海绵城市的建设使城市下垫面类型及水文过程再次改变,不同海绵措施的功能不尽相同,对雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”过程影响各异。要做好海绵城市对城市雨洪过程的影响以及过程中水质水量的变化模拟工作,先从小尺度、居民小区开始,细化并解析具体海绵措施的作用效果,再从构成上开展小系统集成、过程化调控模拟,实现海绵城市对现代城市建设的有效服务。目前,海绵城市的水质水量模拟大都通过国外城镇水文水力模拟工具开展,从整体出发,对海绵措施的作用及过程环节的联合模拟不够深入,接口不开放、可控性差,开展深入细致的动态过程化研究有难度。本文采用现代信息技术,针对居民小区(海绵小区)采用的海绵措施,开展可视化的海绵措施作用及雨洪过程化模拟,从水量和水质上探索定量化模拟的可行性,进一步为不同海绵措施对雨洪径流及污染物调控提供一种新途径。本文取得的研究成果如下:(1)海绵小区的海绵措施及雨洪水质水量变化过程的可视化描述。在海绵城市建设过程中,在分析总结海绵城市的水文过程过程研究的基础上,利用综合集成平台以及可视化逻辑关系描述的知识图工具,对渗、滞、蓄、净、用、排环节中,LID及各种措施、地表径流组织过程、管网汇流过程、汇水区水质水量过程等,开展了可视化描述。(2)海绵小区水质水量模拟业务的组件化。对海绵小区内地表产汇流、排水过程、水质水量调控等的分析计算及模型方法进行业务组件开发,按照业务过程组件打包组装,并构建了用于水质水量模拟业务的组件库,为组件复用和组合搭建打好基础。(3)基于综合集成平台的业务过程化模拟仿真系统搭建。基于可视化的措施及过程描述,分析建立针对海绵小区业务关联、隶属关系对接明晰的可视化逻辑关系图、以及业务关系图的嵌套,实现了海绵小区水质水量分层、分类的可视化业务搭建。在可视化平台框架下,对图中的各个需要计算的节点选取添加了不同组件,建立了可以仿真模拟的业务系统,方便开展海绵小区雨洪过程及水质水量调控的业务化服务。(4)基于过程化仿真系统的多情景水质水量调控模拟分析。以北京市某海绵小区为例,开展了研究对象海绵措施的可视化及模拟平台搭建。基于仿真模拟系统,对具体海绵措施环节、管网汇流环节、水质水量调控等多情景进行了业务化分析模拟,特别是,讨论了模拟系统在应对模拟条件改变、模拟过程改变、研究对象改变等动态情形下的模拟过程分析,尝试了实用上的可行性。