上海文通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 4.1上海海绵城市绿地建设科学研究 研究区城的区位 黄浦区瑞金社区 Location of Study Area Rui Jin Community Rui Jin Community in Huang Pu District 黄浦区瑞金社区 样本量： N=46 nCheng Community 宏观尺度，采用GS分析现状绿地存在 衡行区幸城杜区》 问题及潜力，并运用SSA-SWMM模型 Fang Song Community 演算估算格局优化后的绿色基础设施系 松江区方松社区 统的雨洪管理空间绩效。 Shanghai City上海市 中观尺度，通过生态学和群落学调查 闵行区莘城社区○ 分析上海降雨量、降雨强度、土壤物理 Rui Jin Community 性质、径流污染物含量等基本特征；并 in Min Hang District 样本量： 通过人工降雨模拟实验验证分散性绿色 N=48 基础设施的效能及适用性设计模式。 松江区方松社区Fang Song Community in 样本量：N-62 Song Jiang District 微观尺度，采用法瑞学派典型选样的原 则，在城市社区中选取156个植物群落 进行调查，包括高度、冠幅、胸径、叶 面积指数等形态学特征，并用浸水法估 算其冠层截留量。 研究区铺
Page . 01 4.1 上海海绵城市绿地建设 科学研究 • 宏观尺度，采用GIS分析现状绿地存在 问题及潜力，并运用SSA-SWMM模型 演算估算格局优化后的绿色基础设施系 统的雨洪管理空间绩效。 • 中观尺度，通过生态学和群落学调查， 分析上海降雨量、降雨强度、土壤物理 性质、径流污染物含量等基本特征；并 通过人工降雨模拟实验验证分散性绿色 基础设施的效能及适用性设计模式。 • 微观尺度，采用法瑞学派典型选样的原 则，在城市社区中选取156个植物群落 进行调查，包括高度、冠幅、胸径、叶 面积指数等形态学特征，并用浸水法估 算其冠层截留量
上海通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 Runoff 600.0 Figure4-1-1.上海城沛中心、近郊、远郊比较径流峰值在绿色 525.0 (LPS) 450.0 基础设施系统建设前后的对比 Runoff for Existing Green 375.0 Space in City Center 径流特征分析Runoff caracteristics 300.0 225.0 150.0 Runoff for Improved Green ·模拟采用两年一遇降雨事件(56.7mm) 75.0 Space in City Center 0.000 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 -75.0 Time (h) 采用SSA-SWMM simulation径流模拟平 台模拟上海城市中心、近郊和远郊的社 (LPS) 区综合径流系数分别为0.83,0.76和 430.0 375.0 Runoff for Existing Green 0.68。 Space in Suburbs 300.0 225.0 Runoff for Improved 150.0 ·为了削减现状径流的峰值并延迟峰值出 Green Space in Suburbs 75.0 现时间，在SSA-SWMM模拟平台中调 0.00.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 整绿地空间格局，设计增加低影响开发 .75.0 Time (h) 措施，并形成绿色基础设施。 600.0 525.0 (LPS) 450.0 Runoff for Existing Green 375.0 ·通过添加绿色屋顶、生态植草沟、可渗 Space in Outskirts 300.0 透铺装等绿色基础设施，土地覆盖的方 225.0 式得以调整，并最终影响径流量及径流 150.0 Runoff for Improved 75.0 Green Space in Outskirts 污染物含量。 0.000 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 -75.0 Time (h)
Page . 01 • 径流特征分析 Runoff caracteristics Figure 4-1-1.上海城市中心、近郊、远郊比较径流峰值在绿色 基础设施系统建设前后的对比 • 模拟采用两年一遇降雨事件(56.7 mm) • 采用 SSA-SWMM simulation 径流模拟平 台模拟上海城市中心、近郊和远郊的社 区综合径流系数分别为 0.83, 0.76 和 0.68 。 • 为了削减现状径流的峰值并延迟峰值出 现时间，在SSA-SWMM模拟平台中调 整绿地空间格局，设计增加低影响开发 措施，并形成绿色基础设施。 • 通过添加绿色屋顶、生态植草沟、可渗 透铺装等绿色基础设施，土地覆盖的方 式得以调整 ，并最终影响径流量及径流 污染物含量
上海疚通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 1.5km2 1.5km2 ·现状径流系数较高的绿地格局 ·增绿色基础设施网络的绿地格局调整 如果希望径流系数接近场地开发前的0.37（来源于水文资料），经软件 模拟可知，绿色基础设施网络的面积约占总汇水区面积。 ·根据绿色基础设施的种类和功能，具有雨水调蓄功能的绿色基础设施有效面积一 般为绿色面积的1/8到1/4
Page . 01 • Decentralized green space in the city center • Centralized and diverging one suburbs • Network of green space in outskirts • 现状径流系数较高的绿地格局 • 增加绿色基础设施网络的绿地格局调整 • 如果希望径流系数接近场地开发前的 0.37（来源于水文资料），经软件 模拟可知，绿色基础设施网络的面积约占总汇水区面积。 • 根据绿色基础设施的种类和功能，具有雨水调蓄功能的绿色基础设施有效面积一 般为绿色面积的 1/8 到 1/4
上海疚通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 特征分析ANALYSIS OF CHARACTERISTICS ·Analysis of rainfall characteristics上海降雨特征分析 年平均降雨量(MM) ·根据气象局资料，上海年平均降雨量约为 140 1150.6mm。 125,3917 119.25 119.8167119.5417 120 105.2583 109.1833 100 从1991至2014，年平均降雨量比30年前增 104.2666 80 855833 87.7 加了11%。 60 752417 40 ·同时，短历时降雨强度为9.2 mm.day1,比 29 30年前增加了约12%。 0 2005200620072008200920102011201220132014 ·短历时降雨的增加对城市造成了诸多负面影 响，如交通、排水、水质、水安全等方面。 Figure 4-2-1.Average rainfall at Shanghai area form 2005 to 2014
Page . 01 特征分析 ANALYSIS OF CHARACTERISTICS • 根据气象局资料，上海年平均降雨量约为 1150.6 mm 。 • 从1991 至2014, 年平均降雨量比30年前增 加了11% 。 • 同时，短历时降雨强度为 9.2 mm·day-1, 比 30年前增加了约 12% 。 • 短历时降雨的增加对城市造成了诸多负面影 响，如交通、排水、水质、水安全等方面。 • Analysis of rainfall characteristics 上海降雨特征分析 105.2583 85.5833 104.2666 125.3917 119.25 109.1833 75.2417 119.8167 87.7 119.5417 0 20 40 60 80 100 120 140 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 年平均降雨量（MM） Figure 4-2-1. Average rainfall at Shanghai area form 2005 to 2014
上海文通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 特征分析ANALYSIS OF CHARACTERISTICS Y个nsu ·现状植物特征分析 4.5 植物种类频数 4 4 3.5 3 2.5 22222222 2 1.5 111111111111 05 装都授层什链超什料血将关记图g输牛格德史器灯架兰架每是望额架料 胎空胎里误和短整世宴口H誉知以获器」第起」中旅姿刘 出 Figure4-2-1.现状植物种类频数分析 现状植物种类的列表：分区域调查 科属种拉丁名
Page . 01 特征分析 ANALYSIS OF CHARACTERISTICS • 现状植物特征分析 Figure 4-2-1. 现状植物种类频数分析 4 3 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 香 椿 构 树 香 樟 五 叶 地 锦 柿 子 石 榴 葡 萄 橘 子 桂 花 构 骨 月 季 玉 米 燕 竹 杏 树 小 叶 女 贞 西 洋 参 桃 子 山 茶 蔷 薇 枇 杷 爬 山 虎 毛 豆 络 石 榉 树 金 丝 瓜 槐 树 杭 州 榆 海 桐 瓜 子 黄 杨 葱 糙 叶 树 八 仙 花 植物种类频数 现状植物种类的列表：分区域调查 科属种 拉丁名
上海通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 植物种类频率 楚叶树八仙花 香椿 瓜子黄杨2% 2% 2% 9% 海桐2% 州输2 构树 % 7% % 金丝瓜 2% 香樟 树 5% % 络 2% 五叶地锦 毛豆 5% 2% 爬山虎 2% 柿子 枇杷 5% 2% 酱薇 石榴 5% 2% 桃子 葡萄 5% 弥叶女贞 2%杏树 橘子 5% 2%燕竹 2% 玉米月季 桂花 构骨 2%2% 5% 5%
Page . 01 香椿 9% 构树 7% 香樟 5% 五叶地锦 5% 柿子 5% 石榴 5% 葡萄 5% 橘子 5% 桂花 构骨 5% 5% 月季 2% 玉米 2% 燕竹 2% 杏树 2% 小叶女贞 2% 西洋参 2% 桃子 2% 山茶 2% 蔷薇 2% 枇杷 2% 爬山虎 2% 毛豆 2% 络石 2% 榉树 2% 金丝瓜 2% 槐树 2% 杭州榆 2% 海桐 2% 瓜子黄杨 2% 葱 2% 糙叶树 2% 八仙花 2% 植物种类频率
上海疚通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 乔木聚类分析 Distance (Objective Function) 1.6E-03 29E+00 5.8E+00 86E+00 12E+01 Information Remaining(%) 100 50 25
Page . 01
上海充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 ·Investigation methods土壤入渗特征的调查分析 In order to determine soil infiltration curves,the double loop permeameter(IN-8W)was used to measure the infiltration rate of the soil. 0T-N12 采用双环入渗仪测定土壤的稳定入渗率；利用 达西定律计算土壤蓄水容量。 Darcy's Law was then applied,with hydraulic slope approximately equal to one,meaning the permeability coefficient equals the soil infiltration rate measured by the permeameter.The soil Figure 4-2-2.Double loop permeameter water storage was determined using mass difference,as
Page . 01 • Investigation methods 土壤入渗特征的调查分析 • In order to determine soil infiltration curves, the double loop permeameter (IN-8W) was used to measure the infiltration rate of the soil. • 采用双环入渗仪测定土壤的稳定入渗率；利用 达西定律计算土壤蓄水容量。 • Darcy’s Law was then applied, with hydraulic slope approximately equal to one, meaning the permeability coefficient equals the soil infiltration rate measured by the permeameter. The soil water storage was determined using mass difference, as Figure 4-2-2. Double loop permeameter
上海疚通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 ·Investigation methods土壤野孔隙度及有机物的计算方法 Soil porosities土壤孔隙度需要通过土壤容重 soil bulk density和土壤比重计算soil specific gravity,as Contents of total porosity (%)=(1-soil bulk density/soil specific gravity)]x100 0 Soil organic content土壤有机物含量需要通过 WaIkIey-Black method方法计算： Figure 4-2-3.Soil sample collection Soil organic content (g/kg)={[c(Vo-V)x3.0x10-3x1.33]/sample weightx1000}x1.724 where c=0.8mol-L1(1/6 K2Cr207)standard solution concentration (unitless),Vo=volume of FeSO4 used for blank titration(mL),V=volume of FeSO used for sample titration(mL),3.0 is molar mass of carbon atom(g.mol-1), 103 is conversion from mL to L,1.33 is oxidation adjusting coefficient,and 1.724 is the average conversion factor for changing soil organic carbon to soil organic matter
Page . 01 • Investigation methods 土壤孔隙度及有机物的计算方法 • Soil porosities 土壤孔隙度需要通过土壤容重 soil bulk density 和土壤比重计算 soil specific gravity, as Contents of total porosity (%) = (1-soil bulk density/soil specific gravity) ]100 Soil organic content (g/kg) = {[c( V0 -V) 3.010-31.33]/sample weight1000}1.724 • Soil organic content 土壤有机物含量需要通过 Walkley-Black method 方法计算： Figure 4-2-3. Soil sample collection • where c=0.8mol·L -1 (1/6 K2Cr2O7 ) standard solution concentration (unitless), Vo= volume of FeSO4 used for blank titration (mL), V= volume of FeSO4 used for sample titration (mL), 3.0 is ¼ molar mass of carbon atom (g.mol -1 ), 10-3 is conversion from mL to L, 1.33 is oxidation adjusting coefficient, and 1.724 is the average conversion factor for changing soil organic carbon to soil organic matter
上海疚通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Page.01 ·Analysis of soil characteristics土壤特征分析 0.005 0.0045 文教区域和居住区绿地土壤的渗透性较高 (5×10-3mms-1),原因可能是相对较少的人E 0.004 类活动踩踏； 0.0035 0.003 与此相反，，道路绿地土壤容重比较高，但孔隙 0.0025 度较低，其渗透性相对较低。 0.002 the soil in the road green belt has higher soil 0.0015 bulk density,lower porosity,and lower 0.001 permeability due to compaction and tread. 0.0005 0 ·由于土壤渗透性直接影响雨水蓄积的能力， 因此运用适合的土壤改良材料可以有效提升 土壤的物理性质，满足海绵城市中土壤入渗 Recidential Area Public Green Space Commercial Area Educational Area Road Green Belt 的需(0.1×10-3to0.1mms-1) Figure 4-2-5.Comparison of soil infiltration rates for green space function types
Page . 01 • Analysis of soil characteristics 土壤特征分析 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.0045 0.005 Recidential Area Public Green Space Commercial Area Educational Area Road Green Belt S oil Infiltratio n R ate（m m /s） Figure 4-2-5.Comparison of soil infiltration rates for green space function types • 文教区域和居住区绿地土壤的渗透性较高 (510-3mm·s -1)，原因可能是相对较少的人 类活动踩踏； • 与此相反,，道路绿地土壤容重比较高，但孔隙 度较低，其渗透性相对较低。 • the soil in the road green belt has higher soil bulk density, lower porosity, and lower permeability due to compaction and tread. • 由于土壤渗透性直接影响雨水蓄积的能力， 因此运用适合的土壤改良材料可以有效提升 土壤的物理性质，满足海绵城市中土壤入渗 的需 (0.110-3 to 0.1 mm·s -1 )