暴雨径流计算课件

1、暴雨径流计算暴雨径流计算l 城市化与城市水文城市化与城市水文l 城市化与城市暴雨径流城市化与城市暴雨径流l 城市暴雨径流计算城市暴雨径流计算本节内容暴雨径流计算 城市化的发展对水环境所产生的直接或间接影响,主要表现为三个城市水文问题,即城市水源资源紧缺、水质污染控制和暴雨径流控制。城 市 化人口密度增大建筑物密度增大城市污水量增加需水量增加不透水面积增加排水系统完善城市气候改变城市雨水水质恶化接纳变质水地下水补给减少基流量减少径流量增大洪峰流量增加水流流速增大洪峰滞时和历时缩短城市水质污染控制问题城市洪水控制问题城市水源问题10.1 城市化与城市水文过程暴雨径流计算 城市水源紧缺城市水源紧缺

2、随着人口增加，对水的需求量也就随之增大，产生了一个寻求充足水源这一水文第一重要的问题。 水质污染控制问题水质污染控制问题 城市化扩大时，枯水流量减小，城市污水的增加及雨水径流水质恶化，引起水源水质恶化。另外，固态及液态致病污染物的处置对地下水水质也可能产生不利影响，产生了水质污染控制问题。 暴雨径流控制问题暴雨径流控制问题 城市污水增多、降雨的径流量变大和流速的增大，使短时间内的大流量径流发生，不可避免地要使洪峰流量增大，从而引起了洪水控制问题。 10.1 城市化与城市水文过程暴雨径流计算10.1 城市化与城市水文过程暴雨径流计算10.2 城市化与城市暴雨径流城市化过程城市化过程 农村阶段：土

3、地处在耕作或放牧状况。 早期城市：大量修建城市型房屋，但仍有相当部分土地被原有植物所覆盖。 中期城市：住房、商贸中心、学校、工厂等建筑物大规模地发展和建设阶段。 后期城市：使已残留很少的原有植物缩减为零，地面完全由人工建筑和一些其他设施所覆盖。暴雨径流计算相同暴雨及滞洪条件下城市化对径流量的影响mqmqmtmt流量城市农村时间10.2 城市化与城市暴雨径流暴雨径流计算 城市暴雨径流特点：城市暴雨径流特点：l 暴雨径流总量增大，洪峰流量增高，出现时间提前。l 河道中水流流速加大，径流过程中悬浮固体及污染物浓度提高。 发生这些现象的原因可从两个方面来分析：发生这些现象的原因可从两个方面来分析：l

4、不透水面积增加不透水表面所覆盖；不透水区域的下渗几乎为零；洼地蓄水大量减不透水表面所覆盖；不透水区域的下渗几乎为零；洼地蓄水大量减少；产流速度和径流量都大大增加。少；产流速度和径流量都大大增加。l 汇流时间缩短排水管渠系统的完善，增加了汇流的水力效率。导致径流量和洪峰排水管渠系统的完善，增加了汇流的水力效率。导致径流量和洪峰流量加大，出现洪流流量加大，出现洪流10.2 城市化与城市暴雨径流暴雨径流计算 城市暴雨径流计算意义：城市暴雨径流计算意义：l 为控制城市暴雨径流提供参考数据；l 为设计城市雨水沟道或合流沟道设计提供依据；l 为防止城市非点源水污染提供参考数据。 计算方法：计算方法：l 推

5、理公式计算法l 单位线法l 等流时线法l 暴雨径流模型模拟计算l 径流系数推算法10.3 城市暴雨径流计算暴雨径流计算推理公式推理公式qv雨水沟道的设计流量（雨水沟道的设计流量（l/s）a排水面积（排水面积（ha）i降雨强度（降雨强度（mm/min）q降雨强度降雨强度(l/sha）k单位换算系数，等于单位换算系数，等于167径流系数，其值小于径流系数，其值小于1应用该公式需要首先确定应用该公式需要首先确定值、值、i值或值或q值值10.3 城市暴雨径流计算qaiakqv暴雨径流计算雨量参数相关概念：雨量参数相关概念：降雨量、强度、历时、频率或重现期等参数降雨量、强度、历时、频率或重现期等参数1)

6、 降雨历时和阵雨历时降雨历时和阵雨历时一场暴雨经历的整个时段称为阵雨历时；阵雨历时中任一连续时段称为降雨历时，均以min计。2) 降雨量和降雨强度降雨量和降雨强度降雨量：一段时间内（日、月、年）降落在一定面积上的总水量，以mm计或m3/ha计；降雨强度：某一降雨历时（10min，20min，30min）内平均降雨量，两种表示方法：q或i。10.3 城市暴雨径流计算min)/(mmthi iikhaslq7 .166)/(7 .166601000100010000k暴雨径流计算3) 降雨强度的频率或重现期降雨强度的频率或重现期单位时间内某件事情出现的次数或百分数。 例如洪水百年一遇、五十年一遇，

7、即洪水的重现期；如以频率表达分别为例如洪水百年一遇、五十年一遇，即洪水的重现期；如以频率表达分别为1%(0.01)1%(0.01)和和2%(0.02).2%(0.02).4) 径流系数径流系数地面径流量与降雨量之比。 降落到地面上的水，并不全部进入沟道。小雨时，地面湿不了；一般情况下，降落到地面上的水，并不全部进入沟道。小雨时，地面湿不了；一般情况下，会发生入渗；有些降雨落到树叶山截留，有些在低洼地被截留，有些蒸发掉。会发生入渗；有些降雨落到树叶山截留，有些在低洼地被截留，有些蒸发掉。10.3 城市暴雨径流计算暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度i的确定

8、的确定 降雨的分析（1天） 同一时间降落到某一排水面同一时间降落到某一排水面a a上各点的雨水，不可能同时流到设计沟段。推理上各点的雨水，不可能同时流到设计沟段。推理公式中采用的降雨强度公式中采用的降雨强度i i应当与排水面积应当与排水面积a a的集水时间的集水时间t t（最远一点的雨水流到（最远一点的雨水流到设计沟段的时间）相应，如果设计沟段的时间）相应，如果t t是是10min10min，i i应当是历时应当是历时10min10min的最大平均降雨强的最大平均降雨强度。度。10.3 城市暴雨径流计算降雨记录降雨记录暴雨径流计算10.3 城市暴雨径流计算雨量曲线雨量曲线暴雨径流计算10.3

9、城市暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度i的确定的确定b）降雨的分析（1年）暴雨径流计算10.3 城市暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度i的确定的确定b）降雨的分析（1年）（选取最大的3-5组，丰水年多些，旱年少些）暴雨径流计算10.3 城市暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度i的确定的确定c）降雨的分析（10年）（选取最大的3-5组，丰水年多些，旱年少些）暴雨径流计算10.3 城市暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度i的确定的确定c）降雨的分析（10年）（选取最大的3-5组，丰水年多些，旱年少些）暴雨径流计算10.3 城市暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度 i 的确定的确定d）城市降雨公式暴雨径流计算10.3 城市暴雨径流计算推理公式中各项的确定推理公式中各项的确定;1) 降雨强度降雨强度i的确定的确定e）设计降雨历时 t 求取21ttt602ltt t设计降雨历时（排水面积的集水时间设计降雨历时（排水面积的集水时间, min, min）t t1 1地面集水时间，地面集水时间，minmint t2 2沟道中流行的时间，沟道中流行的时间，minmi