●前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意義 2
1.3 海綿城市與低影響開發雨水繫統內涵 3
1.3.1 海綿城市概念 3
1.3.2 LID雨水繫統內涵 4
1.4 國內外研究進展 6
1.4.1 海綿城市建設與LID 6
1.4.2 LID徑流控制效應研究 10
1.4.3 LID措施設計優化與評估 15
1.5 主要研究內容 18
第2章 基於中試試驗的LID措施雨水徑流控制效應研究 20
2.1 中試試驗裝置設計 20
2.1.1 下凹式綠地試驗裝置設計 20
2.1.2 透水鋪裝試驗裝置設計 22
2.1.3 綠色屋頂試驗裝置設計 23
2.1.4 下凹式綠地試驗供水繫統 24
2.1.5 人工模擬降雨繫統 25
2.2 試驗研究方案 25
2.2.1 下凹式綠地試驗研究方案 25
2.2.2 透水鋪裝試驗研究方案 27
2.2.3 綠色屋頂試驗研究方案 28
2.3 試驗結果與分析 28
2.3.1 評價指標 28
2.3.2 下凹式綠地試驗結果分析 29
2.3.3 透水鋪裝試驗結果分析 34
2.3.4 綠色屋頂試驗結果分析 36
2.4 小結 37
第3章 基於現場試驗的LID措施雨水徑流控制效應研究 39
3.1 試驗設施 39
3.1.1 試驗設施設計 39
3.1.2 填料性質及其鋪填情況 41
3.1.3 試驗供水繫統及其徑流走向 43
3.2 試驗研究方案 44
3.2.1 研究因素與方案 44
3.2.2 雨水徑流計算與模擬 45
3.2.3 樣品采集及其水質檢測方法 47
3.3 試驗結果與分析 47
3.3.1 數據分析方法 47
3.3.2 填料含水量變化 48
3.3.3 雨水徑流水量控制效果分析 49
3.3.4 生物炭分布狀態對徑流污染物去除的影響 52
3.3.5 淹沒區高度對徑流污染物去除的影響 56
3.3.6 滲透條件對徑流污染物去除的影響 60
3.4 小結 62
第4章 基於現場監測的LID措施水量水質控制效應研究 64
4.1 監測場地及監測方案 64
4.1.1 透水鋪裝和綠地 64
4.1.2 人工濕地 65
4.2 樣品采集及其水質檢測方法 66
4.3 透水鋪裝和綠地雨水徑流控制效應分析 66
4.3.1 透水鋪裝和綠地雨水徑流水量控制效應分析 66
4.3.2 透水鋪裝和綠地雨水徑流水質特征分析 72
4.4 人工濕地在不同季節和降雨強度下的水質變化分析 76
4.4.1 監測數據整理及其分析方法 76
4.4.2 人工濕地在不同季節下的水質變化分析 78
4.4.3 人工濕地在不同降雨強度下的水質變化分析 82
4.5 小結 88
第5章 基於Hydrus-1D模型的LID單項措施雨水徑流控制效應研究 89
5.1 模型原理與構建 89
5.1.1 水流模型選擇及其參數設定 89
5.1.2 溶質運移模型選擇及其參數設定 90
5.1.3 填料剖面劃分 91
5.2 模型參數率定與驗證 91
5.2.1 參數率定與驗證評價指標 91
5.2.2 評價指標的結果 92
5.3 模擬方案及結果分析 98
5.3.1 防滲型生物滯留池 99
5.3.2 滲透型生物滯留池 107
5.3.3 下凹式綠地 109
5.3.4 透水鋪裝 112
5.4 小結 116
第6章 SWMM模型原理與構建 118
6.1 模型原理 118
6.1.1 水文模塊 118
6.1.2 水質模塊 118
6.1.3 LID措施模塊 119
6.2 研究區域概況 121
6.2.1 基本情況 121
6.2.2 數據監測 121
6.3 模型構建 122
6.4 模型率定與驗證 123
6.4.1 模型參數驗證指標 123
6.4.2 水文水力參數率定與驗證 124
6.4.3 水質參數率定與驗證 126
6.5 參數敏感性分析 127
6.5.1 分析方法 127
6.5.2 分析結果 128
6.6 小結 129
第7章 基於解析概率模型的LID徑流控制效應 131
7.1 降雨特征概率分析 131
7.2 基於解析概率方程的LID水文效應 132
7.2.1 綠色屋頂的解析概率方程 132
7.2.2 透水鋪裝的解析概率方程 136
7.2.3 生物滯留池的解析概率方程 139
7.3 解析概率模型的評估驗證 142
7.3.1 綠色屋頂解析概率模型評估 142
7.3.2 透水鋪裝解析概率模型評估 143
7.3.3 生物滯留池解析概率模型評估 145
7.4 基於解析概率模型的LID效益優化評估 146
7.4.1 LID生命周期成本分析 146
7.4.2 NAGA-Ⅱ優化算法 147
7.4.3 LID措施效益優化評估 149
7.5 小結 152
第8章 城市區域徑流污染特征及LID措施控制效果 154
8.1 徑流樣品采集及水質檢測 154
8.1.1 徑流采樣方法 154
8.1.2 降雨特征與污染物指標 155
8.2 基於主成分分析法的污染物特征分析 158
8.2.1 主成分分析法 158
8.2.2 污染物相關性分析 159
8.2.3 不同下墊面EMC的得分評價 162
8.3 降雨徑流的初期衝刷效應 163
8.3.1 初期衝刷效應定性分析 163
8.3.2 初期衝刷效應定量分析 166
8.4 LID措施對徑流污染削減效果評估 169
8.4.1 下墊面類型概化 169
8.4.2 設計暴雨過程 169
8.4.3 模型參數設置 170
8.4.4 LID措施對徑流污染的削減效果 171
8.4.5 LID措施設置比例對污染物削減的影響 173
8.5 小結 175
第9章 LID措施空間布局多目標優化研究 176
9.1 多目標優化算法介紹 176
9.1.1 BPSO算法 176
9.1.2 NSGA-Ⅱ算法 179
9.2 LID措施空間布局優化模型構建 182
9.2.1 目標函數 182
9.2.2 算法求解過程 183
9.3 不同優化算法對LID措施布局優化效果差異評估 185
9.3.1 不同算法種群粒子分布情況 185
9.3.2 算法優化性能對比 188
9.3.3 Pareto前沿方案成本分析 190
9.3.4 LID措施*優布局方案 192
9.4 小結 193
第10章 LID措施綜合性能評價及未來氣候變化情景分析 194
10.1 LID措施對徑流的綜合影響 194
10.1.1 LID措施選址 194
10.1.2 各種LID措施的性能比較 195
10.1.3 成本效益分析 197
10.2 基於TOPSIS的LID措施組合方案優選 198
10.2.1 TOPSIS分析方法 198
10.2.2 組合的LID措施方案徑流控制效果 200
10.2.3 基於TOPSIS的方案優選 201
10.3 基於氣候變化情景的LID措施性能評估 204
10.3.1 設計暴雨公式推求方法 204
10.3.2 氣候變化條件下的設計降雨 206
10.3.3 氣候變化對LID措施的性能影響 207
10.4 小結 210
參考文獻 212

本書主要介紹了海綿城市低影響開發措施雨洪控制效應。通過中試試驗研究了下凹式綠地、透水鋪裝和綠色屋頂等典型低影響開發措施在不同降雨條件和結構特征下的徑流量削減與污染物去除效果，開展了基於現場試驗的生物滯留池雨水徑流控制效應研究，利用現場監測手段研究了透水鋪裝、綠地、人工濕地等LD措施水量水質控制效應。基於Hydrus-1D模型模擬分析LD措施雨水徑流控制效應。利用解析概率模型計算LD措施徑流控制效應，采用多種方法綜合分析城市區域降雨徑流面源污染特征，構建基於人工智能算法的LD措施空間布局多目標優化模型，對區域LD措施布局方案進行優化分析，探討未來氣候變化情景下LID措施綜合性能。
本書可供水利、水務、市政、規劃、環境等領域的科研工作者和工程技術人員參考，也可供相關專業的大學本科生和研究生使用與參考。