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1、厦门海沧区水力建模实施方案目录一、水力模型管网设计实施方案21.1项目概况21.2作业依据21.3现状规划31.4具体实施流程31.5存在问题分析81.6需求分析9二、建设策略与目标102.1建设策略102.2总体目标102.3具体指标102.4设施选择10三、海绵城市建设效果11四、投资估算与效益分析114.1效益分析11五、保障措施及实施建议125.1保障措施12一、水力模型管网设计实施方案1.1项目概况1.1.1背景资料根据国务院75号文和市委、市政府的统一部署，海沧区政府作为本区海绵 城市建设实施主体，海沧创新园区是海沧区2017年海绵城市建设重点区域。为进一步细化创新园区海绵城市建设
2、目标和具体建设指标，结合城市水环境 综合治理以及创新园区的有机更新等建设内容，明确具体建设项目的主要控制模 式、比例及量值，落实海绵城市设施的类型、布局、规模等要求，避免大拆大建， 体现“源头减排一过程控制一系统治理”系统的海绵城市建设理念。1.1.2地理位置项目区位位于厦门市本岛西部、海沧区南部，北至海沧新城，南接保税港区 A区，西抵海沧南部工业区，东隔海沧内湖和西海域与本岛隔海相望。总用地面积约1.38平方公里。1.2作业依据(1) 道路工程设计图；(2) 海绵城市建设技术指南一一低影响开发雨水系统构建2014年10月；(3) 建筑与小区雨水利用工程技术规范(GB50400-2006)(2
3、014年版)；(4) 室外排水设计规范(GB50014-2006)(2014年版)；(5) 给排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002);(6) 给排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2003);(7) 城市工程管线综合规划规范(GB50289-98);(8) 给排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008);(9) 城市绿化工程施工及验收规范(CJJ/T 82-99);(10) 透水砖路面技术规程(CJJ/T 188-2012);(11) 透水水泥混凝土路面技术规程(CJJ/T135-2009)。1.3现状规划1.3.1现状排水(1) 规划区范围市政道路均敷设有市政
4、雨水管道。(2) 1号1号排水分区受纳水体为一号排洪渠，周边地块主要由10个排水口 排放至一号排洪渠(自贸区公园)。(3) 2号排水分区，受纳水体为海沧内湖，周边地块主要由海景北路(d1200) 和海景南路(d1200)排水管排放至海沧内湖。1.3.2下垫面解析(1) 现状用地性质较为单一，主要包括一类工业用地，二类物流仓储用地， 公园绿地，道路交通用地，行政办公用地，平整地及水域。(2) 市政道路已基本建成。(3) 现状批地主要分为用地红线、用地蓝线两类。(4) 其中，用地红线面积合计88.26公顷，用地蓝线面积合计8.31公顷。1.4具体实施流程1.4.1模型建立(1) 无人机三维成像技术
5、一一就是在无人机上搭载多台传感器，从垂直、倾 斜等不同角度采集影像，通过对倾斜影像数据处理并整合其他地理信息，输出正 射影像、地形图、三维模型等产品，通过无人机生成的三维影像可以作为规划区 的海绵城市设计的基础资料，使海绵城市设计更符合实际情况，设计更精细。(2) sewerGEMS一款用于排水系统规划设计、暴雨分析、沟渠与管道混合计算平台，从时间尺度上，可以对整个降雨历程进行模拟。从模拟内容上，可 以对水量、水质、流速、流量等指标进行模拟分析。SewerGEMS可以集成AUTOCAD、Microstation、ArcGIS等多个平台，无需考虑设计互通，多部门可以 互通配合工作，简化建模流程，
6、提供市政排水管网设计、模拟和规划的各种功能， 自动设计功能只需设置限制条件，系统可以自动在满足设计限制的同时，提供最 具性价比的管道大小和管内底标高建议值，避免挖掘不必要的管沟，最大程度减 少资本投资，优化设计质量，为城市管网设计规划提供最佳方案。另外，还可将 SCADA数据、采样数据、水质探测器数据以及其他数据源整合到一起，建立模型 实时预测潜在溢流、失控的排污和污水管网中的水量，模型可以供给非专业人员 使用，提供简明模报告，帮助工作人员在日常维护过程中提供决策工具，降低系 统故障。(3) 利用市政管网图纸及数据快速建立管网模型，将实景 2D模型导入 sewerGEMS背景层，将CAD平面图
7、导入sewerGEMS背景层根据市政描绘管线， 将管线物理量(用户自定义长度，管材直径，管材材料，粗糙度类型，壁厚度， 粗糙度系数，曼宁系数等)进行录入。(4) 划分汇水分区一一根据实景模型的地理信息对下垫面地面径流方向、屋 面径流方向进行划分，将径流汇集的下垫面划分为排水分区，尽可能的细致分区， 还原实际的排水情况。设计区域内南高北低，竖向最高点位于西南边，最低点位 于东北边；区域内雨水流向较为复杂，整体呈现出由西南向东北汇集；屋面雨水 主要南北两侧双坡排水，通过雨落管流向建筑散水，由暗管直接排入雨水篦子。(1) 水文参数和水力参数雨水管网水力参数一般可以通过管网图纸和实测获得较为真实的数据
8、。水文模型参数的获得相对比较困难，包括地表汇流阶段的汇水区面积、特征 宽度、坡度、不透水率、不透水区曼宁系数、透水区曼宁系数、不透水区洼蓄量、 透水区洼蓄量、产流阶段的最大入渗率、最小入渗率及衰减指数等。(2) 降雨参数频率 历时最大Mhz年一遇133.95年一遇194.31衅一遇237.7(3)下垫面解析结合三维实景模型，将规划区分为37个区域。根据下垫面的透水性能，将规划区分为绿地、屋面、水体、代建平整地、硬 化地面等5种类型。(4) 其他参数确定参考美国环保署EPA-SWMM用户手册默认值。参教堵徐汇水区径浇芳法EPA-SWMMJ.K1 itirn不SAm#水区l.52nim不遥木部分曼
9、了弟粮U.0I2透水鲫曲jt宁寿敏0.15下浮模型CREEN-AMP荐狂竟魔画枳开方注T.l A雨水苞困表函磨旗滁嚏心上填厚度SIHQmiin.0437土堪毛细百米量OJ75LIU-堆水融装袤由暮术深骨ft曼亍蓬敝ILI5孔隙度0.437土 毛地含水量0375表面蓄水深度1咐mmLID弗世屋颐表面曼宁鼠数(IJ4-hWff127mmISN“Qno.Lcon1.4.3模型分析(1) 规划区划分成2000多个排水单元，并建立规划区现状水文水力模型。(2) 现状径流分析：规划区年径流总量控制率为26%。(3) 排水能力评估：2年一遇的降雨雨型进行模拟，红色部分管段的流量较大，易形成地表积水 与现状积
10、水范围基本吻合。(4) 径流污染现状：可以在SewerGEMS中定义协同污染物，例如污染物X可以据用协同污染物 Y，意味着X的径流浓度将是Y浓度的固定分数。采用的初雨径流污染物取值：SS400mg/L，COD 100mg/L，TP 0.3mg/L。在现有的下垫面情况下，发生24小时降雨26.8毫米的事件时，经过现有径 流污染控制设施处理后的雨水，污染物平均浓度SS、COD和TP浓度分别为 394mg/L、98.6mg/L和0.29mg/L。本规划区污染物SS总量为7248千克，COD总 量3141千克，TP总量7.25千克。(5) 低影响开发设施：LID控制是为捕获地表径流，提供滞留、渗入和蒸
11、发蒸腾作用的组合而设计 的低影响开发组件。它们认为是给定子汇水面积的属性。SewerGEMS可以明确 模拟常见的八种不同LID控制：生物滞留池、雨水花园、绿色屋顶、屋面断开连 接、渗流管沟、透水铺装、雨水桶、植物洼池。生物滞留池：是放置在砂砾排水底部之上的工程土壤结构，其上生长有植被 的洼地。它们对直接降雨和来自周围区域的径流提供存储、渗入和蒸发。雨水花 园、街道植物园和绿色屋顶是生物滞留池的各种变化形式。雨水花园：是放置在地势较低地区，通过植物和土壤结构收集或截取直接降 雨和来自周围区域的径流，蓄渗、净化径流雨水的设施。绿色屋顶：绿色屋顶也称种植屋面，是在屋面上布置带有排水材料的种植基 质和
12、景观植物的结构，它可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷。渗流管沟：填充砂砾的浅渠，用于截除来自上游不渗透面积的径流。它们提 供了储存容积和捕获径流的额外时间，为了渗入到原土壤以下。透水铺装：连续多孔路面系统，是开挖的区域，填充有砂砾，利用多孔混凝土或者沥青铺砌。通常所有降雨将立即通过路面进入其下的砂砾蓄水层，在这里 可以在自然速率下渗入到场地土壤。砖块铺砌系统包含了放置在沙子上的不渗透 性铺摊砖块，或者以下具有砂砾蓄水层的豆状砂砾层。降雨在砖块之间的开放空 间捕获，输送到下面的蓄水层和原土壤。雨水桶：雨水桶(或者水槽)，为收集暴雨事件中屋顶径流的容器，可以在 旱季是放或者进行雨水回用。植物洼地
13、：具有坡度的渠道或者洼地，铺砌有擦草坪或者其他植被。它们缓 慢输送收集的径流，允许更长时间深入到其下的原土壤。屋面断开连接：按照屋面排水形式，可分为建筑外排水断接和建筑内排水断 接。(6) 设置不同的模拟方案：分项选择是由17项属性组成，涵盖了整个水文水 质水力学模型需要的所有属性，将这17项属性，按照模型的条件参数等约束设 置完成后，设定自由组合，组合成的17项分项选择即可生成一个方案。本海绵 城市水力模型中的相关方案不同分别设置在：暴雨强度值的差距；LID设施的建设与否；LID水文学数据的选择差异。/ 无标题 辰门市政细致分区加海锵设施，七 I念u 口藏屋藉哽a应降函日荏义， 含 ES施年
14、径海制率而应降雨星 含LID蚀5年悬雨匿口设面1蚱悬雨暇度含口 D设澎髓面簇不含口口的碧融制朔应降雨昼不含 U不含不含UDIS 点庭悬色屋顶顼.6璃营设雀车径淘空制熟应降雨昼 口瞩色屋膜r质糖设督5年聂雨强度而绿色J诙吨调蓄设苞阵聂硒0E禄色屋顶，。,磷2橱前弓曩1.5存在问题分析1.5.1所在流域问题(1) 流域内村庄基本为雨污合流制，现状建成建筑和小区、工业厂房的屋面 以及路面基本为不透水硬化地面，径流系数大，汇流时间短。此外，一号排洪渠(自贸区公园段)和海沧内湖受合流制排水携带的大量污染物的影响，水环境问 题十分突出。(2) 一号排洪渠流域和海沧内湖流域下游山后村、渐美村和兴港路出口加工
15、 区段存在积水现象。1.5.2规划区主要问题(1) 径流面源污染控制率低，景观水体水质差，一号排洪渠(自贸区公园) 和海沧内湖流域水环境水质亟需提升整治工程。(2) 径流总量控制率低，暴雨时多次出现积水问题。海沧创新园区大面积的 非透水地面覆盖，产流系数高，暴雨时易形成大量雨水径流，对下游(山后村、 渐美村和兴港路出口加工区段)原本排水能力不足的管网造成极大的排水压力， 造成城市内涝。此外，创新园区内部分厂区内常因下雨且排水不畅造成局部低洼 积水严重，下雨时极易对工厂生产和周边居民出行造成影响；原绿地稍高于地面， 绿地未充分发挥其雨水渗、滞、蓄的功能，场地的自身雨水调蓄能力极为有限。(3) 景观生态性、功能性较差。原有绿地植被多为单一乔木加草坪，未构建 丰富的乔、灌、草植物层次，与原有的工业厂区向创新园区的定位不符，景观品 质有待提高。此外，部分未建区域杂草丛生，未得到充分利
