12月1日,住建部办公厅发布关于海绵城市建设监测标准、专项规划与设计标准、工程施工验收与运行维护标准等三项国家标准的征求意见,推动海绵城市快速建设。
1、传统海绵城市设计的地理依据
CAD地形测绘图纸
地理信息采集困难,有些地方拒绝测量,有些地方难以测量。
CAD图纸部分地方信息不全,或者信息表达错误。
2、Bentley实景模型给海绵城市规划带来的好处
Bentley实景建模技术——将真实的图像带入您的基础设施项目中
通过Context Capture生成高保真三维影像,全方位查看,地形地貌一览无遗,为海绵城市低影响开发设施的布置提供了确切的依据,降低了设施布置的错误率。解决设施能够放、放得下的问题。
在三维视图界面内可以直接精确地测量读取任意点的高程、高差、距离、体积和表面积等地理信息,能够精确的划分出下垫面雨水汇集的水流方向,根据实际径流方向来规划排水分区和排水组织,告别雨水流向划分错误、低影响开发设施集不到雨水等情况。
为海绵城市建设的规划提供了宝贵的基础资料,而且节约了大量时间,无人机照片采集后,使用Context Capture生成,一次建模可反复使用,减少了人工重复测量和数据的处理,大大减少了工作量,缩短了工作周期。
无人机倾斜摄影技术,利用无人机搭载摄影相机,从垂直、倾斜等多角度采集影像
3、Bentley实景建模技术工作流程
1、海绵城市的定义
顾名思义,海绵城市是城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,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。
海绵城市——低影响开发雨水系统
结合用地功能和布局,分界和明确各地块单位面积控制容积、下沉式绿地率及下沉深度、透水铺装率、绿色屋顶率。
根据年径流总量控制率,计算各个地块的总径流量,容积法计算各个地块的调蓄容积;
根据调蓄容积,选择各种低影响开发设施,并分配各种低影响开发设施的调蓄容积,建立排水组织,将雨水量分配到各个低影响开发设施中,实际LID的收集情况无从得知;
大体水质计算,或者无法计算分析水质,水质指标实际情况堪忧
SewerGEMS是美国Bentley公司旗下的一项完全动态的多平台程序,可用于分析和设计城市雨水输水系统、废水收集以及泵站系统。可与独立平台、AutoCAD、ArcGIS 和 MicroStation 实现互用的污水及雨污混合模型。
在海绵城市项目中用于排水系统规划设计、暴雨分析、沟渠与管道混合计算,从时间尺度上,可以对整个降雨事件中的模型进行模拟分析。
SewerGEMS可简化建模流程,使工程师有更多时间来设计、分析和运营污水或雨污排放混合系统
SewerGEMS可直接结合AutoCAD来进行建模,可以完全融合CAD,简化了文件转换,省去了多软件之间切换,给设计师带来了方便。
5、SewerGEMS在海绵城市的应用
(1)细致分配和估算雨水载荷
利用实景建模的地理信息,根据下垫地面雨水径流方向、屋面雨水径流方向、管网流向对下垫面进行排水分区划分,有了实景技术的支持,排水分区的划分可以近似模拟实际的雨水汇集情况,并可以根据低影响开发的设施来合理规划模拟出排水组织的径流方向。
雨水管网水力参数:通过管网图纸和实测获得较为真实的数据
水文模型参数:根据实际地形的划分和测量,并参考美国环保署SWMM用户手册来确定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参数。
(3)模拟和分析
(5)排水水量、流量等水文水力学指标模拟分析
SewerGEMS可自由模拟各种污染物,模拟海绵城市项目中城市雨水管网要求达标的各类水质指标。
SewerGEMS可模拟各种下垫面的污染物积累增长、冲刷、清扫状态和节点污染物处理。
(7)水质分析
SewerGEMS可以分析模拟时间内的径流水质和流量演算水质,通过SewerGEMS的计算概要,可以确定海绵城市项目的径流污染的削减量,为低影响开发设施的水质指标是否达标提供了检测的评判的依据,为海绵城市项目的规划提供有力的保障。
(8)多分案进行比选
SewerGEMS可以分析模拟时间内的径流水质和流量演算水质,通过SewerGEMS的计算概要,可以确定海绵城市项目的径流污染的削减量,为低影响开发设施的水质指标是否达标提供了检测的评判的依据,为海绵城市项目的规划提供有力的保障。
6、SewerGEMS海绵城市项目建模流程
7、SewerGEMS海绵城市实际项目案例分享
项目名称:海沧创新园区海绵城市建设方案
项目地点:厦门海沧区
项目时间:2017.6
项目背景:国务院75号文和市委、市政府统一部署,海沧创新园区是2017年海绵城市建设重点区域。
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“源头排—过程控制—系统治理” 系统的海绵城市建设理念。
项目区位及规划范围
位于厦门市海沧区南部,位于海沧内湖以西,是海沧区的众多工厂仓库聚集地。
总用地面积约1.38平方公里。
下垫面解析
现状用地性质较为单一,主要包过一类工业用地、二类物流仓储用地、道路交通用地和公园路地,绿地面积仅占12.64%,下垫面多为屋面、硬化铺装或道路,硬化程度较高,径流系数大,汇流时间短,海绵城市改造势在必行,且海绵城市改造难度较大。
市政道路已基本建成。
建立实景模型
确定模型各个模块的参数,本次模型参数选择参考SWMM参数表和《厦门市海绵城市建设技术规范》。
根据规划确定区域径流控制目标为不低于69%,设计降雨量不小于26.0,设计暴雨强度采用芝加哥降雨模型和当地暴雨资料相结合来确定。
水质参数确定
定义各种下垫面的土地使用属性。
下垫面的清扫函数
根据不同的水文水力学参数设置不同的模型方案,本次模型根据以下参数不同,设置了不同的分项选择选项,根据不同的分项选择组合生成了12个对比方案。
运行所有的方案,生成计算概要,导出划分的各个地块或者各个节点的计算结果,可以生成报告、图示和数据表格等结果。
计算所有模型,导出模拟期间流量变化过程线,年径流量控制率70%对应的降雨量26.8mm的雨量情况下,年径流控制降雨量已基本达标。
当采用2年一遇133.9mmLID设施的径流量控制率能达到49%;
采用5年一遇194.3mm的降雨量时LID设施的径流量控制率28%;
说明模型效果符合实际情况,模拟程度较高。
排水能力评估
对比添加低影响开发设施前、后以及LID方案二,三种污染物的径流损失、去除量、径流量和积累量,生成污染物相关的图示。
根据图示和数据表格,模型对城市径流污染物的削减已经达标,根据估算。
城市径流污染物中,SS往往与其他污染物指标具有一定的相关性,因此,一般可采用SS作为径流污染物控制指标,低影响开发雨水系统的年SS总量去除率一般可达到40%-60%.年SS总量去除率可用下述方法进行计算:
年SS总量去除率=年径流总量控制率×低影响开发设施对SS的平均去除率。
总体目标基本达到,各个地块厂区也要细分达到各个地块指标,对各个地块进行水量水质分析,确保每个地块达到要求。
OpenRoad Designer采用综合建模环境可直接搭载SewerGEMS、Context Capture平台,统一从概念设计到竣工设计和施工过程,可提供完整且详细的设计功能,适用于勘测、排水、地下设施等设计。
OpenRoad Designer可创建、操纵、设计和分析雨水和污水管网。
12月1日,住建部办公厅发布关于海绵城市建设监测标准、专项规划与设计标准、工程施工验收与运行维护标准等三项国家标准的征求意见,推动海绵城市快速建设。 本文从地形测绘、年径流总量控制率,调蓄容积、水质计算等方面论述了传统技术在海绵城市中的缺陷,并给出了Bentley技术海绵城市解决方案。本解决方案已在具体项目中实施应用,具有很好的实践效果。
智慧水务主要任务是优化供水和饮水安全,随着城市供水集约化发展和管网改扩建力度的加大,自来水公司面临着如何将出厂优质合格的饮用水保质保量地输送到千家万户。由于供水管网结构复杂,对于生产调度仅靠人工经验判断越来越难以适应规模不断扩大的系统;而且,随着管道的老旧破损、接口处漏水等原因造成产销差一直居高不下,掌握给水管网系统的动态运行,是管理者的必备要素。