽蚤燥灶 燥枣 责藻则增蚤燥怎泽 葬则藻葬泽 源 皂皂 咱猿园暂
气象条件参数 酝藻贼藻燥则燥造燥早蚤糟葬造 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶泽
日均最高温度 酝葬曾蚤皂怎皂 凿葬蚤造赠 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 猿员 益 北京气象数据
日均最低温度 酝蚤灶蚤皂怎皂 凿葬蚤造赠 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 圆圆 益 北京气象数据
日平均温度 粤增藻则葬早藻 凿葬蚤造赠 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 圆远援缘 益 北京气象数据
土壤性质参数 杂燥蚤造 责则燥责藻则贼蚤藻泽
饱和导水率 杂葬贼怎则葬贼藻凿 澡赠凿则葬怎造蚤糟 糟燥灶凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 园援员源源 皂皂 辕 皂蚤灶 咱猿员暂
湿润锋处平均吸力 宰藻贼贼蚤灶早 枣则燥灶贼 泽怎糟贼蚤燥灶 远怨援远怨远 皂皂 咱猿圆暂
饱和含水量 杂葬贼怎则葬贼藻凿 憎葬贼藻则 糟燥灶贼藻灶贼 源园援远圆苑 豫 咱猿员暂
初始含水量 陨灶蚤贼蚤葬造 憎葬贼藻则 糟燥灶贼藻灶贼 圆远援圆苑怨 豫 咱猿员暂
植被特征参数 灾藻早藻贼葬贼蚤燥灶 糟澡葬则葬糟贼藻则泽
叶面积指数 蕴藻葬枣 葬则藻葬 蚤灶凿藻曾 猿援愿缘 咱猿猿暂
消光系数 耘曾贼蚤灶糟贼蚤燥灶 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼 园援猿 咱圆源暂
特定叶面储水量 杂责藻糟蚤葬造 造藻葬枣 泽贼燥则葬早藻 园援圆 皂皂 咱圆源暂
生态设施特征参数 郧则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻泽 糟澡葬则葬糟贼藻则泽
调蓄池雨水存储能力 宰葬贼藻则 泽贼燥则葬早藻 糟葬责葬糟蚤贼赠 燥枣 泽贼燥则葬早藻 责燥灶凿 猿园园 皂猿 模型假定
雨水收集比例 砸葬蚤灶憎葬贼藻则 糟燥造造藻糟贼蚤燥灶 则葬贼蚤燥 员园园 豫 模型假定
绿地下凹深度 阅藻责贼澡 燥枣 糟燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 泽责葬糟藻 缘园 皂皂 模型假定
地基土壤入渗速率 陨灶枣蚤造贼则葬贼蚤燥灶 则葬贼藻 燥枣 泽怎遭泽燥蚤造 园援猿 皂皂 辕 皂蚤灶 咱圆愿暂
透水铺装的储水能力 宰葬贼藻则 泽贼燥则葬早藻 糟葬责葬糟蚤贼赠 燥枣 责燥则燥怎泽 责葬增藻皂藻灶贼 猿圆援愿远 皂皂 咱圆愿暂
员援猿摇 模型评价
采用模拟径流值与实测径流值线性回归的决定系数渊砸圆 冤以及纳什效率系数渊晕葬泽澡鄄杂怎贼糟造蚤枣枣藻 耘枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠袁
晕杂耘冤来评价模型对实测水文过程模拟的好坏遥 纳什效率系数的计算公式如下咱猿源暂 院
晕杂耘 越 员 原 移

蚤 越 员
渊匝泽蚤 原 匝燥蚤冤 圆
移晕蚤 越 员 渊匝燥蚤 原 軍匝燥冤 圆
渊员怨冤
式中袁晕杂耘为用于衡量模型模拟实际时间序列上流量误差的纳什效率系数袁匝泽蚤和 匝燥蚤为时间步长 蚤的径流模拟
值和观测值渊皂猿 辕 皂蚤灶冤袁晕为整个模拟时间段的时间步数袁 軍匝燥 为模拟时间段内实测径流的平均值渊皂猿 辕 皂蚤灶冤遥
当 砸圆跃园援远以及 晕杂耘跃园援缘时认为模拟的结果是较满意的咱猿缘鄄猿远暂 遥
员援源摇 模拟情景
选择北京市海淀区一典型城市社区进行情景模拟分析袁社区总面积 圆源远猿缘 皂圆袁社区内包括住宅楼尧办公
员怨远员摇 远期 摇 摇 摇 刘文摇 等院社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
图 圆摇 设计暴雨的雨型分布
云蚤早援圆摇 栽澡藻 则葬蚤灶枣葬造造 责葬贼贼藻则灶 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 凿藻泽蚤早灶藻凿 泽贼燥则皂泽
楼尧广场尧草坪和道路等袁绿地面积比率为 猿员援源豫袁无水
体曰其中绿地为透水地面袁其它均为不透水地面遥 此情
况下社区内无绿色基础设施配置袁作为基本情景遥
暴雨的设计采用北京市暴雨公式袁计算得到降雨历
时 圆 澡袁时间步长为 缘 皂蚤灶袁重现期分别为一年一遇渊孕 越
怨怨援怨豫冤和五年一遇渊孕 越 圆园豫冤的 圆 种类型暴雨袁降雨过
程的雨量分配如图 圆 所示咱猿苑暂 遥 圆 澡 总的降雨量分别为
圆员援远 皂皂和 远苑援圆 皂皂遥 设计暴雨的计算公式如下院
择 越 圆园园员渊员 垣 园援愿员员造早孕冤渊 贼 垣 愿冤园援苑员员 渊圆园冤
式中袁择 指设计暴雨强度袁孕 指设计重现期袁 贼 指降雨
历时遥
绿色基础设施设计以下 源种情景院渊员冤 绿地改造成
下凹深度 缘 糟皂曰渊圆冤 建造地下调蓄池 猿园园 皂猿曰渊猿冤 缘园豫
的不透水面用混凝土透水砖铺装曰渊源冤 综合情景袁包含前面 猿种设施袁即绿地下凹式改造尧建造调蓄池和透水
砖铺装遥
图 猿摇 研究区用地类型分布图
云蚤早援猿摇 蕴葬灶凿 怎泽藻 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 泽贼怎凿赠 葬则藻葬
圆摇 结果与讨论
圆援员摇 模型验证
模型验证选择北京市某小区南汇水区袁汇水区的面
积为 圆怨缘园园 皂圆袁透水面积比例占总面积的 猿园援圆豫遥 圆园员猿
年 苑月到 怨月在雨水出口处安装 陨杂悦韵 远苑员圆 全自动采
样仪袁用 苑缘园面积速度流量计模块和 远苑源雨量计分别监
测径流流量和记录降雨量渊栽藻造藻凿赠灶藻 陨杂悦韵袁 晕月袁 哉杂粤冤遥
研究区域的用地类型分布和实验监测点的信息如图 猿
所示遥 研究区中绿地主要以大面积的草地为主袁灌木和
乔木的冠层较小袁而且分布很少袁在本研究中为了简化袁
都按照草地来计算遥
在 圆园员猿年 苑月 员缘日和 愿月 员员日下午 圆场典型的
降雨事件下渊降雨量分别为 远圆援圆 皂皂和 圆远援缘 皂皂冤袁模拟
降雨径流和监测径流线性回归的决定系数 砸圆分别为
园援远愿和 园援苑员渊图 源冤袁纳什效率系数渊晕杂耘冤分别达到 园援怨怨
和 园援怨远袁表明模型效率是满意的遥 对较小的降雨事件下的径流过程袁模型验证的效果不理想遥 由于模型中未
划分汇水区和利用排水管网信息袁对径流汇水过程没有考虑袁造成模型对实际径流过程模拟的一致性和精确
度不高曰但是总的径流量和径流峰值作为模型重点模拟和关注的输出结果袁模型验证的精度是可以接受的遥
因此袁模型是可靠和合理的遥
圆援圆摇 情景模拟结果
用验证的模型分别模拟在基本情景和绿色基础设施情景下的径流量和流量峰值袁并分析绿色基础设施对
比基本情景的暴雨径流消减效率遥
圆援圆援员摇 基本情景
在 孕越 怨怨援怨豫和 孕越 圆园豫的暴雨条件下袁社区模拟的总径流量分别为 猿缘苑援员圆 皂猿和 员源缘缘援缘远 皂猿袁径流峰值分
圆怨远员 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿远卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
图 源摇 模拟与实测的径流水文图
云蚤早援源摇 栽澡藻 澡赠凿则燥早则葬责澡赠 燥枣 泽蚤皂怎造葬贼藻凿 则怎灶燥枣枣 葬灶凿 燥遭泽藻则增藻凿 则怎灶燥枣枣
别为 员怨援愿怨 皂猿 辕 皂蚤灶和 远怨援苑愿 皂猿 辕 皂蚤灶袁表明随着降雨强度的增大袁径流量和峰值显著增加遥 孕 越 怨怨援怨豫与 孕 越
圆园豫重现期下的暴雨径流相比较袁径流降雨比率从 远苑援园苑豫增加到 愿苑援愿苑豫袁入渗降雨比率从 圆猿援愿怨豫降低到
员园援愿圆豫 渊表 圆冤遥
表 圆摇 不同情景下的降雨与径流量和入渗量比率
栽葬遭造藻 圆摇 栽澡藻 则葬贼蚤燥泽 燥枣 则怎灶燥枣枣 葬灶凿 蚤灶枣蚤造贼则葬贼蚤燥灶 贼燥 则葬蚤灶枣葬造造 怎灶凿藻则 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 泽糟藻灶葬则蚤燥泽
模拟情景
杂糟藻灶葬则蚤燥泽
孕越 怨怨援怨豫
员鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂
孕越 圆园豫
缘鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂
径流鄄降雨比率 辕 豫
砸怎灶燥枣枣 贼燥 则葬蚤灶枣葬造造 则葬贼蚤燥
入渗鄄降雨比率 辕 豫
陨灶枣蚤造贼则葬贼蚤燥灶 贼燥 则葬蚤灶枣葬造造 则葬贼蚤燥
径流鄄降雨比率 辕 豫
砸怎灶燥枣枣 贼燥 则葬蚤灶枣葬造造 则葬贼蚤燥
入渗鄄降雨比率 辕 豫
陨灶枣蚤造贼则葬贼蚤燥灶 贼燥 则葬蚤灶枣葬造造 则葬贼蚤燥
基本情景 月葬泽藻 泽糟藻灶葬则蚤燥 远苑援园苑 圆猿援愿怨 愿苑援愿苑 员园援愿圆
下凹式绿地
悦燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 造葬灶凿 远员援缘缘 圆怨援源员 远苑援源园 猿员援圆怨
调蓄池 杂贼燥则葬早藻 责燥灶凿 员园援员猿 圆猿援愿怨葬 远怨援源源 圆猿援愿怨遭
透水砖铺装
孕燥则燥怎泽 遭则蚤糟噪 责葬增藻皂藻灶贼 猿缘援愿愿 缘缘援园愿 缘源援园猿 源源援远远
综合情景 陨灶贼藻早则葬贼藻凿 泽糟藻灶葬则蚤燥 园 远园援远员 圆员援缘远 远缘援员源
摇 摇 葬袁 遭院 调蓄池没有雨水入渗袁结果同基本情景
圆援圆援圆摇 绿地下凹式改造情景
常见的绿地和地面齐平袁在大暴雨的情景下雨水流出绿地袁并没有充分的发挥绿地的蓄渗能力遥 下凹式
绿地利用下凹空间可以充分蓄积雨水袁显著增加雨水入渗时间袁具有渗蓄雨水和消减洪峰流量等优点咱猿愿暂 遥 本
研究的情景中袁将平式绿地改造成低于周围路面 缘 糟皂袁未考虑屋面和道路等不透水面径流流入绿地遥 在设计
暴雨 孕越 怨怨援怨豫重现期下袁下凹式绿地情景径流降雨比率降低到 远员援缘缘豫袁入渗降雨比率增加到 圆怨援源员豫渊表 圆冤袁
总径流量减少了 愿援圆猿豫袁径流峰值减少了 圆园援猿员豫渊表 猿冤曰在 孕越 圆园豫设计暴雨事件下袁下凹式绿地情景径流降
雨比率降低到 远苑援源园豫袁入渗降雨比率增加到 猿员援圆怨豫袁总径流量减少了 圆猿援猿园豫袁径流峰值减少了 圆怨援员员豫遥 由
于模拟的情景中下凹式绿地并没有考虑接纳不透水地面的径流袁因此下凹绿地只是消减了绿地产生的大部分
径流袁造成了一年一遇暴雨径流削减的比例小于五年一遇削减比例遥 下凹式绿地对总径流量的消减效果较
小袁是由于绿地对社区总径流的贡献较低咱怨暂 袁在一年一遇和五年一遇的暴雨下分别占到总径流的 苑援园豫和
圆猿援园豫袁因而调控雨洪的作用有限遥 国内的一些研究结果也证实了下凹式绿地相比于平式绿地良好的径流消
减效果咱猿怨鄄源员暂 遥 下凹式绿地在大的降雨条件下径流消减效果略好于小的降雨条件袁是由于更多的雨水被绿地
截蓄入渗到土壤遥 下凹式绿地可以充分利用有限的绿地空间袁增加绿地消减径流的潜力袁增加绿地的雨水入
渗能力袁更进一步补充地下水遥
猿怨远员摇 远期 摇 摇 摇 刘文摇 等院社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
表 猿摇 不同绿色基础设施情景下的径流消减效果
栽葬遭造藻 猿摇 栽澡藻 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼蚤增藻灶藻泽泽 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 早则藻藻灶 蚤灶枣则葬泽贼则怎糟贼怎则藻 泽糟藻灶葬则蚤燥泽
模拟情景
杂糟藻灶葬则蚤燥泽
孕越 怨怨援怨豫
员鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂
孕越 圆园豫
缘鄄赠藻葬则 泽贼燥则皂
总径流量减少 辕 豫
栽燥贼葬造 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶
径流峰值减少 辕 豫
孕藻葬噪 枣造燥憎 则藻凿怎糟贼蚤燥灶
总径流量减少 辕 豫
栽燥贼葬造 则怎灶燥枣枣 则藻凿怎糟贼蚤燥灶
径流峰值减少 辕 豫
孕藻葬噪 枣造燥憎 则藻凿怎糟贼蚤燥灶
下凹式绿地 悦燥灶糟葬增藻 早则藻藻灶 造葬灶凿 愿援圆猿 圆园援猿员 圆猿援猿园 圆怨援员员
调蓄池 杂贼燥则葬早藻 责燥灶凿 愿源援怨园 愿愿援怨怨 圆园援怨苑 园援员园
透水砖铺装 孕燥则燥怎泽 遭则蚤糟噪 责葬增藻皂藻灶贼 源远援缘员 猿怨援怨远 猿愿援缘圆 猿缘援源愿
综合情景 陨灶贼藻早则葬贼藻凿 泽糟藻灶葬则蚤燥 员园园 员园园 苑缘援源苑 远源援缘圆
圆援圆援猿摇 增设调蓄池情景
考虑到城市雨水资源的短缺袁社区内可建造地下调蓄池袁收集存储雨水再利用遥 假设在小区雨水出口处
建造一调蓄池袁拟建容积为 猿园园 皂猿遥 与基本情景的模拟结果对比袁在 孕 越 怨怨援怨豫的设计暴雨事件下袁调蓄池情
景的降雨比率降低到 员园援员猿豫渊表 圆冤袁总径流量减少了 愿源援怨园豫袁径流峰值减少了 愿愿援怨怨豫 渊表 猿冤曰在孕越 圆园豫设
计暴雨下袁降雨比率降低到 远怨援源源豫袁总径流量减少了 圆园援怨苑豫袁径流峰值减少了 园援员园豫遥 在 圆个暴雨重现期下袁
调蓄池的消减效果相差较大遥 在小的降雨事件下对总径流量和流量峰值的消减效果很好袁但是在大的降雨下
消减效果较差袁这是因为调蓄池的调控能力是由自身的体积大小限制的遥 而且袁由于设计的暴雨事件中袁暴雨
强度峰值靠后袁在峰值来临之前袁调蓄池的储水量已满袁无调蓄作用袁导致其对径流峰值的消减效果甚微遥 尽
管调蓄池对径流的消减效果受到降雨量的影响波动较大袁但是其更多的目的是收集和存储雨水遥 目前北京市
正在居住小区内推广调蓄池建设袁收集的雨水用来绿地灌溉尧补充水景观和洗车等袁实现暴雨径流的消减和雨
水的资源化利用遥 值得注意的是袁由于雨水季节性和成本因素袁在工程实施中调蓄池的大小设计应充分考虑
雨水利用效率和经济情况等咱源员暂 遥
圆援圆援源摇 路面透水砖铺装情景
随着城市化的快速发展袁大量的不透水地表由于产流和汇流的迅速袁增加了城市地区洪涝风险遥 采用渗
透性良好的透水砖铺装路面是减少不透水面径流的有效途径之一咱源圆暂 遥 将 缘园豫的不透水面用混凝土透水砖铺
装改造遥 与基本情景的模拟结果相比袁在设计暴雨 孕越 怨怨援怨豫重现期下袁透水砖铺装情景径流降雨比率降低到
猿缘援愿愿豫袁入渗降雨比率增加到 缘缘援园愿豫渊表 圆冤袁总径流量减少了 源远援缘员豫袁径流峰值减少了 猿怨援怨远豫 渊表 猿冤曰在
孕越 圆园豫设计暴雨事件下袁透水砖铺装情景径流降雨比率降低到 缘源援园猿豫袁入渗降雨比率增加到 源源援远远豫袁总径
流量减少了 猿愿援缘圆豫袁径流峰值减少了 猿缘援源愿豫遥 在 圆个暴雨重现期下相比较袁透水砖铺装消减效果较稳定袁但
是在大的降雨事件下的消减效果略差于小的降雨事件袁这是由于较大的雨强超过了透水铺装的渗透能力袁雨
水来不及入渗遥 透水路面通过入渗袁在一定程度上恢复了自然的水文状况咱源猿暂 遥 由于透水路面减少和缓解了
不透水地面的产流和汇流速率咱源圆袁源源鄄源缘暂 袁因此能够有效缓解不透水路面的积水和内涝问题遥
总的来说袁结合以上的结果分析和不同情景下径流过程图的比较分析渊图 缘冤得出院下凹式绿地和透水砖
铺砖设施都有良好的消减径流量和径流峰值袁以及增加雨水入渗量的效果遥 随着降雨强度的增加袁下凹式绿
地对径流的消减作用略增强袁但是效果有限袁透水砖铺装的消减效果比较稳定遥 调蓄池的消减效果取决于它
自身的体积和降雨量大小遥 调蓄池和透水砖铺装设施都表现出在小的降雨事件下消减效果好于大的降雨事
件下的现象袁与他人的一些研究结果相类似咱源远鄄源苑暂 遥 因此需要综合这些设施的配置袁来达到更好更稳定的消减
效果咱源愿暂 遥
圆援圆援缘摇 综合情景
与基本情景的模拟结果相比袁在设计暴雨 孕越 怨怨援怨豫重现期下袁综合情景下可以 员园园豫消减径流袁入渗降雨
比率增加到 远园援远员豫渊表 圆冤曰在 孕越 圆园豫设计暴雨事件下袁综合情景的径流降雨比率降低到 圆员援缘远豫袁入渗降雨
比率增加到 远缘援员源豫袁总径流量减少了 苑缘援源苑豫袁径流峰值减少了 远源援缘圆豫渊表 猿冤遥 与 猿个单独的设施情景相比袁
源怨远员 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿远卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
图 缘摇 不同模拟情景下的径流过程比较
云蚤早援缘摇 悦燥皂责葬则蚤泽燥灶 燥枣 则怎灶燥枣枣 凿赠灶葬皂蚤糟 遭藻贼憎藻藻灶 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 泽糟藻灶葬则蚤燥泽
综合设施配置提高了径流消减效果袁增强了不同降雨强度下的消减稳定性袁在消减雨洪的同时袁实现雨水入渗
补给地下水和收集利用的效益遥 因此袁合理设计综合的绿色基础设施配置可以达到最优的消减效果袁实现雨
洪调控和资源化利用袁是科学可持续的雨洪管理途径之一咱圆圆暂 遥
猿摇 结论
随着城市化的快速发展袁城市发展过程中面临的洪涝灾害和水资源匮乏等共性问题日益严重遥 如何科学
和可持续的调控管理城市雨洪是城市规划和管理者面临亟待解决的问题和挑战遥 本文介绍了绿色基础设施
模拟模型设计理念和计算过程袁并利用野外实地监测的降雨和径流数据验证了模型的准确性遥 在模型验证的
基础上袁模拟分析了下凹式绿地尧调蓄池尧透水砖铺装和综合配置情景对社区暴雨径流的消减效果袁并且比较
分析了不同绿色基础设施径流消减效果的优缺点遥 单个设施的径流消减效果较好袁但是消减作用有限袁效果
单一遥 综合绿色基础设施配置不仅具有良好的径流消减效果袁而且可以实现雨水入渗土壤和收集利用的环境
经济效益袁是社区消减雨洪和雨水资源利用的最优实践措施之一遥
与同类模型相比袁本模型结合水量平衡和城市水文的特点袁综合了产流计算的准确性和参数的简化袁注重
了模型的可操作性袁使这一模型适用于实施前期合理设计和科学评估绿色基础设施的需要遥 然而袁在情景模
拟设计中未考虑下凹式绿地接纳邻近屋顶和周围不透水路面部分径流的情形袁导致下凹式绿地只是消减了绿
地产生的大部分径流袁造成了在一年一遇暴雨事件下的径流削减比例小于五年一遇削减比例遥 因此今后研究
中需要结合实际情形合理设计绿色基础设施与不透水屋面和路面的水文连接方式袁进一步深入分析和讨论两
者之间不同水文连接方式对消减效果的影响曰以及用实地监测的绿色基础设施径流数据来验证其消减效果遥
参考文献渊砸藻枣藻则藻灶糟藻泽冤院
咱 员 暂 摇 宰澡蚤贼枣燥则凿 灾袁 耘灶灶燥泽 粤 砸袁 匀葬灶凿造藻赠 允 云援 野 悦蚤贼赠 枣燥则皂 葬灶凿 灶葬贼怎则葬造 责则燥糟藻泽泽冶要蚤灶凿蚤糟葬贼燥则泽 枣燥则 贼澡藻 藻糟燥造燥早蚤糟葬造 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻 燥枣 怎则遭葬灶 葬则藻葬泽 葬灶凿 贼澡藻蚤则
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