Efficiency Evaluation of Sponge Facility Management and Control Schemes in Urban Blocks Based on Scenario Simulation

DONG Shuchang; MA Donghui; ZHANG Boqian; WANG Na; WANG Wei

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20230831002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Efficiency Evaluation of Sponge Facility Management and Control Schemes in Urban Blocks Based on Scenario Simulation

更新时间：2024-09-07

- Efficiency Evaluation of Sponge Facility Management and Control Schemes in Urban Blocks Based on Scenario Simulation
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 44, Issue 4, Pages: 762-771(2024)
- 作者机构：
  
  1.北京工业大学城市建设学部，北京 100124
  2.北京工业大学北京城市与工程安全减灾中心，北京 100124
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20230831002
  CLC： TU984.116
- Received：31 August 2023，
  
  Revised：2023-12-27，
  
  Published：30 August 2024
- 稿件说明：
移动端阅览
董书畅,马东辉,张博骞等.基于情景模拟的街区海绵设施管控方案效能评估[J].防灾减灾工程学报,2024,44(04):762-771.

DONG Shuchang,MA Donghui,ZHANG Boqian,et al.Efficiency Evaluation of Sponge Facility Management and Control Schemes in Urban Blocks Based on Scenario Simulation[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(04):762-771.
董书畅,马东辉,张博骞等.基于情景模拟的街区海绵设施管控方案效能评估[J].防灾减灾工程学报,2024,44(04):762-771. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20230831002.

DONG Shuchang,MA Donghui,ZHANG Boqian,et al.Efficiency Evaluation of Sponge Facility Management and Control Schemes in Urban Blocks Based on Scenario Simulation[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(04):762-771. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20230831002.

摘要

为精准评估海绵设施内涝防控效能，探究海绵设施合理建设规模，增强城市街区雨洪风险管理能力，构建了SWMM降雨径流动态模型，并设计多重现期降雨情景和多水准管控情景，全面分析了海绵设施的雨洪风险防控效能。依据历史内涝灾害情况、内涝风险现状选定三个研究街区，选用绿色屋顶、透水铺装、雨水花园、植草沟作为雨水管控措施，对多水准情景的交叉模拟结果，从防控能力衰减指数及参量削减率两方面，类比分析降雨径流的控排关系，量化评估不同降雨重现期下各管控措施方案的雨洪风险防控效能。结果表明：①海绵设施管控方案具有控制街区内涝风险的作用，对低重现期降雨效果良好，但在面对高重现期降雨时存在管控缺口，需补充其他防治手段；②高布设率管控方案的雨洪防控效果提升并不大，针对各参量的防控能力衰减更多。

Abstract

To accurately evaluate the prevention and control effectiveness of sponge facilities in waterlogging management and to explore the reasonable construction scale of sponge facilities for enhancing urban block rainwater and flood risk management capabilities

a SWMM rainfall-runoff dynamic model was constructed. Multiple return period rainfall scenarios and multi-level control scenarios were designed to comprehensively analyze the rainwater and flood risk prevention and control efficiency of sponge facilities. Three research blocks were selected based on historical waterlogging incidents and current waterlogging risk conditions. Green roofs

permeable pavements

rainwater gardens

and grassed swales were used as rainwater control measures. The cross-simulation results of multi-level scenarios were analyzed by comparing the control and drainage relationships of rainfall runoff in terms of control capability decay index and parameter reduction rate

quantifying the rainwater flood risk prevention and control effectiveness of each control measure scheme under different rainfall return periods. The results indicate that: ① Sponge facility management and control schemes effectively control the waterlogging risk in urban blocks

performing well under low return period rainfall but exhibiting control gaps under high return period rainfall

requiring additional preventive and control measures; ② High deployment rate control schemes do not significantly improve the effectiveness of rainwater and flood control

with greater control capability decay for various parameters.

关键词

Keywords

references

程涛，黄本胜，邱静，等 . 基于洪涝削减效果的海绵措施优化布局研究［J］. 水力发电学报， 2021 ， 40 （ 7 ）： 32 - 46 .

Cheng T ， Huang B Sh ， Qiu J ， et al . Optimization of overall layout of sponge city facilities for flooding alleviation effect ［J］. Journal of Hydroelectric Engineering ， 2021 ， 40 （ 7 ）： 32 - 46 . （in Chinese）

Ranish M S . Watershed-Scale evaluation of flood reduction effect of low impact development designs ［D］ Ann Arbor ： Southern Illinois University at Edwardsville ， 2014 .

刘保莉 . 雨洪管理的低影响开发策略研究及在厦门岛实施的可行性分析［D］. 厦门：厦门大学， 2009 .

Liu B L . Research on the low impact development strategy of rainwater and flood management and feasibility analysis of its implementation in Xiamen island ［D］. Xiamen ： Xiamen University ， 2009 . （in Chinese）

Zhang Y ， Xu H ， Liu H ， et al . The application of low impact development facility chain on storm rainfall control： a case study in Shenzhen， China ［J］. Water ， 2021 ， 13 （ 23 ）： 3375 .

刘晓云，姜雨，丁晓辉，等 . 居住区低影响开发评价及优化研究［J］. 西北林学院学报， 2021 ， 36 （ 2 ）： 266 - 274 .

Liu X Y ， Jiang Y ， Ding X H ， et al . Evaluation and optimization of low impact development in residential district ［J］. Journal of Northwest Forestry University ， 2021 ， 36 （ 2 ）： 266 - 274 . （in Chinese）

佟金萍，张涵玥，刘辉，等 . 基于XGBoost的长三角核心城市内涝风险评估及影响因素分析［J］. 水利水电技术（中英文）， 2021 ， 52 （ 10 ）： 1 - 11 .

Tong J P ， Zhang H Y ， Liu H ， et al . Assessment and influencing factor analysis of urban flood risk in the core area of the Yangtze River Delta based on XGBoost ［J］. Water Resources and Hydropower Technology （in Chinese and English）， 2021 ， 52 （ 10 ）： 1 - 11 . （in Chinese）

尤凤春，郭丽霞，史印山，等 . 北京强降雨与道路积水统计分析及应用［J］. 气象， 2013 ， 39 （ 8 ）： 1050 - 1056 .

You F C ， Guo L X ， Shi Y S ， et al . Statistical analysis and application of heavy rain and road waterlogging in Beijing ［J］. Meteorology ， 2013 ， 39 （ 8 ）： 1050 - 1056 . （in Chinese）

王彬雁，赵琳娜，巩远发，等 . 北京降雨过程分型特征及短历时降雨重现期研究［J］. 暴雨灾害， 2015 ， 34 （ 4 ）： 302 - 308 .

Wang B Y ， Zhao L N ， Gong Y F ， et al . Study on the characteristics of Beijing's precipitation process and the method of short-term precipitation recurrence period ［J］. Journal of Rainstorm and Disasters ， 2015 ， 34 （ 4 ）： 302 - 308 . （in Chinese）

袁冯，张君枝，王冀，等 . 气候变化背景下北京市短历时暴雨的强度及雨型变化特征［J］. 大气科学学报， 2020 ， 43 （ 5 ）： 802 - 809 .

Yuan F ， Zhang J Z ， Wang J ， et al . Characteristics and changes of short-term rainstorm intensity and precipitation pattern in the context of climate change in Beijing ［J］. Journal of Atmospheric Science and Technology ， 2020 ， 43 （ 5 ）： 802 - 809 . （in Chinese）

曾照洋，王兆礼，吴旭树，等 . 基于SWMM和LISFLOOD模型的暴雨内涝模拟研究［J］. 水力发电学报， 2017 ， 36 （ 5 ）： 68 - 77 .

Zeng Z Y ， Wang Z L ， Wu X S ， et al . Rainstorm waterlogging simulations based on SWMM and LISFLOOD models ［J］. Journal of Hydroelectric Engineering ， 2017 ， 36 （ 5 ）： 68 - 77 . （in Chinese）

李文涛，隋军，刘成林，等 . 设计降雨雨峰系数对排水管网设计流量的影响分析［J］. 净水技术， 2015 ， 34 （ 5 ）： 100 - 103，111 .

Li W T ， Sui J ， Liu C L ， et al . Analysis of influence of design rainfall peak coefficient on design flow of drainage pipeline network ［J］. Water Purification Technology ， 2015 ， 34 （ 5 ）： 100 - 103，111 . （in Chinese）

戴有学，王振华，戴临栋，等 . 芝加哥雨型法在短历时暴雨雨型设计中的应用［J］. 干旱气象， 2017 ， 35 （ 6 ）： 1061 - 1069 .

Dai Y X ， Wang Z H ， Dai L D ， et al . Application of chicago hyetograph method in design of short duration rainstorm pattern ［J］. Journal of Arid Meteorology ， 2017 ， 35 （ 6 ）： 1061 - 1069 . （in Chinese）

蒲贵兵，古霞，蔡岚，等 . “十四五”海绵城市建设发展策略［J］. 净水技术， 2021 ， 40 （ 3 ）： 1 - 8 .

Pu G B ， Gu X ， Cai L ， et al . Development strategy for Sponge City construction during the “14th Five-Year Plan” period ［J］. Water purification technology ， 2021 ， 40 （ 3 ）： 1 - 8 . （in Chinese）

苗展堂 . 微循环理念下的城市雨水生态系统规划方法研究［D］. 天津：天津大学， 2013 .

Miao Z T . Study on the planning method of urban rainwater ecosystem based on microcirculating concept ［D］. Tianjin ： Tianjin University ， 2013 . （in Chinese）

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

No data

Related Author

No data

Related Institution

No data

⁰