基于SWMM的海绵城市LID设施规划与布局——以萍乡市为例

张 瑶，陈莫源，魏绪英，李梓恒，黄伟豪，游 欣，黄 婷，蔡军火*

基于SWMM的海绵城市LID设施规划与布局——以萍乡市为例

张 瑶1，陈莫源1，魏绪英2，李梓恒1，黄伟豪1，游 欣1，黄 婷1，蔡军火1*

（1. 江西农业大学 园林与艺术学院, 江西 南昌 330045；2. 江西财经大学 艺术学院，江西 南昌 330032）

【目的】萍乡市是我国第一批海绵城市的试点城市，大尺度范围的雨水设施格局规划或布控研究需要进一步研究，旨在为萍乡市和其他南方多雨型城市的海绵城市建设提供技术参考与案例借鉴。【方法】以萍乡市主城区的年径流总量控制率为海绵城市建设目标，借助GIS技术，利用排水管网、降雨量、用地现状等基础资料，建立研究区域的SWMM模型，再利用AHP法和容积法计算得出LID设施布设方案，并通过不同降雨事件模拟其径流控制效果。【结果】在该目标下绿色屋顶率、渗透铺装率和生物滞留设施率分别需要达到44.51%，22.80%和14.10%；该方案对重现期p=1a、p=2a、p=5a、p=10a、p=20a的降雨径流削减比例分别为47.25%，44.23%，42.51%，40.67%和37.76%。【结论】海绵城市LID设施布设后能够满足要求并有效缓解城市内涝现象，但面对大雨、暴雨仍需要结合传统排水系统共同发挥作用。

低影响开发；绿色雨水基础设施；SWMM雨洪模型；年径流总量；GIS技术

【研究意义】中国城市化快速推进的同时，环境问题也日益严重（如城市内涝屡屡发生）[1-2]。为有效治理城市内涝，2014年住建部及时组织编制了《海绵城市建设技术指南——低影响开发（low impact development，LID）雨水系统构建（试行）》（下称《指南》），倡导并推行LID雨洪管理体系。【前人研究进展】海绵城市的建设应根据地域气候、土地性质和建设需求等因素因地制宜地制定合理的指标[3]、配套的策略[4-10]和评估体系[11-13]。SWMM（storm water management model）的模拟能力全面、拟合性强[14-17]且技术成熟，是被广泛应用的雨洪管理模型[18-19]。SWMM不仅能够模拟城市雨水管网系统[16,20-21]和下垫面污染物累积和冲刷过程[22-24]，还能兼顾城市排水与防洪，用于模拟河道水情和涝情[25-27]，也可模拟绿色雨水基础设施（green stormwater infrastructure，GSI，下简称为雨水设施）的径流控制效果[28-33]。目前，国内相关的应用研究多限于中、小尺度（如小区域、居住区、校园等）的规划设计[34-41]及其雨水设施的设计与应用[42-56]等方面，较少涉及大尺度范围（如城市的全市、大河流域）的雨水设施格局规划或布控研究。【本研究切入点】为此，本文以我国第一批海绵城市的试点城市——萍乡市为例，将《萍乡市主城区海绵城市控制性规划》的覆盖区域作为研究范围，结合现存的排水系统、降雨量监测数据及海绵城市的规划目标，提出雨水设施的布设方案，并通过构建SWMM雨洪模型对该方案的效果进行模拟评估。【拟解决的关键问题】为萍乡市和其他南方多雨型城市的海绵城市建设提供技术参考与案例借鉴。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

萍乡市（27°20′~28°0′N，113°35′~114°17′E）位于赣、湘两省交界处，全市土地面积3 823.99 km2，人口185.16万，主城区面积120.38 km2。萍乡市属典型的亚热带湿润季风气候，降水充沛，时空分布不均匀。年均降雨量1 600 mm，夏季多暴雨，仅4~6月降雨量可达700 mm（占全年44%）；市区恰处丘陵低洼地带，遇强降雨天气极易发生城市内涝。为应对特殊的区域气候和复杂的地理条件，萍乡市在2018年制定了《落实海绵城市建设目标与技术指标》方案，明确提出年径流总量的具体控制目标。

1.2 研究方法

1.2.1 SWMM模型构建 （1）研究区概化。将用地现状、排水管网和CAD文件等资料转化为ArcGIS中的数据文件，再基于DEM数据、水文资料及实况分析划分子汇水区。

（2）模型参数设定。参考相关文献、SWMM手册和当地实际状况，将透水区的洼蓄量和曼宁系数分别初设为6.2 mm、0.032；不透水区的洼蓄量和曼宁系数分别初设为3.4 mm、0.012；管道曼宁系数的取值为0.013~0.015，其他参数均使用模型手册推荐值。

1.2.2 雨水设施布设 （1）重建子汇水区管控目标。根据海绵城市控制总目标，按面积加权法计算得出每个子汇水区的年径流总量目标控制率。然后以2014—2018年的逐日降雨资料为基础，通过绘制降雨量——年径流总量控制率曲线求出各子汇水区管控目标所对应的设计降雨量。

（3）雨水设施选择。因SWMM中内置的雨水设施分类与《指南》不完全一致，本文将雨水花园、植草沟、下沉式绿地一并归列为生物滞留设施，仅选择绿色屋顶、渗透铺装和生物滞留设施3大类雨水设施应用于研究区域（用地性质不变）。

（4）雨水设施比例确定。结合海绵城市实际现状、文献资料、业内专家意见选取评价指标，并利用AHP法进行权重比计算，构建雨水设施比重计算模型，从而确立各子汇水区的雨水设施的雨水控制总体积分解比例。再通过SWMM模拟来进行调整，以最终确定设施的种类和规模，使其达到径流量管控目标。

2 结果与分析

2.1 SWMM模型

经模型测算，研究范围内陆地总面积为107.20 km2，其中建筑、道路（含广场）、绿地（含其他非硬质地面）的面积分别为27.41 km2、14.24 km2和65.55 km2（图1）。

图1 研究区域现状

图2 研究区域计算单元与子汇水区划分

将研究区划分为6个计算单元（A、B、C、D、E、F），面积分别为2 805.59，1 980.53，1 466.41，1 315.44，2 057.27，1 094.84 hm2，共360个子汇水区（编号0～359，面积为0.40~806.88 hm2），其中，A区和B区为新城区，处于待开发阶段，有少量工业厂房集中于各区的南部；C区为萍乡市老城区，建筑、人口密度大，用地紧张；D区分布有较多商住小区，生态涵养绿地约占该区面积的1/3；E区则主要由横龙公园和其他绿地及未开发的备用地组成，F区除约1/3的工业用地外均为生态涵养绿地（图2）。结合本地气候特征与资料查阅，将降雨雨峰系数（）取值0.4，间隔时长为1 min，计算得出重现期=1 a、2 a、5 a、10 a、20 a在降雨历时t=3 h的降雨量分别为58.37，72.08，90.20，103.91，117.61 mm。

2.2 雨水设施布设方案与校验

2.2.1 雨水设施调蓄容积 依据萍乡市海绵办提供的主城区年径流总量控制目标等资料（图3），经加权计算得到A、B、C、D、E、F共6个片区各子汇水区的平均目标控制率分别为80.16%、79.00%、72.82%、76.99%、82.45%和77.92%（图4）。

图3 萍乡市主城区年径流总量控制目标

（图片来源：萍乡市规划局）

图4 各子汇水区年径流总量控制目标

（图片来源：萍乡市规划局）

以2014—2018年的逐日降雨资料为基础，得出年径流总量控制率（）、降雨量（）关系式为=1.528 9e0.037 1x，分别计算各子汇水区管控目标所对应的设计降雨量（图5）。但考虑到绿化种植、施工工艺等不确定性因素，有可能会使雨水设施有效容积减少，故在容积法计算结果的基础上额外增加5%余量，以此作为每个子汇水区所需的调蓄容积（图6）。

图5 子汇水区设计降雨量

（图片来源：萍乡市规划局）

图6 子汇水区调蓄容积

（图片来源：萍乡市规划局）

2.2.2 雨水设施参数 雨水设施参数均参照SWMM用户手册及《室外排水设计规范》（GB 50014—2006，2014年版）并参考实际工程参数的基础上，确定研究区雨水设施的主要参数（表1）。

表1 SWMM模型雨水设施主要参数

经计算，在研究区域内，绿色屋顶率、渗透铺装率和生物滞留设施率为44.51%、22.80%和14.10%。这说明，主城区LID海绵设施的布设或改造应以绿色屋顶为主，其次为渗透铺装率，辅以生物滞留。从图7~9可知，3大典型类型的雨水设施的预计布设密度均以C区（老城区）最高，其次为D区和B区，最少的为F区（新城区）。

其中，在萍乡市主城区的六大片区内，以C区（老城区，建筑密集，人口密度大）的绿色屋顶预算配置率最高（高达59.1%），其次为B区（46.8%）和D区（42.7%），最少的为E区（24.4%）和F区（24.8%），见图7。另外，而渗透铺装配置率以D区最高（30.7%），其次为B区（28.6%）和C区（28.1%），最低的为F区（16.2%），见图8；生物滞留设施配置率最高的是C区（达27.7%），其次为D区（16.1），最少的为F区（8.7%），见图9。这说明，在萍乡市的老城区（C区），建筑和铺装过多，不透水率和径流系数均较高，应集中布设或升级改造绿色屋顶、渗透铺装、生物滞留3种绿色雨水基础设施，从而有效减少地面径流量。

图7 绿色屋顶率

图8 渗透铺装率

图9 生物滞留设施率

2.3 模拟结果分析

2.3.1 年径流总量模拟分析 以2014—2018年的降雨量数据对雨水设施的布设方案进行SWMM模拟，计算得出各年的径流总量控制率分别为79.22%，78.84%，79.11%，79.14%和78.99%，均高于设定值（78.83%），模拟结果达标率为100%（图10）。这表明，雨水设施的规划方案能够较好地达到海绵城市的径流总量管控目标，模拟结果比较接近实际情况。文中采用逐日降雨的监测数据进行模拟，不仅能够较为精准地模拟雨水径流的产流过程和雨水设施作用的发挥过程，还能够考虑到降雨分布不均及极端降雨事件的情况。

图10 2014—2018各年径流总量控制率

2.3.2 不同重现期径流总量控制分析 为了校验在年径流总量控制达标情况下雨水设施的布设对不同重现降雨事件的径流总量控制效果，本文以降雨历时为3 h重现期分别为1 a、2 a、5 a、10 a、20 a的设计降雨量对雨水设施布设前、后进行径流总量模拟比较，结果见图11。

图11 不同重现期降雨下雨水设施径流控制效果

重现期为1 a、2 a、5 a、10 a、20 a的降雨量分别为58.37，72.08，90.20，103.91，117.61 mm。在雨水设施建设前雨量径流系数分别为0.442 4，0.444 7，0.446 1，0.447 3和0.449 8，与使用典型用地下垫面构成计算得到的综合径流系数0.441 4接近，表明SWMM模拟精确可信。

图11表明，在雨水设施布设后，不同降雨重现期的径流总量随着重现期雨量的提高而提高；而雨水设施对不同重现期降雨的径流总量削减率会随着降雨重现期（=1 a、2 a、5 a、10 a、20 a）的增大而下降，分别为47.25%，44.23%，42.51%，40.67%和37.76%。这表明雨水设施对小、中型或重现期小的降雨事件效果较好，在应对大雨、暴雨等降雨事件时仍需与传统灰色基础设施相结合[57-60]。即要遵循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三者相互补充、相互依存的原则。

3 讨 论

海绵城市建设是一项长期的、循序渐进的巨大工程。从资源利用角度讲，通过对雨水的蓄存和释放，调节城市水的循环[61]，提高水资源的利用[62]，进行低影响开发[63]，能够有效减少或减轻城市内涝的发生。海绵城市是由“工程治水”转变为“生态治水”[64]，是顺应自然的体现[65]，也是建设生态文明城市的必经之路[66-67]。本文通过构建SWMM模型，依据管控目标，经AHP法和容积法计算与分解，得到基于年径流总量控制目标的萍乡市主城区雨水设施配置方案，并对该方案进行了效果校验。结果如下。

（1）在2014—2018年，每个子汇水区的平均年径流总量管控率的偏差介于-4.242%～4.234%。基于年径流总量控制的子汇水区管控目标设定是较准确的，与其对应的雨水设施布设方案也是可行的。偏差产生的原因有：①降雨初期，雨水设施能够较好的控制地表径流。但随着降雨历时的延长，地表土壤接近田间持水量，雨水设施“吸水”趋于饱和，失去雨水径流调蓄作用，其截留水量占降雨量的比例小，计算结果会偏低；②在计算调蓄容积时，人为地增加膨胀系数，会使理论调蓄容积大于实际需要调蓄的容积，即计算结果会高于目标值。

（2）在萍乡市的老城区（如C区）不仅人口集中，建筑密度大，而且部分建筑的年代久远。根据SWMM模型设计方案，应在老城区重点加大布设绿色屋顶和渗透铺装的配置比率。为避免盲目推行上述雨水设施的建设造成的较大负面影响，建议采取“灰、绿”结合的方式，以改造地下管网或通过增设蓄水池等工程性措施为主，减少地表径流量。其次，对于部分极难进行雨水设施建设的地块，可以将调蓄容积分配至临近区块的方法。

（3）目前，国内对城市非点源污染的管控和关注还不够[68-69]。笔者仅以年径流总量控制为目标，尚未涉及径流污染控制和偶发性暴雨或极端降雨事件。有待将综合控制径流量和削减污染量共同作为管控目标指导LID布设方案，有效促进生态效益的提高[70-71]。此外，不同的绿色雨水基础设施因其结构和材料不同，功能也各有侧重。后续研究还应着力研究不同雨水设施的植物材料选择与配置。

[1] 吴玉成. 我国城市内涝灾害频发原因分析[J]. 中国防汛抗旱, 2011, 21(6): 7-8.

[2] 周宏, 刘俊, 高成, 等. 我国城市内涝防治现状及问题分析[J]. 灾害学, 2018, 33(3): 149-153.

[3] 李俊奇, 王文亮, 车伍, 等.海绵城市建设指南解读之降雨径流总量控制目标区域划分[J]. 中国给水排水, 2015, 31(8): 6-12.

[4]康丹, 叶青. 海绵城市年径流总量控制目标取值和分解研究[J]. 中国给水排水, 2015, 31(19): 126-129.

[5] 潘笑文, 徐得潜. 基于典型年法的海绵城市建设控制指标研究[J]. 水土保持通报, 2017, 37(1): 123-127.

[6]王文亮, 李俊奇, 车伍, 等. 雨水径流总量控制目标确定与落地的若干问题探讨[J]. 给水排水, 2016, 52(10): 61-69.

[7] 王文亮, 李俊奇, 车伍, 等. 海绵城市建设指南解读之城市径流总量控制指标[J]. 中国给水排水, 2015, 31(8): 18-23.

[8] 车伍, 赵杨, 李俊奇, 等. 海绵城市建设指南解读之基本概念与综合目标[J]. 中国给水排水, 2015, 31(8): 1-5.

[9] 任心欣, 汤伟真. 海绵城市年径流总量控制率等指标应用初探[J]. 中国给水排水, 2015, 31(13): 105-109.

[10] 姜勇. 武汉市海绵城市规划设计导则编制技术难点探讨[J]. 城市规划, 2016, 40(3): 103-107.

[11] 由阳, 朱玲, 朱淑兰. 模型法海绵城市建设效果评估——以贵州省贵安新区中心区为例[J]. 给水排水, 2018, 54(1): 36-43.

[12] 高峰, 蔺欢欢. 海绵城市的建设与评估概念模型构建研究[J]. 国际城市规划, 2017, 32(5): 26-32.

[13] 王诒建. 海绵城市控制指标体系构建探讨[J]. 规划师, 2016, 32(5): 10-16.

[14] 史蓉, 赵刚, 庞博, 等. 基于GLUE方法的城市雨洪模型参数不确定性分析[J]. 水文, 2016, 36(2): 1-6.

[15] 张爽. 基于SWMM的海绵城市排水系统模拟计算及分析[D]: 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2018.

[16] 熊丽君, 黄飞, 徐祖信, 等. 基于SWMM模型的城市排水区域降雨及地表产流特征[J]. 应用生态学报, 2016, 27(11): 3659-3666.

[17] 沈玉超. 基于SWMM的海绵城市防洪排涝效果评估[D]: 大连: 大连理工大学, 2016.

[18] 王晓霞, 徐宗学. 城市雨洪模拟模型的研究进展[C]//中国水利学会: 中国水利水电出版社, 2008: 183-191.

[19] 李玥, 俞快, 程娘珠, 等. 低影响开发的7种城市雨洪管理模型[J]. 广东园林, 2016, 38(4): 9-13.

[20] 毛剑东, 顾素恩, 陈梅君, 等. 基于SWMM的城市排水管网优化模拟[J]. 水利水电技术, 2015, 46(1): 114-117.

[21] 王芮, 李智, 刘玉菲, 等. 基于SWMM的城市排水系统改造优化研究[J]. 水利水电技术, 2018, 49(1): 60-69.

[22] 肖存艳, 傅春, 詹健. 基于SWMM的中尺度雨水系统构建下的水质水量模拟[J]. 水利水电技术, 2018, 49(3): 17-25.

[23] 金建华, 徐振韬, 金溪, 等. 基于SWMM的天门北城区排水系统削峰及控污模拟分析[J]. 给水排水, 2018, 54(5): 121-126.

[24] 赵磊, 杨逢乐, 袁国林, 等. 昆明市明通河流域降雨径流水量水质SWMM模型模拟[J]. 生态学报, 2015, 35(6): 1961-1972.

[25] 张彬, 戴贤波, 徐向阳, 等. SWMM模型在感潮河网城市排水防涝计算中的应用[J]. 水电能源科学, 2014, 32(10): 56-59.

[26] 符锐. 基于SWMM模型的山前平原区城市排水防涝计算方法探究[J]. 人民珠江, 2019, 40(2): 1-5.

[27] 王路平, 曾磊, 刘俊, 等. 基于内涝防治目标的雨水调蓄池设计[J]. 水电能源科学, 2021, 39(2): 47-50.

[28] 孙志康, 李翠梅, 程桂, 等. 基于SWMM的LID组合措施水文水质模拟效果研究[J]. 中国农村水利水电, 2017(12): 109-114.

[29] 胡作鹏, 刘志强, 彭森, 等. 低影响开发(LID)雨水径流控制效果模拟[J]. 环境工程学报, 2016, 10(7): 3956-3960.

[30] 何爽, 刘俊, 朱嘉祺. 基于SWMM模型的低影响开发模式雨洪控制利用效果模拟与评估[J]. 水电能源科学, 2013, 31(12): 42-45.

[31] 陈莎, 陈晓宏. 城市雨水径流污染及LID控制效果模拟[J]. 水资源保护, 2018, 34(5): 13-19.

[32] 刘小壮. 基于SWMM建筑小区LID方案比选及水量水质的模拟评估[D]. 湖南: 湖南大学, 2018.

[33] 潘峰. 基于SWMM的校园降雨径流模拟与LID改造方案研究[D]. 保定: 河北农业大学, 2021.

[34] 宋翠萍, 王海潮, 唐德善. 暴雨洪水管理模型SWMM研究进展及发展趋势[J]. 中国给水排水, 2015, 31(16): 16-20.

[35] 王森, 朱光远, 相文宁, 等. 南京市中新生态科技岛海绵城市专项规划技术要点[J]. 中国给水排水, 2018, 34(14): 6-9.

[36] 曹万春, 林俊雄, 蒋彬, 等. 海绵城市建设技术适宜性分析及规划指引研究[J]. 中国给水排水, 2018, 34(8): 5-10.

[37] 徐刚, 毛羽. 基于多学科数字技术应用的山地型城市设计实践——以重庆前沿科技城为例[J]. 国际城市规划, 2018(1): 43-51.

[38] 李卓. 基于SWMM模型的萍乡市老城区雨洪多情景模拟评价[A]. 中国城市规划学会、杭州市人民政府. 共享与品质——2018中国城市规划年会论文集（08城市生态规划）[C]. 中国城市规划学会、杭州市人民政府: 中国城市规划学会, 2018: 17.

[39] 陈娜, 马伯, 向辉, 等. 基于径流目标分解的南方低山丘陵区海绵城市建设——以湖南凤凰县为例[J]. 经济地理, 2018, 38(8): 67-75.

[40] 张靖晨. 基于SWMM模型的深圳市某流域排涝系统规划研究[D]. 天津: 天津大学, 2017.

[41] 朱江, 王国玉, 马竣才, 等. 西北地区海绵城市建设“治山”模式初探——以西宁市海绵城建设试点13排水分区总体规划为例[J]. 中国园林, 2018(S1): 33-38.

[42] 陈垚, 段玲红, 熊毅, 等. 海绵城市建设中雨水花园的维护管理[J]. 给水排水, 2017, 53(S1): 93-96.

[43] 陈自强. 厦门市灌新路海绵设施设计特色[J]. 中国给水排水, 2018, 34(10): 1-6.

[44] 焦胜, 贺颖鑫, 罗碧虹, 等. 基于雨水年径流控制的下凹式绿地面积比研究[J]. 给水排水, 2016, 52(S1): 66-72.

[45] 吴梁, 唐建超, 尚成厂. 透水沥青路面在海绵城市中的应用[J]. 筑路机械与施工机械化, 2018, 35(8): 60-64.

[46] 孟莹莹, 王会肖, 张书函. 生物滞留设施规模设计方法研究[J]. 水文, 2018, 38(3): 7-12.

[47] 刘金, 步兵, 张磊, 等. 海绵化道路抗裂渗水分流层新技术应用[J]. 施工技术, 2018, 47(2): 112-115.

[48] 赵军, 林军志, 龚华凤, 等. 海绵城市中生物滞留沟对路基水分场分布的影响[J]. 科学技术与工程, 2018, 18(7): 239-245.

[49] 宫曼莉, 马玉坤, 赵江, 等. 雨水花园施工过程的场地污染特征研究[J]. 中国给水排水, 2018, 138(9): 128-133.

[50] 汤薇. 海绵城市高强轻质透水干粉砂浆的应用与探索[J]. 新型建筑材料, 2018, 45(6): 53-55.

[51] 邱威, 曹政, 张宽地, 等. 自动冲洗式雨洪资源利用新装置[J]. 水资源与水工程学报, 2018, 138(2): 146-149.

[52] 焦胜, 戴妍娇, 贺颖鑫. 绿色雨水基础设施规划方法及应用[J]. 规划师, 2017, 33(12): 49-55.

[53] 费文君, 丁佳颖, 曹颖. 从“泄洪沟”到“海绵园”的滨水绿地适用性设计[J]. 中国园林, 2018(2): 106-111.

[54] 陈珂珂, 何瑞珍, 梁涛, 等. 基于“海绵城市”理念的城市绿地优化途径[J]. 水土保持通报, 2016, 36(3): 258-264.

[55] 吴珊, 程玉林, 侯本伟, 等. 模型参数不确定性对排水管网功能状态评价的影响[J]. 北京工业大学学报, 2021, 47(3): 280-292.

[56]王路平, 曾磊, 刘俊, 等. 基于内涝防治目标的雨水调蓄池设计[J]. 水电能源科学, 2021, 39(2): 47-50.

[57] 常晓栋, 徐宗学, 赵刚, 等. 基于SWMM模型的城市雨洪模拟与LID效果评价——以北京市清河流域为例[J]. 水力发电学报, 2016, 35(11): 84-93.

[58] 邓国斌. 基于SWMM模型的海绵城市建设技术适应性研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2017.

[59] 李春林, 刘淼, 胡远满, 等. 基于暴雨径流管理模型(SWMM)的海绵城市低影响开发措施控制效果模拟[J]. 应用生态学报, 2017, 28(8): 2405-2412.

[60] 陈言菲, 李翠梅, 龙浩, 等. 基于SWMM的海绵城市与传统措施下雨水系统优化改造模拟[J]. 水电能源科学, 2016, 34(11): 86-89.

[61] 徐海顺, 张青萍, 曹天鸣, 等. 基于“天·地·城·水”的海绵城市水文生态过程空间模拟研究[J]. 现代城市研究, 2017(7): 2-8.

[62] 章林伟. 海绵城市建设概论[J]. 给水排水, 2015, 51(6): 1-7.

[63] 崔广柏, 张其成, 湛忠宇, 等. 海绵城市建设研究进展与若干问题探讨[J]. 水资源保护, 2016(2): 1-4.

[64] 胡灿伟. “海绵城市”重构城市水生态[J]. 生态经济, 2015, 31(7): 10-13.

[65] 俞孔坚, 李迪华, 袁弘, 等. “海绵城市”理论与实践[J]. 城市规划, 2015, 39(6): 26-36.

[66] 李运杰, 张弛, 冷祥阳, 等. 智慧化海绵城市的探讨与展望[J]. 南水北调与水利科技, 2016, 14(1): 161-164.

[67] 袁再健, 梁晨, 李定强. 中国海绵城市研究进展与展望[J]. 生态环境学报, 2017, 26(5): 896-901.

[68] 聂铁锋. 广州市城区暴雨径流非点源污染负荷核算技术研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2012.

[69] 马振邦, 李超骕, 曾辉. 快速城市化地区小流域降雨径流污染特征[J]. 水土保持学报, 2011, 25(3): 1-6.

[70] 贺文彦, 谢文霞, 赵敏华, 等. 海绵城市试点区域内面源污染发生过程及其对水体污染负荷贡献评估[J]. 环境科学学报, 2018, 38(4): 1586-1597.

[71] 王蓉, 秦华鹏, 赵智杰. 基于SWMM模拟的快速城市化地区洪峰径流和非点源污染控制研究[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2015(1): 141-150.

Research on Planning and Layout of LID Facilities in Sponge Cities Based on SWMM: A Case Study in Pingxiang City

ZHANG Yao1, CHEN Moyuan1, WEI Xuying2, LI Zhiheng1, HUANG Weihao1,YOU Xin1, HUANG Ting1, CAI Junhuo1*

(1. College of Landscape Architecture, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 2. College of Art, Jiangxi University of Finance and Economics, Nanchang 330032, China)

Pingxiang City is one of pilot cities for the first batch of sponge cities in China. The large-scaled pattern planning or distribution control research of rain water facilities needs further study, aiming to provide technical references and case studies for the construction of a sponge city in Pingxiang City and other southern China’s rainy cities.Taking the annual runoff control rates of a sponge city in the urban areas of Pingxiang City as the target, based on GIS technology, using the basic data of pipe networks, rainfalls and status quo of land use, etc., SWMM model of the study area was established. The planning of green stormwater infrastructures was calculated by AHP and volumetric method. The runoff control effect was then simulated by different rainfall events.The results showed: under this respective target, the green roof rate, osmotic pavement rate and bioretention facility rate need to reach 44.51%, 22.80% and 14.10%, respectively; For the return periods, p=1a, p=2a, p=5a, p=10a, and p=20a, the rainfall runoff reduction ratios were 47.25%, 44.23%, 42.51%, 40.67%, and 37.76%, respectively.LID facilities in sponge cities could meet the requirements and effectively alleviate the urban waterlogging, but in face of heavy rains, the combination with the traditional drainage system still needed.

LID; green stormwater infrastructure; SWMM; total annual runoff; GIS

TU985

A

2095-3704（2021）02-0219-09

2020-10-18

2021-01-11

萍乡市海绵城市建设重大科技专项（JXPX-2016011）和国家自然科学基金项目（31560226）

张瑶（1994—），硕士生，主要从事园林植物栽培与繁育研究，2729396106@qq.com；*通信作者：蔡军火，教授，硕导，Cjhuo7692@163.com。

张瑶, 陈莫源, 魏绪英, 等. 基于SWMM的海绵城市LID设施规划与布局——以萍乡市为例[J]. 生物灾害科学, 2021, 44(2): 219-227.