城市雨水径流模型研究
城市雨水花园对雨水径流中污染物去除效果的研究(可编辑)
独创性声明 本人所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知, 除特别加以标注的地方外,论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本 文的研究工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处,由本人承担一切相关责任。 论文作者签名: 璺盈 刀弓年月/日 学位论文使用授权 本人作为学位论文作者了解并愿意遵守学校有关保留、使用学位论文的规定,即: 在导师指导下创作完成的学位论文的知识产权归西安理工大学所有,本人今后在使用 或发表该论文涉及的研究内容时,会注明西安理工大学。西安理工大学拥有学位论文的 如下使用权,包括:学校可以保存学位论文;可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文;可以查阅或借阅。本人授权西安理工大学对学位论文全部内容编入公开的数据库
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城市化改变了下垫面条件,对雨水径流的水文过程及水质都带来了不同程度的负面影 响。为了在城市景观格局的限制下,尽量地减小这些负面影响,世界各国都在积极探寻城 市雨水处理的有效途径。本论文通过监测试验与实验室化学分析,从污染物浓度和总量削 减两个方面研究了雨水花园这一新型雨水处理系统对屋面雨水径流的处理效果,取得成果 如下: 、从至年对场降雨过程的监测结果表明,屋面雨水径流中总磷、硝氮 以及总悬浮物随降雨过程变化很大,其中降雨初期径流中,上述种污染物浓度较高:总 氮和氨氮的平均浓度基本都超过了地表水环境质量类水体标准,最大浓度是《地表水 环境质量标准》类水标准的倍左右:降雨后期总磷、硝氮的平均浓度在《地表水环境 质量标准》中类水体标准之内,而总固体悬浮颗粒物的平均浓度在《地表水资源环境 质量标准》中类水体标准之内。 、雨水花园对不同污染物的去除效果差别很大,其中对氨氮的去除效果最好,浓度
基于GIS的降雨径流预报方法分析
基于GIS的降雨径流预报方法分析 【摘要】降水径流的准确预测直接关系到该流域人民生活的各个方面，因此为了更好的满足降雨径流预报的需求，需要寻找高效的预测手段来对降雨径流进行预测。本文从GIS的降雨径流预报方法出发，分析了影响水文过程的各方面因素并阐述了对获得数据信息的预处理方法。提出了以遗传算法为基础结合GIS技术的神经网络模型，这种模型的应用有效的提高了信息预测的精度和效率。并且本文中也介绍了GIS降雨径流预报方法，通过对降雨信息的处理，有效的提高了降雨径流预报模型在计算机数据输入时精度，结合 GIS空间分析方法，对降雨区域的降雨径流进行数值模拟，从而得到了降水区域的径流量与影响系数之间的关系。 【关键词】降雨径流；地理信息系统（GIS）；预报方法 1.引言 GIS（Geographic Information System）即地理信息系统，是在地理空间的基础上，以信息科学和系统工程的理论知识为根本，利用计算机管理和分析地理数据，从而提供管理、决策等所需信息的技术系统。总而言之一句话，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。 最近的30年内，地理信息技术取得了十分显著的发展，在国土管理、农林牧业、邮电通讯、公共设施管理、资源的调查、军事公安、环境的评估、城市规划、灾害的预测、交通运输、水利电力、统计、商业金融等几乎所有领域都得到了广泛的应用[1]。 2.降雨径流的概述 所谓降雨径流就是由降雨形成的径流，这些径流通过地表或者是地下水流入河道，并向流域出口断面汇集。降雨径流会受到多种因素的制约，比若说是地形、地貌、植被、降水和土地的使用以及人类活动等，从这些种种因素我们可以看到径流的形成过程是非常复杂的。长时间以来，降雨径流的研究一直备受水文界的
雨水回用计算书案例
南京诚园（南区） 雨水综合利用方案说明 南京吉佳新材料科技实业有限公司 二〇一五年四月
一、雨水收集利用的价值 水是生命的起源、是人类生存和社会发展不可或缺物质基础。但随着人口的增长和工业的不断发展，一方面，人们对水的需求量日益加大，另一方面人类的生活和生产活动对水资源的破坏程度越来越严重，由此造成了水资源短缺的局面不断加剧。 我国是世界上严重缺水的83个国家之一，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。同时，由于我国水资源的时空分布不均，在水资源保有量相对较大的南方省区同样面临缺水的威胁。 随着社会的发展，人类对资源需求的增长和资源短缺之间的矛盾日益加剧，水的供给与需求矛盾日益突出，进行水资源的合理开发利用已成为全世界所面临的问题。绿色建筑以可持续发展的思想为指导，提倡水的循环利用、雨水与中水处理回用，使水环境系统的综合效率达到最优，降低能耗，做到无废无污染，建成生态平衡的建筑环境。 城市的扩张，将不可避免的造成不透水地面面积的增加、地表雨水径流系数和径流量的提高，从面导致雨水大量流失，需加大排水系统的建设规模和投资资金；同时，由于减少了雨水的地下渗入量，使得地下水得不到充分涵养，对城市的生态环境将产生不利的影响 为应对这一局面，我国从上世纪八十年代起就鼓励水的复用和回用，经过近30年的研究和实践，我国在水的重复使用上已经取得了长足的发展，在技术和工艺上都为城市排水的重复使用积累了丰富的经验。 在上述基础上，各级政府主管部门制定、完善了各种相关和配套规定和标准，倡导和激励污水的处理和回用。 雨水作为一种宝贵的水资源,已得到全世界各国的认可。收集利用的雨水在一定范围内可代替自来水,以缓解城市水资源的短缺,同时能在一定程度上减轻城市污水管网的负荷。而屋面雨水污染程度较轻,处理成本低,更应该是我们收集利用的主要对象。
城区路面雨水径流水文水质特征试验
第３０卷第９期２ ０ １ ２年９月水 电 能 源 科 学 Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．９ Ｓｅｐ ．２ ０ １ ２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０９－００２６－ ０４城区路面雨水径流水文水质特征试验研究 陈伟伟，张会敏，詹小来，卞艳丽 （黄河水利科学研究院，河南郑州４５０００３ ）摘要：鉴于研究城区路面径流水文过程与污染物变化特征可为有效利用城市雨水、控制非点源污染等提供参考依据，采用污染物分析方法对新乡市２０１０年城区路面３场降雨—径流的水文、水质过程进行采样分析。试验结果表明，路面径流系数在０．７８～０．８２之间，径流曲线形态与降雨过程线类似，两者波动幅度相对较小；径流初期污染严重，后期ＣＯＤ、ＳＳ浓度分别小于２０３、４５８ｍｇ／Ｌ；各指标的标准差率呈ＳＳ＞ＣＯＤ＞ＤＯ＞ｐＨ值的趋势，这与各自浓度变化过程的指向性一致；径流中ＣＯＤ与ＳＳ之间的相关性较好，而ＤＯ与其之间的相关性较差。 关键词：城区路面雨水；水文水质特征；降雨—径流过程；场次平均浓度 中图分类号：ＴＶ１２１＋ ．２；Ｘ１４３ 文献标志码：Ａ 收稿日期：２０１２－０２－１３，修回日期：２０１２－０３－ ０５基金项目：国家重点基础研究发展计划基金资助项目（２０１１ＣＢ４０３３０３）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金资助项目（ＨＫＹ－ＪＢＹＷ－２０１０－ １７）；水利部公益性行业科研专项经费基金资助项目（２０１１０１０４９）作者简介：陈伟伟（１９８０－） ，男，工程师，研究方向为水资源与水环境，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｗｅｉ０２１７＠１２６．ｃｏｍ 随着城市化进程的加快， 由城区降雨径流形成的污染已成为城市水环境污染的主要来源之 一［１］ 。２０世纪６０年代中期以来， 发达国家开展了大量的城市雨水径流污染研究， 包括单场暴雨和长期平均污染负荷输出、降雨初期冲刷效应、径流污染特征和影响因子分析及３Ｓ技术的应用 等［２，３］ 。而我国对此研究却远滞后于美国、欧盟等国家，直到２０００年以后才引起广泛关注［４］ 。但 目前这些研究成果比较零散，基础性研究较少，对降雨—径流的水文水质过程难以作出有效识别，且径流污染研究的理论和方法较为落后，不利于径流污染物迁移转化过程的分析、非点源污染负 荷模型的构建及制定径流污染控制措施等［ ５，６］ 。鉴此，本文在对新乡市２０１０年城区混凝土路面降雨—径流水文水质过程进行同步监测分析的基础上，以污染物在场次雨水径流过程中的变化为主要对象，研究其运移变化特征。研究结果对完善城市非点源污染基础数据库、分析污染物迁移转化规律、构建城市雨水径流非点源污染负荷计算模型、 制定可行实用的径流污染管理技术与方法等均具有重要意义。 １ 城区路面雨水径流取样及分析方法 新乡市地处河南省北部，位于东经１１３°２３′～ １１４°５９′、北纬３４°５３′～３ ５°５３′之间，城市建成区面积１００ｋｍ ２ 。新乡市属暖温带大陆性气候，冬季及春、 秋两季的大部分时间为西伯利亚冷高压所控制，雨雪稀少、风多干冷、空气干燥、蒸发量大、东北风居多；夏季为太平洋副热带高压所控制，水汽充沛、雨量集中、偏南风较多；多年平均气温１４．５℃，多年平均降雨量５４１ｍｍ， 多年平均蒸发量为１ ９２８ｍｍ，无霜期２２０ｄ，全年日照时间２ ４００ｈ，平均风速２．０ｍ／ｓ，平均相对湿度６８％；降雨量年内分配极不均匀，受东南季风影响，城区夏、秋两季降雨最为密集，其中６～９月降雨量占全年的７０．４％以上。 试验采样点为黄河水利科学研究院新乡节水试验基地的混凝土路面，试验区呈矩形，横向坡度０．３％，纵向坡度１．０％，长３．８５ｍ，宽３．５０ｍ， 面积１３．４８ｍ２ 。在天然降雨情况下采用５０Ｌ聚乙烯桶收集路面雨水径流，利用安装于基地内的自动气象站装置（ＶａｎｔａｇｅＰｒｏ２）同步获得场次降雨过程线，根据记录的雨量累积数据计算不同时刻降雨强度。对各场次径流过程， 根据单次采样耗时与容器体积计算的瞬时径流量作为采样起止时刻中值瞬时径流量，最后利用降雨强度、径流强度定量描述各场次降雨—径流水文水力过程。同时，
我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施
我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施 摘要：道路建设的迅速发展，路网水平的不断提高，可以有效地解决自然资源、劳动力、生产设施等生产要素相互分离的矛盾，促进社会经济与旅游事业的发展，对一个国家或一个地区的经济发展、社会进步和人民生活质量的提高等方面发挥着举足轻重的作用。雨水冲刷路面后，大气尘埃、尾气排放、固体垃圾等道路雨水径流污染问题日益严重，本文就组要对城市道路雨水径流污染状况及控制措施进行了简要分析。 关键词：城市道路；雨水径流污染；控制措施 引言 雨水径流一般通过下渗使雨水涵养地下水，补给地下水源。有时也可以通过间接利用的方式先收集雨水径流，并通过去除初期的雨水径流的方式储存雨水，再经过人工处理，生态技术处理等方法将这些雨水回用于景观冲洗等用水途径。这样可以有效减缓城市水资源缺失以及涵养地下水源的问题，给城市带来了发展的动力。 一、城市雨水径流污染的特征和影响 1、概述 我国城市雨水径流污染的研究起步较晚，20世纪80年代初率先在北京开展了有关研究，随后在上海、杭州、南京、苏州、成都等大中城市也逐渐开展了类似研究，一些城市雨水控制及利用技术也相继得以提出，同时取得了城市雨水径流污染物种类、污染物变化规律及其影响因素等方面的研究成果，为城市雨水径流污染的认识和控制奠定了较好的基础。 2、城市雨水径流污染特征 城市雨水径流污染物的来源复杂，一般来说，主要来自大气降水、道路径流以及屋顶径流冲刷等。由于不同城市雨水径流的实际发生过程受到下垫面等多种可变因素的影响,其所包含的污染物及其浓度也相应有所不同,但总体上看城市雨水径流污染大都含有碳氢化合物、SS和COD及一定的重金属和营养物污染物，而道路与屋顶径流是城市雨水径流污染的主要原因。 城市雨水径流污染一般受到以下因素的影响：（1）路面条件。道路的建设坡度可以影响汇流的时间，一般坡度越大，汇流时间越短，继而影响污染指数。（2）屋顶条件。屋顶面积可占城市总不可渗透表面的30 %以上,其对雨水径流污染的影响一方面源自城市大气降尘的积累,另一方面则源自屋面自身材质的影响。（3）降雨条件。降雨条件主要包括降雨强度、两次降雨的间隔时间、降雨量的大小等,一般来说，降雨强度越大，降雨时间间隔越长，降雨量越大产生的雨水径流污染越严重。
第二章 降雨径流相关预报
第二章 降雨径流相关预报 在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。 2.1 降雨径流相关图的形式 降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R =次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。这里介绍国内普遍使用的产流量与降雨量和前期影响雨量三者的关系，即R P P a ~~相关图。 图2-1 降雨径流相关图 使用R P P a ~~关系曲线进行净雨量计算一般有两种处理途径：一种是根据洪水初期的a P 值，把时段雨量序列变成累积雨量序列，用累积雨量查出累积净雨，由累积净雨再转化成时段净雨量序列；另一种方法是根据时段降雨序列资料直接推求时段净雨序列。第一种方法的缺点是在整个洪水过程中，使用一条 R P ~曲线， 没有考虑洪水期中a P 的变化。而后者的不足是，当时段取的过小时，一般时段雨量不大，推求净雨时的查线计算易集中在曲线的下段。两种方法的结
果存在差别，至于何者更接近实际也很难断言。 2.2 前期影响雨量a P 的计算 A P 由前期雨量计算，也称前期影响雨量，是反映土壤湿度的参数。其计算公式为 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则 )(11,,--+=t t a t a P P K P (2-1) 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则 1,,-=t a t a KP P (2-2) 式中：K 为土壤含水量衰减系数，对于日模型而言，一般地取85.0≈K ；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。式(2-1)和(2-2)为连续计算式。由于 ?????????+=+=+=+=--+---------) ()()()(,1,33,2,22,1,11,,n t n t a n t a t t a t a t t a t a t t a t a P P K P P P K P P P K P P P K P (2-3) 将式(2-3)各行逐一代入得到 )(,33221,n t n t a n t t t t a P P K P K P K KP P -----+++++= (2-4) 式(2-4)为向前倒数n 天的一次计算式。一般取15天既可满足计算要求。 用m I 表示流域最大损失量，在数值上等于流域蓄水容量。以mm 表示，通常mm 100~60≈m I 。当计算的m a I P >时，则以m I 作a P 值计算，即认为，此后的降雨量P 不再补充初损量，全部形成径流R 。 当计算时段长h 24≠?t 时，土壤含水量衰减系数K 应该用下式换算 N KD K /1= (2-5) 式中：t N ?=/24，KD 为土壤含水量日衰减系数，K 为计算时段是t ?小时的土壤含水量衰减系数。
上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应_常静
第25卷 第6期2006年11月 地 理 研 究 GEOGRAPH ICAL RESEARCH V o l 125,N o 16N ov 1,2006 收稿日期:2006-02-20;修订日期:2006-05-22 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40131020,49801018);教育部高等学校骨干教师资助计划项目;中国 博士后基金资助项目(2005037135) 作者简介:常静(1980-),女,山西晋城人,博士研究生。主要从事城市多界面环境过程研究。 E -mail:cjin g1221@1631com *通讯作者:刘敏(1964-),男,内蒙古自治区土左旗人,教授,博士,博士生导师。从事城市环境过程,环境地球化学与污染生态研究。E -m ail:m liu@geo 1ecnu 1edu 1cn 上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应 常 静1 ,刘 敏1* ,许世远1 ,侯立军2 ,王和意1 ,Ballo Siaka 1 (11华东师范大学资源与环境科学学院教育部地理信息科学重点实验室,上海200062; 21华东师范大学河口海岸科学研究院,上海200062) 摘要:选取上海市中心城区典型功能区监测降雨事件,研究降雨径流污染时空变化及初始冲刷效应。研究表明,上海中心城区路面径流主要污染物为T SS 和CO D Cr ,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多;总磷超出Ⅴ类水质标准两倍以上,氮素营养盐也有不同程度的污染。污染物含量在不同功能区之间显示出相似的分布趋势,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区情况较为良好。降雨强度是影响初始冲刷效应的主要因素,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区冲刷强度较弱;T SS 和COD C r 在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。 关键词:降雨径流污染;时空分布;初始冲刷效应;上海中心城区文章编号:1000-0585(2006)06-0994-09 1 引言 城市化的高速发展使不透水地面面积迅速增加,形成了不同于自然地表的/城市第二自然格局0,对地表水文过程产生了深刻的影响[1] 。在雨季特别是暴雨时期,降雨在不透 水地面上迅速转化为径流,冲刷和挟带大量污染物质进入地表水体,形成典型的非点源污染,成为影响城市受纳水体水质下降及河口污染的重要因素[2] 。美国EPA 已在1993年将城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源[3]。在我国随着生活点源和工业点源的有效控制,非点源污染也已成为水体污染的主要因素之一,受到越来越多的关注和研究[4]。 国外从20世纪70年代起就对城市降雨径流污染及其控制展开了大量研究,在污染物时空分布、初始冲刷效应(First Flush Effect)与径流模型开发等方面都取得了值得借鉴的成果[5~11]。我国在流域尺度上的非点源污染的研究与模型应用方面也成果颇丰[12],但对从城市区域尺度出发,以/不透水下垫面0为特征的城市径流非点源污染研究起步较晚,近年来才在北京、上海、西安等地相继开展起来,且内容多集中在径流污染物排放特征、污染指标相关性和负荷模型计算等方面[13~25],缺乏对污染物初始冲刷效应的定量研
大伙房流域降雨径流模型
大伙房流域降雨径流模型 大伙房流域降雨径流预报模型又简称“DHF ”模型，该模型于1973年由辽宁省大伙房水库管理局刘爱杰、王本德等人提出，至今已使用30余年，为水库洪水调度做出了很大贡献。 “DHF ”模型是适用于我国湿润地区的超渗产流模型，目前已在辽宁省多个水库的水情自动测报系统中使用，效果较好。 建立在“DHF ”模型基础上的降雨径流预报方案，在大伙房流域经过调试和精度验证后进行使用，在使用中平均精度令人满意。尤其在“957”特大洪水调度中，发挥了显著作用，准确预报出了第一非常溢洪道溢流时间和水库最高库水位，为省防制定调度决策提供了科学依据，使水库工程发挥了强大的调蓄作用，最大限度地配合了下游抢险，共减免下游直接经济损失74.89亿元。 “DHF ”模型由两部分组成，一是八参数超渗产流计算模型，引用双层入渗曲线进行扣损计算，并以抛物线描述表层蓄水量和下层渗率的分布状况；二是八参数变强度、变速度的经验单位线汇流计算模型，参数随降雨分布而变，采用“前期影响净雨”描述汇流速度的变化。这是一个集总的概念模型，模型的参数多半在满足其物理意义的前提下确定，只有6个需要优选法选定或试错法确定。 1 大伙房模型概化流程 流域下垫面分为表层、下层和地下水蓄存三部分，计算流程如图10-1所示。 2 大伙房模型产流计算 产流模型将下垫面分为表层，下层和深层三部分。表层土壤中的张力水蓄量与植物截流、填洼储存合称表层蓄水量a S ，其极值为表层蓄水容量 S ；下层土壤中的张力水蓄量称为下层蓄水量a U ，其极值为下 层蓄水容量 U ；地下水储水层的蓄水量以 a V 表示，其极值为地下水库蓄水容量 V 。
上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应_常静
第25卷 第6期2006年11月 地 理 研 究 GEOG RAPHICAL RESEA RC H V o l .25,N o .6N ov .,2006 收稿日期:2006-02-20;修订日期:2006-05-22 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40131020,49801018);教育部高等学校骨干教师资助计划项目;中国 博士后基金资助项目(2005037135) 作者简介:常静(1980-),女,山西晋城人,博士研究生。主要从事城市多界面环境过程研究。 E -mail :cjing1221@https://www.360docs.net/doc/be9455770.html, *通讯作者:刘敏(1964-),男,内蒙古自治区土左旗人,教授,博士,博士生导师。从事城市环境过程,环境地球化学与污染生态研究。E -m ail :m liu @geo .ecnu .edu .cn 上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应 常 静1 ,刘 敏 1* ,许世远1,侯立军2,王和意1,Ballo Siaka 1 (1.华东师范大学资源与环境科学学院教育部地理信息科学重点实验室,上海200062; 2.华东师范大学河口海岸科学研究院,上海200062) 摘要:选取上海市中心城区典型功能区监测降雨事件,研究降雨径流污染时空变化及初始冲刷效应。研究表明,上海中心城区路面径流主要污染物为T SS 和CO D Cr ,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多;总磷超出Ⅴ类水质标准两倍以上,氮素营养盐也有不同程度的污染。污染物含量在不同功能区之间显示出相似的分布趋势,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区情况较为良好。降雨强度是影响初始冲刷效应的主要因素,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区冲刷强度较弱;T SS 和COD C r 在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。 关键词:降雨径流污染;时空分布;初始冲刷效应;上海中心城区文章编号:1000-0585(2006)06-0994-09 1 引言 城市化的高速发展使不透水地面面积迅速增加,形成了不同于自然地表的“城市第二自然格局”,对地表水文过程产生了深刻的影响[1] 。在雨季特别是暴雨时期,降雨在不透 水地面上迅速转化为径流,冲刷和挟带大量污染物质进入地表水体,形成典型的非点源污染,成为影响城市受纳水体水质下降及河口污染的重要因素[2] 。美国EPA 已在1993年将城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源[3]。在我国随着生活点源和工业点源的有效控制,非点源污染也已成为水体污染的主要因素之一,受到越来越多的关注和研究[4]。 国外从20世纪70年代起就对城市降雨径流污染及其控制展开了大量研究,在污染物时空分布、初始冲刷效应(First Flush Effect )与径流模型开发等方面都取得了值得借鉴的成果[5～11]。我国在流域尺度上的非点源污染的研究与模型应用方面也成果颇丰[12],但对从城市区域尺度出发,以“不透水下垫面”为特征的城市径流非点源污染研究起步较晚,近年来才在北京、上海、西安等地相继开展起来,且内容多集中在径流污染物排放特征、污染指标相关性和负荷模型计算等方面[13～25],缺乏对污染物初始冲刷效应的定量研
城市规划-5-城市雨水径流控制
5城市雨水径流控制与资源化利用 5.1 径流控制背景 近年来，伴随着城市化进程的加速，城市人口不断攀升，建筑密度逐步上升，不透水性地面比例持续增加，汇流面积也日益增大，导致城市雨水径流量增大，汇流时间极大缩减，洪峰流量大幅增加，同时水质污染程度更加严重，显著增加城市排水负荷，给受纳水体乃至城市安全带来巨大隐患。传统的雨洪控制思路是基于防灾为目的“防”与“排”，力求将雨水在最短的时间内从城区输送至受纳水体。但是，随着城市化进程的发展，“以排为主、单纯排放”的管理理念已经无法满足现代城市的雨洪管理需求；而另一方面，受到历史、经济、社会等诸多客观条件的限制，绝大多数城市短时间内很难对现有排水管道进行彻底的升级改造。在此背景下，从20世纪90年代开始，越来越多的国家和学者开始认识到雨水调蓄和综合利用在雨洪控制中的重要作用和意义，开始探索和应用新的雨洪控制理念进行雨水的统筹管理调度和资源化利用，并通过灵活多样的工艺措施储蓄、处理和利用雨水，缓解现有雨水管道的压力，同时减轻对城市地表和地下水体的污染。 与此同时，近年来集中强降雨等极端天气增多，包括安庆市在内的许多大城市在最近几年中相继遭受暴雨袭击，并且发生了严重的暴雨积涝，造成城市基本机能的瘫痪和市民生活的极大不便，已引起各级政府、媒体与公众的普遍关注。为保障人民群众的生命财产安全，提高城市防灾减灾能力和安全保障水平，加强城市排水防涝设施建设，国务院办公厅下
发《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》（国办发〔2013〕23号），通知要求城市建设开发要“积极推行低影响开发建设模式，有效控制地表径流”。安徽省住建厅也出台了《安徽省城市排水设施建设管理指导意见》（建城〔2012〕99号），更加明确指出“在城市开发建设中，要体现低影响开发的重要理念，加强对暴雨径流进行控制”。“要充分考虑蓄、渗、排、用并举，重点突出‘两个确保、两个利用、一个推广’”。 5.2 径流控制模式 传统的雨水排放模式、局限的径流污染控制和狭义的雨水直接利用等单一模式都难以全面解决城市雨洪产生的问题, 需要突破对城市雨水的传统观念和狭隘处置方式, 从新的角度、更高的层次进行系统研究, 建立更科学的雨洪控制利用模式。 城市雨洪控制利用模式指的是应用于城市范围不同条件和尺度的雨洪径流削减、污染控制、调蓄利用、减轻洪涝灾害, 有利于城市水资源的开源节流、改善城市水环境和生态环境以及安全排放的各种技术和系统。城市雨洪控制利用模式可依据应用尺度、层次和复杂程度的不同分为单元技术模式、技术流程模式、子系统模式和综合系统模式。 雨洪控制利用模式的选择取决于多方面因素,需要根据具体项目的各种相关基础资料, 经详细分析和评价, 因地制宜地选择适合的模式。城市雨洪控制利用模式优先考虑的主要因素有土地利用性质、雨水径流水质、降雨强度、地形、地貌及地质条件、防洪排涝要求、社会、经济和技术条件，水资源条件、受纳水体条件等。根据安庆市的具体情况，特别是考虑到安庆市的地理条件、水文条件、土地利用和技术水平，进行综合分析后，
城市降雨径流模型参数全局灵敏度分析
中国环境科学 2008,28(8)：725~729 China Environmental Science 城市降雨径流模型参数全局灵敏度分析 王浩昌1,杜鹏飞1*,赵冬泉1,王浩正2,李志一1(1.清华大学环境科学与工程系,北京 100084；2.北京清华城市规划设计研究院,北京 100084) 摘要：采用逐步回归法分析典型城市降雨径流管理模型(SWMM)水文参数的全局灵敏度,为模型参数的有效识别提供参考.结果表明,汇水区面积对总产流起决定性作用.在雨强较小(10.5mm)的情况下,透水区参数灵敏度很小,可在参数识别中设为经验值;在较强降雨(52.5mm)情况下,管道曼宁系数是决定峰值流量与峰值发生时间的关键参数.减小汇水区面积的不确定性可提高其他参数的灵敏度,有利于参数的有效识别. 关键词：降雨径流；逐步回归；全局灵敏度；城市降雨径流管理模型(SWMM) 中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2008)08-0725-05 Global sensitivity analysis for urban rainfall-runoff model. WANG Hao-chang1, DU Peng-fei1*, ZHAO Dong-quan1, WANG Hao-zheng2, LI Zhi-yi1(1.Department of Environmental Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2.Beijing Tsinghua Urban Planning and Design Institute, Beijing 100084, China). China Environmental Science, 2008, 28(8)：725~729 Abstract：Stepwise regression analysis approach was used to assess the global sensitivity of the hydrological parameters of storm water management model (SWMM) in this study. The catchment area played a dominant role in determining surface runoff. When precipitation was low(10.5mm), the parameter in pervious zone showed very low sensitivity, indicating that those parameter could be set to empirical values. When precipitation was high(52.5mm), roughness of conduit was the most sensitive parameter to peak flow and peak time. Reduction of the catchment area could increase the sensitivity of other parameters, providing better condition for parameter calibration. Key words：rainfall-runoff；stepwise regression；global sensitivity analysis；stom water management model(SWMM) 城市化的发展使城区不透水区比例增大,降雨径流随之增加.近年来随着城市点源污染的有效控制,降雨径流污染问题显得日渐突出.利用模型进行水文水质模拟是研究城市暴雨径流污染管理和控制的重要手段.暴雨径流管理模型(SWMM)是美国EPA开发的暴雨径流管理模型,在城市降雨径流模拟中有着广泛的应用[1-3],近年来在我国也有一些应用案例[4-5]. 灵敏度分析是通过研究模型参数对模型输出的影响,识别关键参数,为模型识别参数提供重要参考.国内对模型参数的灵敏度分析多限于局部灵敏度分析[6].由于局部灵敏度分析方法仅能反映单个参数在初始取值附近的变化对模型输出的影响,而无法对参数在整个取值空间的影响及参数之间的共同作用做出估计.全局灵敏度分析作为一种新的灵敏度分析手段,在国外的模型识别研究中取得了广泛应用[7-9].目前主要的全局灵敏性分析方法有多元回归法、Morris法、傅里叶幅度灵敏度检验法(FAST)以及基于方差分析的Sobol法等[10].其中,多元回归法由于计算量小,易于操作,被大量应用[11-13]. 作者采用基于逐步回归的全局灵敏度分析方法,结合参数识别的具体需求,研究SWMM模型水文水力参数的灵敏度,为模型参数的有效识别提供依据. 1研究方法 1.1研究区概况与监测方法 选取北京市某个具有独立分流制管网系统 收稿日期：2008-01-03 基金项目：国家“973”项目(2006CB403407);国家自然科学基金资助项目(50778098/E080403) * 责任作者, 副教授, dupf@https://www.360docs.net/doc/be9455770.html,
雨水综合利用
建筑小区雨水综合利用 建筑屋面和小区路面径流雨水应通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施。因空间限制等原因不能满足控制目标的建筑与小区，径流雨水还可通过城市雨水管渠系统引入城市绿地与广场内的低影响开发设施。低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行，如结合小区绿地和景观水体优先设计生物滞留设施、渗井、湿塘和雨水湿地等。 城市道路低影响开发雨水系统典型流程示例 1 场地设计 （1）应充分结合现状地形地貌进行场地设计与建筑布局，保护并合理利用场地内原有的湿地、坑塘、沟渠等。 （2）应优化不透水硬化面与绿地空间布局，建筑、广场、道路周边宜布置可消纳径流雨水的绿地。建筑、道路、绿地等竖向设计应有利于径流汇入低影响开发设施。 （3）低影响开发设施的选择除生物滞留设施、雨水罐、渗井等小型、分散的低影响开发设施外，还可结合集中绿地设计渗透塘、湿塘、雨水湿地等相对集中的低影响开发设施，并衔接整体场地竖向与排水设计。 （4）景观水体补水、循环冷却水补水及绿化灌溉、道路浇洒用水的非传统水源宜优先选择雨水。 （5）有景观水体的小区，景观水体宜具备雨水调蓄功能，景观水体
的规模应根据降雨规律、水面蒸发量、雨水回用量等，通过全年水量平衡分析确定。 （6）雨水进入景观水体之前应设置前置塘、植被缓冲带等预处理设施，同时可采用植草沟转输雨水，以降低径流污染负荷。景观水体宜采用非硬质池底及生态驳岸，为水生动植物提供栖息或生长条件，并通过水生动植物对水体进行净化，必要时可采取人工土壤渗滤等辅助手段对水体进行循环净化。 2 建筑 （1）屋顶坡度较小的建筑可采用绿色屋顶。 （2）宜采取雨落管断接或设置集水井等方式将屋面雨水断接并引入周边绿地内小型、分散的低影响开发设施，或通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内的集中调蓄设施。 （3）建筑材料也是径流雨水水质的重要影响因素，应优先选择对径流雨水水质没有影响或影响较小的建筑屋面及外装饰材料。 （4）水资源紧缺地区可考虑优先将屋面雨水进行集蓄回用，净化工艺应根据回用水水质要求和径流雨水水质确定。雨水储存设施可结合现场情况选用雨水罐、地上或地下蓄水池等设施。当建筑层高不同时，可将雨水集蓄设施设置在较低楼层的屋面上，收集较高楼层建筑屋面的径流雨水，从而借助重力供水而节省能量。 （5）应限制地下空间的过度开发，为雨水回补地下水提供渗透路径。 3 小区道路 （1）道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等，便于径流雨水汇入绿地内低影响开发设施。（2）路面排水宜采用生态排水的方式。路面雨水首先汇入道路绿化带及周边绿地内的低影响开发设施，并通过设施内的溢流排放系统与其他低影响开发设施或城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统相衔接。
降雨径流污染问题研究
降雨径流污染问题研究 随着点源污染的逐步控制,人们逐渐认识到非点源污染的严重性.国外历史经验告诉我们,即使将点源污染降低到零,污染依旧存在.未加控制的地表径流就相当于污水. 非点源污染是指在降雨径流的冲刷和淋溶作用下，大气、地面和土壤中的溶解性 或固体污染物质(如大气悬浮物，城市垃圾，农田、土壤中的化肥、农药、重金属，以及其他有毒、有害物质等)，进入江河、湖泊、水库和海洋等水体而造成的水环境污染 (黄虹2004,2,13).该定义说明了降水是非点源污染的动力因素,而地表径流则是非点源污染的载体. 在城市中,非点源污染已经成为影响城市环境质量的第二大因素.它的污染物按作用大小依次为地表沉积物,大气沉降物,水土流失物和下水道沉积物及合流制排水系统溢出来的污水.地表沉积物包括人们日常生活中乱丢的垃圾,路上的粉尘以及汽车排出的尾气.大气沉降物指降尘以及降雪降雨降雾等湿沉降.研究表明!在屋顶产生的径流里10%~25%的氮、25%的硫和不到5%的磷来自降雨!而在街道商场的停车场!商业区和交通繁忙街道产生的径流中几乎所有氮、16%~40%的硫和13%的磷来自降雨(陈玉成 2004,6).水土流失物来源于人们对于地表的破坏.原地貌的消失又加速了地表的侵蚀. 在一年内，至少有20％的降水径流污染来自排水系统，而对于次降雨，特别是短历时、高强度的降雨排水系统对径流污染的贡献可能达到50％以上(李立青 2006,3). 影响城市非点源污染的因素有降雨,土地利用方式,地面清扫情况和城市排水系统.随着季节和天气的变化,大气污染物的浓度有很大的差异. 降水对空气中的污染物有淋洗作用,一般污浊的空气经过一场雨后都会非常的清新.所以降雨的时机就影响了径流初次冲刷后的污染物浓度.同时,降水又对污染物有稀释的作用,降雨强度和降雨历时共同决定了雨量.降雨强度还影响着对于地面冲刷的程度.土地利用方式决定着污染物的类型和总量.一般工业区和交通要道的污染要相较于居民区严重一些.非点源污染物以晴天积累、雨天溶出的方式在降雨径流的挟带、运移作用下，通过地表径流进人受纳水体(郑涛 2006,2),地面清扫的频率就会影响晴天所累积的污染物总量.目前的清扫设备对粒径<3．2ram的尘土效率很低或根本无效。尽管如此，清扫时提高水质的效果还是明显(庄源益 1994,10)的.城市排水系统有五类的,他们的截污量有很大的不同. 城市地表径流存在随机性以及面源污染和点源污染相结合的特点.这是因为影响他的因素有很多,任何一点的变化都会引起整体的变动.
降雨径流相关图模板
姓名： XXX 学号：XXXX 计算原理与方法 方法概述 在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。由分析计算得到的降雨量、流域蓄水量或前期影响雨量，按相关分析的方法，建立它们与径流深之间的相关图， 这些相关图反映了流域的产流规律。应用此相关图可以由降雨计算出相应的产流量。这种图一类是没有固定的数学模型，称之为经验的降雨径流相关图。 图1 降雨径流相关图 降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R =次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。这里采1.2制作方法 1.2.1前期影响雨量a P 的计算 A P 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则 (11,,--+=t t a t a P P K P 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则
1,,-=t a t a KP P (2) 式中：K 为土壤含水量衰减系数；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。 K 值可按下式计算： 1p E K WM =- (3) 1.2.2降雨径流相关图的绘制 根据计算出的流域平均降雨量P 和P 所产生的径流量R ，以及相应的前期影响雨量a P ，便可建立降雨径流相关图。由式),(a P P f R =建立起来的三变数降雨径流相关图的步骤如下： 根据已知模型参数b 、WM ，首先计算a 、WMM ，然后分别算出在不同的W 0（相应于Pa 按等差序列设定，如0、10、20、30、……、120mm ）和P 下的R 。 与流域蓄水量W 相对应的纵坐标a 为 1 1*[1(1)] + =--b W a WMM WM (4) 1= +WMM WM b (5) 当a P E WMM +-<时 1()()1b a P E R P E WM W WM WMM ++-?? =---+- ? ? ? (6) 当a P E WMM +-≥时 ()()R P E WM W =--- (7) 1.3实时预报方法 根据降雨过程及降雨开始时的a P ，首先累计各时段的降雨过程，在图上查出累计的净雨过程，然后将累计的净雨过程，两两相减，得到各时段的降雨所对应的时段净雨。若降雨开始时的a P 不在某一条等值线上，则用内插法查算。 由于在实时预报阶段要计算蒸发量E ，从而计算得到有效降雨量PE ，蒸发计算可采用一、二、三层蒸发模式计算法，本作业采用二层蒸发模式法，计算方法如下： 该模型把流域蓄水容量m W 分为上下二层，m WU 和m WL ，m W =m WU + m WL 。实际蓄水量也相应分为上下二层，t WU 和t WL ，t W =t WU +t WL 。并假定：下雨时，先补充上层缺水量，满足上层后再补充下层；蒸散发则先消耗上层的t WU ，蒸发完了再消耗下层的t WL 。上层按蒸散发能力蒸发，下层的蒸散发量假定与下层蓄水量成正比，即： 当t m t t E WU P ??≥+时 t t t t t m t EL EU E ,0EL ,E EU ??????+=== (8) 当t m t t E WU P ??<+时
雨水径流控制方案15.12.24
白云致友汽车配件交易中心雨水径流控制
一、雨水径流量计算 建设前本项目占地面积47798m 2，下垫面主要为碎石路面、土路面和公共绿地。碎石路面占地面积12000m 2，土路面占地面积17198m 2，绿地占地面积18600m 2。 表1 建设前下垫面面积统计 建设前综合径流系数，计算公式如下： m ld ld kst kst fst fst S )F ()F ()F (''''''ψ?∑+ψ?∑+ψ?∑= ψ= 【12000x0.40+17198x0.29+18600x0.15】/47798=0.263 采用广州市暴雨强度公式，计算总公式： 750 .0)259.11() lg 438.01(427.3618++= t P q =357.5L/s.ha=0.357 L/s.m 2 1).设计重现期：P=5a 2).设计降雨历时：t=20min 3).地面综合径流系数：取Ψ=0.263 建设前雨水径流量为Q （jsq ），建设前没有雨水径流削减措施，因此Q d （jsq ）=0 Q （jsq ）= Q s （jsq ）-Q d （jsq ） =0.263x47798x0.357=4490L/s 式中：Q （jsq ）——建设前雨水径流量（L/s ）； Q s （jsq ）——建设前雨水设计流量（L/s ）； Q d （jsq ）——建设前雨水径流措施径流削减总量（L/s ）。 建设后下垫面主要为透水地面、绿地和不透水地面。透水性人行道、露天停车场、铺装地面面积8184m 2，绿地占地面积18600m 2，硬屋面硬化面积9500m 2，非渗透车道路面7000m 2。