快速城市化流域综合径流系数确定方法比较研究

径流系数是表征流域的产水能力、反映自然地理因素对降水形成径流过程影响程度的重要参数。针对快速城市化背景下的海绵城市规划建设需求，为了寻求具有一定物理基础且较简捷快速的方法来确定区域产流，以武汉市后湖流域为研究对象，采用基于降雨径流试验的拟合函数、面积加权法和水量平衡法3种方法计算综合径流系数，并分析比较各个方法的优缺点。结果表明：(1)后湖流域3种方法计算的综合径流系数值分别为0.49,0.49和0.58;基于试验的拟合函数法计算简便，面积加权法各土地利用类型的径流系数取值主观性较大，水量平衡法具有水文学原理，适用于监测资料较充足区域。(2)降雨过程水量平衡法计算结果表明，前期影响雨量对场次径流系数有较大影响，在规划设计中应结合设计工况对应的成灾雨型、雨量、设计重现期等影响因素，优选水量平衡计算法。(3)当实测资料较为缺乏时，综合考虑排水规范中面积加权法和降雨径流试验方法可以快速得到区域综合径流系数的参考值。研究成果可为城市水资源利用和海绵城市建设提供参考。     

平原区天然降雨极值强度与径流系数的关系研究

太谷均衡实验站对天然降雨-径流资料的分析结果表明:天然降雨-产流多发生在7、8月份,场(次)降雨量一般大于20 mm,场(次)降雨量出现的频率小于2%;场(次)降雨径流量的大小主要取决于降雨极值强度,降雨极值强度与径流系数呈线性关系,相关系数为0.71;概化时间与径流系数呈幂函数关系,相关系数为0.80.     

基于逐5 min时间分辨率的降雨—径流关系研究

流域降雨和径流数据时间分辨率会直接影响流域尺度水文响应判断。以谢家山流域和高家山流域为研究对象,利用2018年7月26日到9月2日实地监测的9场降雨与径流的逐5 min实时响应关系,采用回归分析等统计方法,对降雨—径流的量化关系进行研究。结果表明：(1)累计降雨量—累计径流量关系线性拟合效果好,基于拟合方程的斜率分析,高家山流域径流系数大于谢家山流域,基于土地利用类型发现,这主要与硬化地面面积有关。(2)多数降雨径流事件都会经历降雨、渗透、径流三个阶段。第一阶段降雨全部渗透,径流不会启动;第二阶段渗透持续进行,径流开始出现,降雨和径流之间的近似线性关系表明渗透率比较稳定;第三阶段开始时渗透率突然下降,在此阶段降雨会全部转化为径流,因此渗透可忽略不计。     

海绵城市背景下嘉兴地区绿地径流系数取值研究

我国目前使用的设计规范中绿地的径流系数是按固定取值,其未考虑各地的实际土壤情况,且未按下凹绿地等海绵设施进行分类,取值与实际存在一定的偏差。采用SWMM模型分别模拟嘉兴地区不同降雨、不同洼蓄量条件下绿地的径流系数变化情况,并选取实际监测数据对上述模型模拟分析结果进行验证。结果可为嘉兴市海绵城市设计中径流系数取值提供参考。     

下垫面要素变化对径流影响的多元统计分析

为提高流域径流预报精度,增加水电站运行效益,选取小湾水电站控制流域为研究对象,根据卫星遥感资料提取的研究区域的1986、1995、2000年土地利用资料和小湾水电站多年入库流量资料,以径流系数为因变量,耕地、林地、建筑用地等下垫面要素为自变量,用SPSS回归模型、非线性回归模型分析径流系数和下垫面要素的回归关系;同时考虑到前一年降雨对下一年径流有一定的影响,加入降雨径流方法,采用3种方法分别对径流系数进行模拟。结果表明:非线性回归模型对径流系数模拟程度较好,可应用于径流预测工作中,提高中小流域的水能利用程度。     

基于径流系数的城市降雨径流模型参数校准方法

为了解决我国城市降雨径流模型参数校准数据欠缺的问题,应用较易获得的径流系数作为校准目标,以峰现时间作为径流系数模拟值的计算依据,以合成单峰降雨作为校准降雨事件,在SWMM平台上进行模型参数校准.通过校准模型适用性和灵敏度分析,表明该法既可以满足模型参数预校准的要求,也可以在模型参数不确定性分析的基础上用于实践.因此,该法是改善城市降雨径流模型参数校准状况的有效途径.     

沙河小流域产汇流特性分析

通过对沙河小流域2004年3个径流小区的降水、径流深和泥沙等水文要素的分析,揭示了该区水文要素的年内变化趋势.3个径流小区径流深与降雨量的变化在6-8月份是不一致的,径流深和泥沙含量的变化在年内的变化基本上是一致的;泥沙含量随降水、径流深的变化而变化,尤其是受流域暴雨分布的影响更大;3个径流小区的径流系数的分布形状比较近似,说明了径流系数主要与流域的降雨有关,而与人类活动关系并不显著.     

基于低影响开发措施的径流效应

以邯郸市的育德花园为研究对象,在验证SWMM模型在该区域适用性的基础上,模拟区域城市化前后以及透水性路面、绿色屋顶、蓄水箱、透水性路面+蓄水箱、透水性路面+绿色屋顶等5种低影响开发措施在单场降雨和连续降雨事件中的径流过程。结果表明城市化过程使得起涨速率增加,洪峰时间提前,洪峰流量增高,径流系数随之增大。5种低影响开发措施在单场降雨和长期径流影响中都起到了降低洪峰流量,减少径流持续时间,延迟洪峰时间,缓解城市排水管道压力,其中组合措施优于单一措施。     

低碳生态城区地表雨水管理的综合性指标研究

雨水综合利用是低碳生态城区水资源管理的重要方面,有助于解决城市河流行洪压力和径流污染等问题.调研分析了国内绿色建筑雨水管理现状及低碳生态城区建设中已采取的雨水管理措施.以场地综合径流系数作为衡量低碳生态城区雨水管理的控制指标,分析了各类雨水利用措施对场地综合径流系数的影响.根据多年平均降雨量进行全国区域划分,通过计算分析确定了适用于不同区域的低碳生态城区雨水利用措施及对应的场地综合径流系数范围.     

小兴安岭林区超常暴雨径流系数研究

根据小兴安岭南部西南岔河流域,中部伊春河流域和北部汤旺河上游五营站以上流域的降雨径流相关图,查得的次降雨总损耗量计算并分析总损耗增量的变化规律。利用外延的总损耗量推求出超过相关图有效范围（次降雨超过200 mm）的径流系数。从而解决了超常暴雨的产流和南北两个无资料区间的产流问题。     

大清河流域年径流系数变化趋势及影晌因素分析

选取大清河水系的4个典型子流域为研究对象,运用滑动平均和M-K检验分析了1956 2005年的年径流系数变化趋势和突变特点。分别运用降雨径流相关法和多元线性回归法分析了气候和下垫面要素对年径流系数的影响程度。结果表明,降雨因素是径流系数变化的主导因素,同时下垫面要素中的草地、耕地和建设用地对径流系数的变化具有一定的影响。这使大清河流域的水资源和水生态环境将承受更大的压力,也是其下游的白洋淀的入淀水量减少的主要原因。     

城市屋顶降雨径流过程单位线模型研究

城市屋顶按透水性质可分为不透水与绿色(渗透)屋顶。对于绿色屋顶,基于土壤水饱和下渗理论,考虑基质土壤层厚度有限性及表面积水深影响,推导建立了降雨径流过程的单位线模型,再联合不透水屋顶降雨径流过程单位线模型,共同构成城市屋顶降雨径流过程的单位线模型,并建立了统一的数学方程表达形式,参数包括响应速率与径流(产流)起始时间。其中,对于不透水与绿色屋顶,模型响应速率参数分别为坡面汇流时间的倒数与基质土壤层稳渗时间的倒数。根据不透水与绿色屋顶降雨径流过程实际监测数据,分别采用单位线模型进行了模拟,取得了良好的模拟效果。模型参数比较分析表明,绿色屋顶降雨径流削减效应主要依赖于基质土壤层的雨水蓄存作用,增大基质土壤层厚度可以增大雨水渗蓄量,并有效削减径流前期峰值,但对后期峰值的削减效应有所减弱,并会延长表面积水的排水时间。     

流域超常暴雨径流系数的外延误差分析

依据部颁《水文情报预报规范》规定的径流深预报允许相对误差标准和作业预报精度评定标准,对传统的径流系数外延预报与间接外延的误差进行了对比分析。结果证明采用间接法外延超常暴雨径流系数,扩展产流方案的降雨径流相关图所产生的误差远远小于直接延长Pa等值线查读的外延误差。为间接外延超常暴雨的径流系数方法提供了理论根据。     

雨水利用对城市住宅小区外排径流消减效果研究

分析了城市住宅小区开展透水地面铺装后在不同降雨强度下的径流系数。研究了不同透水铺装比例对小区外排径流系数的影响。研究表明,住宅小区透水铺装地面的径流系数随着降雨重现期的增大、降雨历时的增加而增大;住宅小区透水铺装地面面积比例的增加,将降低小区外排径流系数。     

绿色建筑非传统水源利用率计算探讨

总结了目前非传统水源利用率计算中易出现的问题,对生活用水量、生活杂用水量和雨水设计径流总量的计算进行了分析探讨。得出计算非传统水源利用率时,用水定额和计算公式应按照《民用建筑节水设计标准》选取;常年降雨厚度应参考当地气象部门提供的近10年以上降雨量数据;屋顶绿化部分径流系数宜参照《建筑与小区雨水利用工程技术规范》及当地相关规范。     

北方轻型透水性绿色屋顶土层厚度的蓄滞效应研究

针对传统的绿色屋顶采用简单草皮覆盖,雨水蓄滞效果差,且土层较厚,远远超出一般建筑物屋顶的承重能力。结合济南气象、水文、土壤和植被条件,采用轻型透水性绿色屋顶,通过室内外试验,研究了重现期为2a、5a、10a、20a和50a的降雨强度下不同土层厚度对轻型透水性绿色屋顶蓄滞效应的影响,并从产流时间、径流截至时间、径流峰值、延峰时间和蓄水量等指标进行了分析。研究结果表明:轻型透水性绿色屋顶对降雨具有良好的滞留能力,在不同设计降雨强度条件下,随着土层厚度的增加,产流时间、延峰时间和蓄水量等均呈现增长趋势,同时,随着降雨重现期的增大,产流时间呈现逐渐缩短的趋势。其中20 cm土层厚度的轻型透水性绿色屋顶的各指标在不同降雨强度下均有较好的表现,综合性价比最高。     

白盆珠水库流域暴雨洪水特性研究

收集白盆珠水库流域37场次洪径流过程,通过径流系数、降雨时空分布、暴雨中心等来研究白盆珠水库流域洪水特性,阐述其洪水形成机制,为水库防洪减灾提供决策依据.     

黄丘一副区水土流失对不同雨型的响应

黄土丘陵沟壑区第一副区是黄土高原严重水土流失区，为了给该区水土流失治理措施配置及相关研究提供参考，基于1990—2009年桥沟小流域4个雨量站、8个大型坡面径流场和3个沟口径流泥沙观测站的实测降雨、径流、泥沙资料，把研究时段分为1990—2002年和2003—2009年2个时段，采用K-均值聚类法把观测的1 378次降雨划分为Ⅰ型(大雨量、大雨强、低频率、历时中等)、Ⅱ型(小雨量、小雨强、高频率、历时短)、Ⅲ型(中等雨量、中等雨强、中等频率、历时长)等3种降雨类型，分析了不同空间尺度径流场和小流域发生不同雨型时的径流系数和土壤侵蚀模数。结果表明：退耕还林(草)等水土保持措施，使黄丘一副区植被覆盖率显著提高、坡面土壤侵蚀模数显著减小；Ⅰ型降雨的径流系数显著大于Ⅱ型降雨和Ⅲ型降雨的，黄丘一副区降雨径流主要产生于梁峁坡；Ⅰ型降雨土壤侵蚀模数显著大于Ⅱ型降雨和Ⅲ型降雨的，峁边线以下沟坡沟道土壤侵蚀模数显著大于峁边线以上梁峁坡土壤侵蚀模数，即防治水土流失的重点是控制发生Ⅰ型降雨时峁边线以下沟坡沟道土壤侵蚀。     

渭河流域径流系数的演变规律研究

以渭河流域1960-2005年的径流系数资料为基础,将渭河流域分为北道以上、北道-林家村、林家村-咸阳、咸阳-临潼(含张家山)、临潼-华县+状头5个区域。分析了这5个区域和渭河流域径流系数的基本统计特征、年际变化,并运用R/S法进行持续性分析,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法计算周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果表明:渭河流域径流系数呈现显著的递减趋势并将继续持续下去,北道以上最显著周期为3年,北道-林家村最显著周期为2.66年,其他区域均无显著周期存在。径流系数突变发生在20世纪60年代末—70年代初、80年代—90年代初。由于人类活动和气候变化的影响,整体渭河流域降雨转化为径流的能力显著减弱并在未来还将继续减弱。     

校园下沉式广场雨水排水设计分析

对下沉式广场雨水排水工程设计中的重现期、径流系数的取值规定进行了比较,分析了降雨强度随重现期变化情况。结合工程实例对校园下沉式广场雨水排水的设计标准、排水安全进行了讨论,提出了设计和管理上保证下沉式广场排水安全的建议。