[发明专利]基于不同下垫面污染物贡献率的海绵城市优化设计方法

说明书

本发明提供了基于不同下垫面污染物贡献率的海绵城市优化设计方法，包括：建立目标研究区的基础资料数据库；根据基础资料数据库构建目标研究区的SWMM模型；基于构建的SWMM模型，模拟计算目标研究区内不同下垫面的各类非点源污染物负荷贡献率，确定各类下垫面的非点源污染特征；对目标研究区进行海绵城市优化设计。本发明基于SWMM模型对目标研究区的不同下垫面的径流污染物进行模拟，获得各类下垫面的非点源污染物负荷贡献率，根据贡献率针对性的进行海绵城市建设优化设计，达到提高海绵城市改造项目的控制径流污染物源头的效果。

技术领域

本发明属于海绵城市建设技术领域，具体涉及基于不同下垫面污染物贡献率的海绵城市优化设计方法。

背景技术

近年来，随着城市化建设不断推进，导致下垫面发生变化，尤其是路面和屋面等不透水下垫面面积大幅增加，绿地面积比例减小，发生降雨时不仅易造成城市内涝问题，而且降雨径流会挟带大量污染物，诱发严重的城市面源污染（也称为非点源污染）问题。

研究表明在一场降雨事件中，不同下垫面对于不同污染物质的冲刷作用不同，下垫面主要分屋面、路面和绿地三种，由于屋面材料多为沥青，因此屋面COD（化学需氧量）和SS浓度（悬浮物浓度）较高；车辆行驶和道路材料的缘故，造成路面TN浓度（总氮浓度）和COD浓度较高；绿地SS浓度较高。所以下垫面的占比会直接影响城市的径流污染程度。现在的城市规划和海绵城市改造中都存在着不透水路面、屋面和绿化面积之间设置比例不合理，盲目开发建设的问题。通过掌握不同下垫面对污染物输送的贡献率，利用贡献率合理规划各下垫面的占比，可为城市规划和海绵城市改造提供有效的技术指导，所以急需一种计算快速，结果精准的污染物贡献率计算方法。

目前对于不同下垫面污染物贡献率的计算方法，主要有以下几种：一是通量法，收集监测点的断面污染物通量，通过物质通量公式计算贡献率；二是利用多元统计法计算污染物贡献率；三是利用主成分分析法分析污染物的贡献率。

然而以上方法存在的问题是：忽视了降雨冲刷的影响、计算结果误差大、不能准确地反映不同下垫面污染物的贡献率；因为降雨强度、降雨历时的不同，需要不断的更新监测数据，导致工作量大。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供基于不同下垫面污染物贡献率的海绵城市优化设计方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了基于不同下垫面污染物贡献率的海绵城市优化设计方法，包括：

建立目标研究区的基础资料数据库；

根据基础资料数据库构建目标研究区的SWMM模型；

基于构建的SWMM模型，获取目标研究区内不同下垫面的各类非点源污染物负荷贡献率，确定各类下垫面的非点源污染特征；

对目标研究区进行海绵城市优化设计。

进一步地，建立目标研究区的基础资料数据库，具体包括：

获取目标研究区的平面设计图和卫星影像图；

根据平面设计图和卫星影像图，对目标研究区内的不同下垫面类型进行划分。

进一步地，基于构建的模型，获取目标研究区内不同下垫面的各类非点源污染物负荷贡献率，确定各类下垫面的各类非点源污染物特征之前，还包括：

获取所述目标研究区不同下垫面的实测流量数据和实测水质数据；

根据实测流量数据对SWMM模型的水文参数进行率定；

根据实测水质数据对SWMM模型的水质参数进行率定。

优选地，获取目标研究区的实测流量数据，具体包括：

监测所述目标研究区的各类下垫面的地表径流流量和关键排水管段流量；