低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選址布局改進(jìn)方法探索

1、低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選址布局改進(jìn)方法探索本研究所獲得的主要成果和結(jié)論如下：（1）通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外各類LID設(shè)施選址文獻(xiàn)資料，確定了適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取原則和目標(biāo)，并根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)選定高程、坡度、土地利用類型和空間需求（包括道路緩沖距離、建筑物緩沖距離和河流緩沖距離）四個(gè)指標(biāo)作為L(zhǎng)ID設(shè)施選址適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)，再運(yùn)用AHP層次分析法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為0.1238、0.5334、0.1614和0.1814，然后基于GIS的多因子加權(quán)法進(jìn)行LID設(shè)施選址適宜度評(píng)價(jià)研究，取748098100區(qū)段作為綜合適宜度分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，除去不適宜建設(shè)用地后，將研究區(qū)LID設(shè)施建設(shè)適宜區(qū)域分為最適宜用地、比較適宜用地、

2、一般適宜用地三種類型?；谶m宜度評(píng)價(jià)總評(píng)分與選址適宜度分析成果圖，對(duì)四種LID設(shè)施的具體適宜布局區(qū)域的地理位置分布情況和原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果表明，研究區(qū)LID設(shè)施的適宜建設(shè)用地較多，但分布不均勻。.第1章緒論為了解決當(dāng)前海綿城市建設(shè)過(guò)程中用地緊張的問(wèn)題，同時(shí)降低建設(shè)費(fèi)用和難度、發(fā)揮其最優(yōu)效果，本文通過(guò)對(duì)雨洪管理體系內(nèi)涵與目標(biāo)發(fā)展過(guò)程的綜述，建立起選址適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選定鎮(zhèn)江市城市排水規(guī)劃北部排水分區(qū)之一作為研究區(qū)，運(yùn)用GIS多因子加權(quán)疊加分析法和層次分析法等方法進(jìn)行低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選址的適宜度評(píng)價(jià)研究，識(shí)別和提取適合建設(shè)或改造的區(qū)域，通過(guò)對(duì)比分析研究區(qū)開(kāi)發(fā)前情景和開(kāi)發(fā)后未應(yīng)用LID設(shè)施情

3、景下的地表徑流量，結(jié)合鎮(zhèn)江市海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的需求和條件，以年徑流總量削減率為績(jī)效對(duì)象，以先前提取出的適宜度較高地塊的數(shù)量和位置作為變量，運(yùn)用SUSTAIN模型進(jìn)行模擬，得到一系列最具成本效益的布局方案，最終為城市低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的有效利用提供參考，以及為海綿城市建設(shè)的選址布局工作提供科學(xué)的量化分析和決策依據(jù)。具體研究?jī)?nèi)容如下：（1）文獻(xiàn)綜述：搜集相關(guān)文獻(xiàn)和相關(guān)案例項(xiàng)目資料。針對(duì)本研究核心科學(xué)問(wèn)題即低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的選址布局進(jìn)行綜述，查閱近年關(guān)于LID設(shè)施的有關(guān)概念定義、LID設(shè)施的研究現(xiàn)狀、海綿城市建設(shè)的技術(shù)指南、海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)等多個(gè)方面的文獻(xiàn)與書籍，包含學(xué)術(shù)和會(huì)議論文、期刊雜志、書籍專著、技

4、術(shù)要求、規(guī)范性文件等多種類別，在針對(duì)性的綜述中提煉最適合該研究的方法。.第2章研究方法的選擇與研究范圍2.1研究區(qū)基礎(chǔ)資料研究區(qū)內(nèi)主要高點(diǎn)集中在西南部西津渡景區(qū)和南部山林地帶，保留了自然山體地形地貌特征，高程變化自然，其余區(qū)域標(biāo)高均在5m以下，整體標(biāo)高介于3.4266.29m之間，且無(wú)不良地質(zhì)作用，穩(wěn)定性較好，具體高程范圍見(jiàn)圖2-4。通過(guò)DEM提取地面坡度信息，顯示坡度大的區(qū)域與標(biāo)高高的區(qū)域重合，研究區(qū)大部分區(qū)域地形較為平緩，在5%以下，整體坡度介于0%84.76%之間。研究區(qū)土地利用類型主要包括設(shè)施、房屋建筑、交通運(yùn)輸用地、廣場(chǎng)、水域、裸地、林地和草地。研究區(qū)總面積1.23km2，其中房屋建

5、筑、設(shè)施面積0.43km2，建筑密度35%；道路、廣場(chǎng)面積0.15km2，占比12.2%；裸地、草地和林地面積共0.62km2，占比50.4%；水域面積0.03km2，占比2.4%。如圖2-6所示：2.2數(shù)據(jù)與方法文獻(xiàn)綜述法即搜集相關(guān)文獻(xiàn)和相關(guān)案例項(xiàng)目資料。針對(duì)本研究核心科學(xué)問(wèn)題即低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的選址布局進(jìn)行綜述，查閱近年關(guān)于LID設(shè)施的有關(guān)概念定義、LID設(shè)施的研究現(xiàn)狀、海綿城市建設(shè)的技術(shù)指南、海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)等多個(gè)方面的文獻(xiàn)與書籍，包含學(xué)術(shù)和會(huì)議論文、期刊雜志、書籍專著、技術(shù)要求、規(guī)范性文件等多種類別，在針對(duì)性的綜述中提煉最適合該研究的方法。城市規(guī)劃工作進(jìn)行適宜度分析時(shí)，最常用的方法是疊加

6、分析法。疊加分析法50是通過(guò)疊加各個(gè)因子評(píng)價(jià)層的計(jì)算結(jié)果，最終形成綜合疊加分析評(píng)價(jià)圖的一種方法。疊加分析方法從開(kāi)始的直接疊加法發(fā)展到后來(lái)的因子加權(quán)評(píng)分法和因子組合法。本文因篩選出的指標(biāo)對(duì)LID設(shè)施選址的適宜度影響程度較大，所以選用因子加權(quán)評(píng)分法，為對(duì)選址適宜度影響較大的指標(biāo)賦予較大的權(quán)重。不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)量化后進(jìn)行加權(quán)求和，得到所有柵格單元的選址適宜度評(píng)價(jià)的總評(píng)分，其中得分大小就代表了適宜程度。在進(jìn)行因子加權(quán)評(píng)分法時(shí)，有時(shí)采用主觀經(jīng)驗(yàn)法、回歸分析法，但因研究者對(duì)各因子的認(rèn)識(shí)不同會(huì)造成權(quán)重的賦予各不相同，所以通常還是采用專家打分法、層次分析法等方法計(jì)算權(quán)重，確保因子權(quán)重分配的準(zhǔn)確性，保障分析結(jié)

7、果的正確性。.第3章基于空間分析的LID設(shè)施選址適宜度評(píng)價(jià).203.1LID設(shè)施選址適宜度評(píng)價(jià)體系構(gòu)建.203.2選址適宜性區(qū)域提取.23第4章基于SUSTAIN的成本效益優(yōu)化布局研究.314.1基于成本效益優(yōu)化管理的LID設(shè)施規(guī)劃體系構(gòu)建.314.2研究區(qū)概化.334.3SUSTAIN模型參數(shù).354.4研究區(qū)域基礎(chǔ)情景模擬與分析.394.5LID設(shè)施布局規(guī)劃研究.404.6LID設(shè)施經(jīng)濟(jì)效益分析.424.7本章小結(jié).47結(jié)論與討論.48.第4章基于SUSTAIN的成本效益優(yōu)化布局研究4.1基于成本效益優(yōu)化管理的LID設(shè)施規(guī)劃體系構(gòu)建在運(yùn)用SUSTAIN模型模擬前，需要根據(jù)研究區(qū)地表徑流的實(shí)

8、際情況和區(qū)域總體規(guī)劃對(duì)匯水區(qū)進(jìn)行劃分，將其劃分為多個(gè)子匯水區(qū)，從而使得模型可以精確地模擬各子匯水區(qū)內(nèi)的地表產(chǎn)流、匯流和管網(wǎng)系統(tǒng)徑流的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。由于城市下墊面類型眾多，徑流系數(shù)各不相同，高程也有一定差別，而降雨徑流匯流過(guò)程受下墊面類型和地形影響較大，所以需要結(jié)合實(shí)際情況合理劃分子匯水區(qū)，在進(jìn)行子匯水區(qū)劃分時(shí)應(yīng)注意：盡量將同一土地利用類型或下墊面類型劃分到同一子匯水區(qū)內(nèi)，更準(zhǔn)確地表達(dá)子匯水區(qū)的不透水率等情況；各個(gè)子匯水區(qū)的地表徑流都有明確的排放路徑，并且被相應(yīng)地分配至排水系統(tǒng)的雨水收集裝置中。本文運(yùn)用DEM（數(shù)字高程模型）和ArcGIS水文模塊模擬研究區(qū)的地表徑流，并結(jié)合研究區(qū)排水管網(wǎng)圖以及概

9、化后的節(jié)點(diǎn)，基于泰森多邊形對(duì)匯水區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的劃分，使得各子匯水區(qū)相應(yīng)地分配至排水系統(tǒng)的雨水收集裝置中，模擬更接近實(shí)際研究區(qū)的水文過(guò)程。4.2研究區(qū)概化城市排水系統(tǒng)由雨水及污水組成，雨水口、雨水井、排水管、檢查井、篦子等是城市排水系統(tǒng)的基本單元，它們相互鏈接構(gòu)成復(fù)雜的排水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。SUSTAIN模型的LID/BMP模擬模塊將檢查井、雨水井等基本單元概化為節(jié)點(diǎn)或虛擬出口，徑流輸送模塊將用戶輸入的雨水管線概化為輸送管道，模擬降雨過(guò)程各子匯水區(qū)產(chǎn)生徑流后，徑流匯集到節(jié)點(diǎn)處，通過(guò)管道收集后輸送到出水口，即將整個(gè)排水管網(wǎng)簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)-管道-出口;的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為了提高模型運(yùn)行效率，需要進(jìn)行系統(tǒng)簡(jiǎn)化即排水管網(wǎng)概

10、化，根據(jù)研究區(qū)管網(wǎng)資料和精度需求，合并不影響最終模擬結(jié)果的管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和雨水管線。在排水管網(wǎng)概化時(shí)需要注意67：當(dāng)雨水管線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或管道拐點(diǎn)未設(shè)置節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加節(jié)點(diǎn)；保留改變管道類型和管徑的節(jié)點(diǎn)；在易積水處增設(shè)雨水節(jié)點(diǎn)，以反映積水情況。由于研究區(qū)面積較小、匯流時(shí)間較短，管道沿程損失或進(jìn)出口損失等不足以影響模型大體的精確性，為了大幅提升模型運(yùn)算速度，可將各節(jié)點(diǎn)間的管道輸送過(guò)程設(shè)定為虛擬連接。綜合考慮城市下墊面類型、地形、坡度等，最終將研究區(qū)概化為29個(gè)節(jié)點(diǎn)、29條管道、1個(gè)出水口（評(píng)估點(diǎn)），概化后的排水管網(wǎng)如圖4-2所示。.結(jié)論與討論為了解決當(dāng)前海綿城市建設(shè)過(guò)程中用地緊張的問(wèn)題，同時(shí)降低建設(shè)費(fèi)用和難度、發(fā)揮其最優(yōu)效果，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外雨洪管理體系內(nèi)涵與目標(biāo)發(fā)展過(guò)程的綜述，以鎮(zhèn)江市北部排水片區(qū)為例，嘗試以適宜度的量化分析評(píng)價(jià)和基于SUSTAIN的成本效益優(yōu)化為主體進(jìn)行LID設(shè)施選址布局研究，探索了從規(guī)劃決策層面進(jìn)行LID設(shè)施選址布局的空間可視的量化研究方法，創(chuàng)新性地運(yùn)用了智慧城市的定