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排水模型和LID技术在海绵城市中的应用排水模型和LID技术在海绵城市中的应用一、引言随着城市化进程的不断加快，城市面临着日益严重的排水问题。
城市排水问题的根源主要是由于大量的硬化土地、缺乏绿地和水源保持区域，以及城市基础设施的老化等原因导致的。
这些问题进一步加剧了城市内涝、水质恶化和自然生态系统破坏等环境问题。
为解决这些问题，近年来人们开始将排水模型和低影响开发（LID）技术应用于海绵城市的规划和建设中。
本文将重点介绍排水模型和LID技术在海绵城市中的应用，并探讨其优势和挑战。
二、排水模型在海绵城市中的应用排水模型是通过模拟城市排水系统的运行情况，提供科学依据和技术支持，以实现城市排水问题的管理和控制。
在海绵城市中，排水模型可以被用来评估城市排水系统的可行性，优化系统的设计和运行，并提供预警和应急应对措施。
1. 可行性评估：排水模型可以通过建立城市地表和地下排水网络的模型，分析城市排水系统的承载能力，评估系统在不同情景下的运行状况，并找到改进系统设计和管理的措施。
例如，可以通过模拟大雨情景，评估城市排水系统对极端降雨事件的抵抗能力。
2. 系统优化设计：排水模型可以通过建立不同排水方案的模拟模型，进行系统设计和优化。
例如，可以通过模拟城市建设布局和排水管网系统的不同设计方案，评估不同方案的排水效果和经济效益，并找到最优解。
3. 预警与应急响应：排水模型可以通过监测城市排水系统的实时状态，提供预警和应急响应措施。
例如，可以通过实时监测雨水收集池和排水渠道的水位和流量，预测城市内涝风险，并及时采取措施避免灾害发生。
三、LID技术在海绵城市中的应用低影响开发（LID）技术是指基于生态思维和综合管理原则，通过改变城市规划和设计，减少城市硬化面积，增加绿地和雨水回收设施，实现降雨水资源的最大化利用和排放峰值控制的技术。
在海绵城市中，LID技术被广泛应用于雨水管理和城市生态恢复。
1. 雨水管理：LID技术通过建立雨水收集系统、雨水渗透系统和雨水利用系统等，将降雨水资源最大化利用。
STEM教育项目教学案例--打造海绵校园智慧生态景观日照山海天旅游度假区青岛路中学陈聪聪一、项目导语：今年夏季，我市受多个台风过境影响，城市部分地段出现“看海模式”。
引发同学对于海绵城市的思考。
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾等方面具有良好的下雨时吸水、蓄水、渗水、净水需要时将蓄存的水释放”并加以利用。
而校园具有开放空间面积大、绿地比例高等特点，因此极其适合开展雨水管理利用系统的闭合循环建设，海绵校园则是进行雨水管理及利用的优良选择。
海绵校园就是将海绵城市的生态理念融入校园环境建设，利用雨水管理系统减少校园对水资源的消耗，改善校园内水生态环境，同时达到美化绿化校园环境的目的。
二、项目目标：1.了解海绵城市和海绵校园的相关概念2.理解海绵校园生态景观各子系统的重要性和关联性3.能够在海绵校园生态景观项目中做出有意义解决问题的改进或者是批判性思考。
4.体会科学探究的流程，熟悉项目设计的流程三、调查分析和活动体验：古代海绵城市研究：我们通过还原历史背景，让学生了解秦国统治者在蜀地面临的问题是水患重重，这就是发现问题。
变水患为水利，对秦昭王来说就是拜懂水的李冰为太守。
那么，李冰是如何分步解决问题的呢?如何在当时的条件下实施工程?过程中遇到了哪些问题?三个核心水利设施的原理又是什么?我们通过多学科工具还原它们背后的科学技术，如抽丝剥茧般一一还原历史、还原真相、还原科学、还原技术。
而学生也在学习过程中不断地思考：问题在哪里?他做了什么?他为什么要这样做?效果如何?是否解决问题?由此，习得面对问题、分析问题、提出方案、最终解决问题的思维方式与能力。
引入海绵校园景观打造计划：明确选址地点---我们的校园海绵小景主要是通过收集地面或屋顶雨水，通过自然净化补给景观用水，所以考虑将景观建在低洼或者浅凹的区域。
地形决定了雨水的流向，是否可以将雨水尽可能的引到海绵景观中，使大部分雨水都可以通过海绵景观的过滤、渗透到地下水中，补充地下水。
3.2 海绵改造工程设计3.2.1 海绵改造内容本工程为城市管渠项目，需按新的排水标准改造雨水管渠系统，在工程建设工程中，结合“海绵城市”建设，同步改造道路结构，优化景观设计，构建排水、道路交通、生态景观有机融合的多功能海绵体。
在本次设计中，采用海绵措施主要为沿线独立树穴改造为连续下沉绿地、干砌砖石路面人行道改造为透水铺装、常规雨水口改造为生态雨水口及溢流式雨水口。
本工程的低影响开发设计方案为：机动车道及人行道坡向下沉式绿地，人行道采用透水铺装。
雨天时，降雨前段，雨水渗入透水铺装，待透水砖蓄水饱和后，雨水通过人行道横坡流入下沉式绿地；机动车道在有下沉式绿化带的路段，站石每隔25m开口，开口尺寸为70×10cm，开口处安装球墨铸铁箅子，对应开口处设置生态雨水口。
机动车道雨水通过开口，直接汇入生态雨水口，将泥沙等杂物滞留在生态雨水口中，雨水漫溢到下沉绿地，当雨量较大时，下沉绿地蓄水饱和，水位上升至溢流雨水口顶标高时溢流入溢流雨水口，排入雨水管道系统。
为保证下沉式绿化带内积水渗排效果，下沉式绿地沿线布置dn225mm穿孔管，穿孔管沿道路走向布置，以0.005坡向邻近的溢流式雨水口或检查井，管外侧包裹透水土工布，管周采用中粗砂回填，以保证透水性和导排效果。
具体详见《低影响开发设计平面示意图》。
采用的具体措施为透水铺装、下沉式绿地、生态雨水口及溢流式雨水口，详见《路面结构铺装结构大样图》、《下沉式绿地大样图》、《生态雨水口大样图》、《溢流式雨水口大样图》。
本次设计建设二路（和平大道~友谊大道）道路双侧各2.0m或2.0~2.5m中分带连续下沉式绿地，下沉深度0.2m。
3.2.2 海绵改造主要技术指标海绵改造前后下垫面分析详见下表：表3.2-1 现状下垫面分析表表3.2-2 海绵建设后下垫面分析表3.2.3 海绵建设效果简易评估1）年径流总量控制率的简易评估根据本工程海绵建设目标对年径流总量控制率的目标要求，计算本工程所需蓄水容积：V=10HψFV-设计调蓄容积或需蓄水容积，m3H-设计降雨量，mm；ψ-场均综合雨量径流系数；F-汇水面积，hm2；年径流总量控制率70%对应的设计降雨量H=24.5mm；根据改造后下垫面场均雨量径流系数分析，ψ不透水沥青路面=0.9，ψ透水铺装=0.25，ψ下沉绿地=0.15，ψ硬化屋面=0.9，计算出场均综合雨量径流系数ψ=0.6m；地块总汇水面积为24297.5m2，不同下垫面的面积详见表3.2-2；根据计算本工程所需蓄水容积V=10×24.5×0.60×2.43=357.2m3改造后的下沉式绿地面积为3635m2，下沉高度h=357.2/3635=0.098m，本次设计绿地下沉高度取0.2m。
海绵城市，指的是城市像海绵一样，有降雨时能够就地或者就近“吸收、存蓄、渗透、净化”径流雨水，补充地下水、调节水循环，在干旱缺水时有条件将蓄存的水“释放”出来并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
海绵城市以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划建设理念，追求城市人水和谐，已经成为各国城市建设的重要选择。
国外海绵城市建设经验及现状分析城市不同，特点和优势也不尽相同。
因此打造“海绵城市”不能生硬照搬他人的经验做法，而应在科学的规划下，因地制宜采取符合自身特点的措施，才能真正发挥出海绵作用，从而改善城市的生态环境，提高民众的生活质量。
英国：源头入手一举两用近年来，英国政府愈发重视国内水资源短缺问题。
英国环境署预测，英国人均降雨量远低于地中海等地区。
随着人口压力的不断上升和气候变化带来的降水分布变化，英国将面临严峻的水资源短缺压力，英格兰东南部地区甚至将不再适宜农业耕种。
此外，2014年初的洪水也对当前英国各地的市政排水系统和防洪应对措施提出了挑战。
为解决日益严重的水资源短缺问题和提升伦敦等大城市的市政排水能力，英国政府积极鼓励在居民家中、社区和商业建筑设立雨水收集利用系统，以从根源上解决上述两大问题。
英国雨水再利用管理协会最新数据显示，近年来，随着水价不断攀升，越来越多的家庭开始使用雨水收集系统。
一般房屋雨水收集系统的造价在1500英镑至3000英镑之间。
当前英国家庭用雨水收集系统多用于满足家庭灌溉、洗衣等非饮用水需要。
家庭用雨水收集系统多在家中设置1000升至7500升的储水罐，雨水直接从屋顶收集，并通过导水管简单过滤或者更为复杂的自净过滤系统后导入地下储水罐储存。
一直以来，英国政府都在采取立法手段，通过《住房建筑管理规定》等法律规定，间接促进家庭雨水回收系统的普及。
在2006年至2015年间，英国政府针对新建房屋设立1到6级的评估体系，要求所有的新建房屋至少达到3级以上的可持续利用标准才能获得开工许可，而其中最重要的提升等级方式之一就是建立雨水回收系统。
海绵城市设计（一）、海绵城市概况1、海绵城市理念海绵城市建设理念是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。
图1-1 海绵城市年径流总量控制率概念示意图海绵城市建设统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。
低影响开发雨水系统可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能，有效控制径流总量、径流峰值和径流污染；城市雨水管渠系统即传统排水系统，应与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排放。
超标雨水径流排放系统，用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流，一般通过综合选择自然水体、多功能调蓄水体、行泄通道、调蓄池、深层隧道等自然途径或人工设施构建。
以上三个系统并不是孤立的，也没有严格的界限，三者相互补充、相互依存，是海绵城市建设的重要基础元素。
海绵城市建设将“渗”、“滞”、“蓄”、“净”、“用”、“排”融为一体，建立尊重自然、顺应自然的低影响开发模式，是系统解决水安全、水资源和水环境等问题的有效措施。
自然渗透：恢复生态、自然循环；变城市不透硬化铺装为生态透水铺装，在保证其使用功能的前提下，减少路面径流压力，最大限度实现自然模式的水循环。
自然存积：削峰调蓄、控制径流；生态透水铺装结合雨洪调蓄设施，削峰减排，控制径流。
自然净化：减少污染、改善水质；雨水通过土壤自然渗透、净化，截留路面污染物，减少泥沙混入雨水进入自然水体。
基于低影响开发的道路雨水系统是指由花坛、绿地、草沟等开放式绿色基础设施和传统排水管网相互关联的雨水利用排放系统，能够以贴近自然的方式对地面雨水径流的量和质进行控制和处理从而降低内涝风险、控制径流面源污染和保护地表水环境。
2、道路低影响开发规划设计指引表1-1 道路低影响开发规划设计指引表机动车路面非机动车道路面（人行道、自行车道）道路附属绿地路牙排水系统适宜路段可试验采用多孔沥青路面或透水型混凝土路面。
