基于SWMM模型的低影响开发雨水系统在市政道路设计中的应用

文/易静 中国市政工程华北设计研究总院有限公司浙江分公司 浙江杭州 310000

1、工程概况

该工程主要位于某地区经济发达区域，总共涉及面积大概在900㎡左右，按照项目规划方案，该区域内共规划14条市政道路，其中主干道有2条，次干道为4条，支路为8条，区域总体长度大概在9.86千米。此次研究的范围当中现状道路有八段道路，长度大概在5.52千米，该区域内有少量路段已经改造成非透水沥青罩面，剩余路段还没有改造。按照该区域道路分布情况，因此此次是对非机动车道和绿化带进行改造，采用透水沥青罩面方式，对于现状道路进行重新建设。

对该项目地质情况进行勘测，区域内土壤表层主要为人工素填土，成分为粘性土，第二层主要是砂质粘性土，其中还少量夹杂着沙砾。项目范围那地下水埋深大约在3.5米左右，主要是径流侧向补水和大气降水。

2、总体设计

2.1 设计目标

此次设计目标主要包含控制径流峰值和控制径流总量。为了实现控制径流总量，主要是通过控制年径流总量，应该按照道路断面形式以及实际构造情况，针对不同等级道路使用不同的年径流总量控制：对城市主干道进行新建或者重建，使其年径流总量控制率可以维持在70%左右，对城市次干道进行重建或新建，使其年径流总量控制率可以维持在75%左右，对城市支路进行新建和重建，使其年径流总量控制率可以维持在80%左右。

2.2 设计方案

设计的总体思路主要是先对传统雨水径流快排模式进行改变，按照实际情况布置低影响开发设施，在此基础上借助道路绿化带蓄滞雨水径流，不断延长水流路径，这样能够在一定程度上能够减少径流总量，全面控制面源污染。

按照实际设计方案，采用透水沥青对到路车行道进行重建，使其能够续存雨水，有效减少径流峰值。对于改造范围内的自行车道使用全透水沥青路面进行改造，并且在此基础上铺设透水砖，这样可以滞留雨水径流。此外，将绿化隔离带设置为生物滞留设施，这样能够对地下水进行有效补充，最大限度地降低外排雨水总量。下图为雨水径流排放路径。

图1 雨水径流排放路径

2.3 模型建立方式

此次研究在评价市政道路滞蓄检排效果时主要是采用专业的低影响开发软件进行模拟评价。对典型年降雨进行模拟，这样能够得到年径流总量的控制目标，对单场设计降雨进行模拟，这样可以得到峰值流量控制目标。此次在选取典型年降雨时间段时主要设定在2015年。

此次研究分别构建了低影响开发市政道路模型和传统市政道路模型，并且对以上两种道路模型进行对比分析，这样能够直观显示出影响开发设施的水文效应。为了提升市政道路低影响开发雨水系统设计方案的表达准确性。图2 为SWMM模型构建界面。在构建模型时主要采用的是详细模型，在工程范围内的人行道，车行道以及影响开发设施等设置汇水区，在整个道路模型中总共建立了48个汇水区。有效结合设计目标，并且使用迭代式算法，对低影响开发设施的各项参数进行反复调整，直至各项参数符合设计目标要求。

图2 SWMM模型构建界面

3、验证模型

因为SWMM模型没有相应的低影响开发设施当中的水质模块。此次研究没有涉及到评估低影响开发设施雨水径流水质控制效果。

3.1 径流总量控制

在应用影响开发设施之后，设计范围的主干道道路年经流总量控制率与设计目标数据一致，支路年径流总量控制率比设计目标高，探究产生的原因主要是由于车行道面积不大，影响开发设施能够充分控制雨水径流量，工程范围内的次干道道路已经全部使用非透水沥青路面进行重建，这就相应降低了，年净流总量控制率。由于该区域某些主干道具备较宽的绿化带，因此，年径流总量控制率可以超过80%以上，通过一项数据可以看出道路绿化带能够较好的控制雨水径流量。

3.2 峰值流量控制

在应用低影响开发设施之后，该工程范围内大多数道路的峰值流量较改造之前明显降低。对于非透水沥青路面重建的道路，相比于其他重建道路，该路段在五年一遇峰值比较接近于传统两年一遇峰值，从以上对比数据可以看出，非透水沥青路面可以在一定程度上减低径流峰值，对于进行全透水重建的道路，其具有非常好的峰值流量减低效果。根据此次研究结果可以看出，市政道路低影响开发设计能够有效改善城市排水设计。

结语：

综上所述，市政道路SWMM模式低影响开发设计能够有效评价的影响开发设施对于水径流的控制效果，并且能够对设施参数进行确定和计算，以此作为低影响开发设施工程设计的技术基础。采用低影响开发设施能够对市政道路排水系统进行合理布局设计，并且能够对道路径流进行有效组织，降低径流峰值，控制年径流总量，提升市政道路排水实效性。

[1]汤伟真,任心欣,Michael A.Port,等.基于SWMM的市政道路低影响开发雨水系统设计[J].中国给水排水,2016,32(03)：109-112.

[2]刘海红,黄丹,范浩宇.“海绵城市”理念下,构建低影响雨水开发系统的研究综述[J].商 ,2016,12(27)：104.

[3]张翼.低影响开发雨水系统在市政道路设计中的应用[J].城市道桥与防洪 ,2016,10(09)：158-160+16.