一种海绵城市调蓄容积的评价方法与流程

文档序号:15388572发布日期:2018-09-08 00:52阅读:396来源:国知局

本发明涉及一种海绵城市低影响开发评价方法,更具体地说,它涉及一种海绵城市调蓄容积的评价方法。



背景技术:

海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与建设人工雨水设施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市的建设时,需要根据海绵城市的所需调蓄容积来规划人工雨水设施的布局。

现有公开号为cn105184484a的中国专利公开了一种雨水低影响开发的规划方法和装置,包括:获取规划区的各地块的年雨水径流系数和所述规划区的径流峰值;将雨水设施作为所述地块的一影响因子规划至所述地块内;计算加入雨水设施后的地块的年雨水径流系数和所述规划区的径流峰值;判断所述年雨水径流系数是否在第一预设范围内,判断所述径流峰值是否在第二预设范围内,若均为是,采用雨水设施优化算法优化规划区内的雨水设施的布局,否则,采用雨水设施调整算法调整规划区内的雨水设施的布局。

但是,上述雨水低影响开发的规划方法所涉及的规划区面积较大,不便于获取海绵城市的所需调蓄容积数据,从而不能够获得全面、优质的海绵城市雨水设施布局,此问题有待解决。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种海绵城市调蓄容积的评价方法,其具有能够便于获得全面、优质的海绵城市雨水设施布局方案的优势。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一种海绵城市调蓄容积的评价方法,包括规划区,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、一级分解:将规划区分解为若干个一级分区,并确定各一级分区的年径流总量控制率和规划区的年径流总量控制率;

步骤二、二级分解:将一级分区分解为若干个二级分区,并将一级分区的年径流总量控制率目标分解到二级分区;

步骤三、三级分解:将二级分区分解为若干个三级分区,并将二级分区的年径流总量控制率目标分解到三级分区;

步骤四、四级分解:将三级分区分解为若干个地块,并将三级分区的年径流总量控制率目标分解到地块;

步骤五、确定各地块所对应的设计降雨;

步骤六、确定各地块的综合雨量径流系数;

步骤七、根据地块的面积、设计降雨以及综合雨量径流系数,计算地块所需总调蓄容积。

通过采用上述技术方案,经过一级分解、二级分解、三级分解和四级分解,将规划区的年径流总量控制率分解到各地块后,再确定各地块所对应的设计降雨和综合雨量径流系数。通过地块的面积、设计降雨以及综合雨量径流系数,即可计算出地块对应的所需总调蓄容积。根据地块的所需总调蓄容积即可方便的规划海绵城市的雨水设施布局,具有能够便于获得全面、优质的海绵城市雨水设施布局方案的优点。

进一步地,步骤一中,确定各一级分区的年径流总量控制率和规划区的年径流总量控制率的步骤,包括:

(1)确定一级分区内的不同用地类型,所述用地类型包括新建绿地、改建绿地、新建道路、改建道路、新建居住、改建居住、新建公建和改建公建;

(2)将各用地类型的年径流总量控制率经相应的建设用地加权平均后,得到一级分区的年径流总量控制率;

(3)将各一级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均后,得到规划区的年径流总量控制率。

通过采用上述技术方案,根据一级分区内不同用地类型所对应的年径流总量控制率,即可方便的计算出一级分区的年径流总量控制率。将各一级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均后,即可得到规划区的年径流总量控制率,具有方便计算一级分区和规划区的年径流总量控制率的效果。

进一步地,所述规划区的年径流总量控制率不低于70%。

通过采用上述技术方案,将规划区的年径流总量控制率控制在不低于70%的水平,具有能够有效防止规划区内涝、削减规划区径流污染负荷、节约水资源、保护和改善规划区生态环境的作用。

进一步地,步骤二中,将一级分区的年径流总量控制率目标分解到二级分区的步骤,包括:

(1)统计各二级分区的地质指标数据,所述地质指标数据包括工程地质等级、地下水等级和下垫面等级;

(2)结合二级分区的地质指标数据得到相应的指标得分;

(3)按照公式c=(e×3+g×3+u×4)/10计算各二级分区的综合得分,不同综合得分所处的不同得分范围对应有不同的年径流总量控制率范围,其中,c代表综合得分,e代表工程地质指标得分,g代表地下水指标得分,u代表下垫面指标得分;

(4)在二级分区所对应的年径流总量控制率范围内选取二级分区所对应的径流总量控制率,试算到一级分区内的各二级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均等于一级分区的年径流总量控制率;

(5)若试算一级分区内的各二级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均不能满足一级分区的年径流总量控制率时,调整公式c=(e×3+g×3+u×4)/10中各个指标得分的赋值,重复步骤(3)和(4),直到满足一级分区内的各二级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均等于一级分区的年径流总量控制率。

通过采用上述技术方案,不同的地质指标数据对应着不同的指标得分,根据公式计算出二级分区的综合得分后,即可方便的得出满足一级分区的年径流总量控制率要求的二级分区年径流总量控制率,以便于将二级分区年径流总量控制率分解到三级分区。

进一步地,步骤三中,将二级分区的年径流总量控制率目标分解到三级分区的步骤,包括:

(1)统计各三级分区的适宜性评价因子数据,所述适宜性评价因子数据包括绿地率范围、水面率范围、建成区比例范围和建设强度范围;

(2)结合三级分区的适宜性评价因子数据得到相应的评分;

(3)按照公式k=(l×2.5+m×2+n×3.5+h×2)/10计算三级分区的综合评分,不同综合评分所处的不同评分范围对应有不同的年径流总量控制率范围,其中,k代表综合评分,l代表绿地率范围评分,m代表水面率范围评分,n代表建成区比例范围评分,h代表建设强度范围评分;

(4)在三级分区所对应的年径流总量控制率范围内选取三级分区所对应的径流总量控制率,试算到二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均等于二级分区的年径流总量控制率;

(5)若试算二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均不能满足二级分区的年径流总量控制率时,调整公式k=(l×2.5+m×2+n×3.5+h×2)/10中各个范围评分的赋值,重复步骤(3)和(4),直到满足二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均等于二级分区的年径流总量控制率。

通过采用上述技术方案,通过三级分区的适宜性评价因子数据和相应的公式得到三级分区对应的评分后,由于不同的综合评分所处的不同评分范围对应有不同的年径流总量控制率范围,在相应的年径流总量控制率范围内取值试算到二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均等于二级分区的年径流总量控制率即可,有效提高了二级分区年径流总量控制率分解的准确性。

进一步地,步骤四中,将三级分区的年径流总量控制率目标分解到地块的步骤,包括:

(1)统计各地块的适宜性评价因子数据;

(2)结合地块的适宜性评价因子数据得到相应的评分;

(3)按照公式k=(l×2.5+m×2+n×3.5+h×2)/10计算地块的综合评分,不同地块的综合评分所处的不同评分范围对应有不同的年径流总量控制率范围;

(4)在地块所对应的年径流总量控制率范围内选取地块所对应的径流总量控制率,试算到三级分区内的各地块的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均等于三级分区的年径流总量控制率。

通过采用上述技术方案,便于得出地块的年径流总量控制率,有效提高了规划效率。

进一步地,步骤五中,确定各地块所对应的设计降雨的步骤,包括:按照公式d=µ×a计算地块的设计降雨,其中,d代表地块的设计降雨,µ代表设计降雨因数,a代表地块的年径流总量控制率。

通过采用上述技术方案,µ为采用统计分析法得出的设计降雨因数,通过公式d=µ×a即可方便的计算出地块的设计降雨。

进一步地,步骤六中,确定各地块的综合雨量径流系数的步骤,包括:

(1)统计各地块的径流系数数据,所述径流系数数据包括绿地率系数、透水铺装率系数、绿色屋顶率系数和建筑密度系数;

(2)结合地块的径流系数数据得到相应的系数分值;

(3)按照公式f=(i×2+j×3+u×2+v×3)/10计算地块的综合系数分值,不同地块的综合系数分值所处的不同分值范围对应有不同的综合雨量径流系数,其中f代表综合系数分值,i代表绿地率系数分值,j代表透水铺装率系数分值,u代表绿色屋顶率系数分值,v代表建筑密度系数分值。

通过采用上述技术方案,通过各地块的径流系数数据可以得到地块对应的综合系数分值,通过地块对应的综合系数分值即可方便的得出地块对应的综合雨量径流系数,进一步加快了海绵城市所需调蓄容积的获取效率。

进一步地,步骤七中,计算地块所需总调蓄容积的步骤,包括:按照公式t=s×d×r计算地块所需总调蓄容积,其中,t代表地块所需总调蓄容积,s代表地块的面积,d代表地块的设计降雨,r代表地块的综合雨量径流系数。

通过采用上述技术方案,通过公式即可方便的计算出地块所需总调蓄容积,根据地块所需总调蓄容积即可方便、合理的规划海绵城市的雨水设施布局。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

1、采用了将规划区分解为若干个一级分区,再通过将一级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均后,得到规划区的年径流总量控制率的方法,加快了规划区年径流总量控制率的获得速率,具有能够有效加快海绵城市雨水设施的布局的效果;

2、采用公式与试算的方法,将规划区的整体年径流总量控制率目标层层分解于各个地块,根据地块的年径流总量控制率即可得出地块的所需总调蓄容积,从而能够根据各个地块做出针对该地块的海绵城市雨水设施布局,具有便于获得全面、优质的规划区雨水设施布局方案的效果;

3、采用分数对应年径流总量控制率范围,并在年径流总量控制率范围内选取对应的数值进行试算是否满足上一级要求的方法,具有能够有效提高年径流总量控制率计算的容错率的作用。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例:

一种海绵城市调蓄容积的评价方法,其包括规划区,包括以下步骤:

步骤一、一级分解:将规划区分解为若干个一级分区,在本实施例中,将规划区划分为两个一级分区,分别为主城区和港区。划分为两个一级分区后,确定两个一级分区的年径流总量控制率和规划区的年径流总量控制率,包括:

(1)确定一级分区内的不同用地类型,用地类型包括新建绿地、改建绿地、新建道路、改建道路、新建居住、改建居住、新建公建和改建公建。一级分区各类用地的年径流总量控制率如表1-1所示,

表1-1一级分区各类用地年径流总量控制率表

(2)将各用地类型的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均后,得到一级分区的年径流总量控制率。主城区的各类用地年径流总量控制率经建设用地面积加权平均后,得到主城区内建设用地合计年径流总量控制为74.36%。港区的各类用地年径流总量控制率经建设用地面积加权平均后,得到港区内建设用地合计年径流总量控制为73.20%。各一级分区的年径流总量控制率汇总表如表1-2所示,

表1-2各一级分区年径流总量控制率汇总表

(3)将主城区和港区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均:225.94÷(225.94+97.6)×74.36%+97.6÷(225.94+97.6)×73.20%=74.01%,得到规划区范围内建设用地合计年径流总量控制率为74.01%。

规划区整体年径流总量控制率不低于70%,若计算所得结果低于70%,为使规划区满足不低于70%的规划目标要求,采取以下措施:

a.在历史文化保护区、老城或者开发强度大的已建城区占比较高的一级分区,可适当降低要求年径流总量控制率;

b.在以新建为主的分区,可适当提高年径流总量控制率标准;

c.在现状绿地及农林用地占比较高、综合径流系数较低的地区,为了保持开发前的水文特征,可适当增加年径流总量控制率要求。

步骤二、二级分解:将一级分区分解为若干个二级分区,在本实施例中,两个一级分区共分为33个二级分区。将一级分区的年径流总量控制率目标分解到二级分区:

(1)统计各二级分区的地质指标数据,地质指标数据包括工程地质等级、地下水等级和下垫面等级。二级分区的地质指标数据如表1-3所示,

表1-3二级分区地质指标数据表

(2)结合二级分区的地质指标数据得到相应的指标得分;

(3)按照公式c=(e×3+g×3+u×4)/10计算各二级分区的综合得分,不同综合得分所处的不同得分范围对应有不同的年径流总量控制率范围,其中,c代表综合得分,e代表工程地质指标得分,g代表地下水指标得分,u代表下垫面指标得分。二级分区年径流总量控制率调整如表1-4所示,

表1-4二级分区年径流总量控制率调整表

(4)在二级分区所对应的年径流总量控制率范围内选取二级分区所对应的径流总量控制率,试算到一级分区内的各二级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均等于一级分区的年径流总量控制率;

(5)若试算一级分区内的各二级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均不能满足一级分区的年径流总量控制率时,调整公式c=(e×3+g×3+u×4)/10中各个指标得分的赋值,重复步骤(3)和(4),直到满足一级分区内的各二级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均等于一级分区的年径流总量控制率。

步骤三、三级分解:将二级分区分解为若干个三级分区,在本实施例中,33个二级分区共分解为154个三级分区。将二级分区的年径流总量控制率目标分解到三级分区:

(1)统计各三级分区的适宜性评价因子数据,适宜性评价因子数据包括绿地率范围、水面率范围、建成区比例范围和建设强度范围。三级分区的适宜性评价因子数据如表1-5所示,

表1-5三级分区适宜性评价因子数据表

(2)结合三级分区的适宜性评价因子数据得到相应的评分;

(3)按照公式k=(l×2.5+m×2+n×3.5+h×2)/10计算三级分区的综合评分,不同综合评分所处的不同评分范围对应有不同的年径流总量控制率范围,其中,k代表综合评分,l代表绿地率范围评分,m代表水面率范围评分,n代表建成区比例范围评分,h代表建设强度范围评分。三级分区的年径流总量控制率调整如表1-6所示,

表1-6三级分区年径流总量控制率调整表

(4)在三级分区所对应的年径流总量控制率范围内选取三级分区所对应的径流总量控制率,试算到二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均等于二级分区的年径流总量控制率;

(5)若试算二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均不能满足二级分区的年径流总量控制率时,调整公式k=(l×2.5+m×2+n×3.5+h×2)/10中各个范围评分的赋值,重复步骤(3)和(4),直到满足二级分区内的各三级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均等于二级分区的年径流总量控制率。

步骤四、四级分解:将三级分区分解为若干个地块,并将三级分区的年径流总量控制率目标分解到地块,包括:

(1)统计各地块的适宜性评价因子数据,地块适宜性评价因子数据表如表1-7所示,

表1-7地块适宜性评价因子数据表

(2)结合地块的适宜性评价因子数据得到相应的评分;

(3)按照公式k=(l×2.5+m×2+n×3.5+h×2)/10计算地块的综合评分,不同地块的综合评分所处的不同评分范围对应有不同的年径流总量控制率范围。地块的年径流总量控制率调整如表1-8所示,

表1-8地块年径流总量控制率调整表

(4)在地块所对应的年径流总量控制率范围内选取地块所对应的年径流总量控制率,试算到三级分区内的各地块的年径流总量控制率经相应的建设用地面积加权平均等于三级分区的年径流总量控制率。

步骤五、确定各地块所对应的设计降雨,包括:

按照公式d=µ×a计算地块的设计降雨,其中,d代表地块的设计降雨,µ代表通过统计分析法计算出的设计降雨因数,a代表地块的年径流总量控制率。

步骤六、确定各地块的综合雨量径流系数,包括:

(1)统计各地块的径流系数数据,径流系数数据包括绿地率系数、透水铺装率系数、绿色屋顶率系数和建筑密度系数。地块的径流系数数据如表1-9所示,

表1-9地块径流系数数据表

(2)结合地块的径流系数数据得到相应的系数分值;

(3)按照公式f=(i×2+j×3+u×2+v×3)/10计算地块的综合系数分值,不同地块的综合系数分值所处的不同分值范围对应有不同的综合雨量径流系数,其中f代表综合系数分值,i代表绿地率系数分值,j代表透水铺装率系数分值,u代表绿色屋顶率系数分值,v代表建筑密度系数分值。地块的综合雨量径流系数调整如表1-10所示,

表1-10地块综合雨量径流系数调整表

步骤七、根据地块的面积、设计降雨以及综合雨量径流系数,计算地块所需总调蓄容积,包括:

按照公式t=s×d×r计算地块所需总调蓄容积,其中,t代表地块所需总调蓄容积,s代表地块的面积,d代表地块的设计降雨,r代表地块的综合雨量径流系数。

工作原理如下:

需要获得规划区内各地块所需总调蓄容积时,首先,将规划区分解为两个一级分区。然后,将两个一级分区分解为33个二级分区,将33个二级分区分解为154个三级分区。最后,将154个三级分区分解为多个地块。

地块分解好后,首先将一级分区内各用地类型的年径流总量控制率经相应的建设用地加权平均后,得到一级分区的年径流总量控制率。然后,将各一级分区的年径流总量控制率经相应的建设用地规模加权平均后,即可得到规划区的年径流总量控制率。

确定好各一级分区的年径流总量控制率和规划区的年径流总量控制率后,将一级分区的年径流总量控制率目标分解到二级分区,将二级分区的年径流总量控制率目标分解到三级分区,将三级分区的年径流总量控制率目标分解到地块。根据地块的年径流总量控制率计算出地块的设计降雨,然后在根据地块的面积、设计降雨和综合雨量径流系数计算出地块对应的总调蓄容积即可。

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