基于Hydrus-1D模型的LID措施雨水径流控制效应研究

为探究LID措施在不同工况下的雨水径流控制效应,选取生物滞留池、下凹式绿地及透水铺装为研究对象,构建Hydrus-1D模型来模拟分析其雨水径流控制效应。结果表明：生物滞留池的径流量削减率与汇水面积比和蓄水层厚度为正线性相关关系,与种植土厚度(20～40 cm)为负线性相关关系;下凹式绿地的径流量削减率与汇水面积比、雨水口高度和种植土厚度为正线性相关关系;透水铺装的径流量削减率与降雨历时和透水砖渗透系数为正相关关系,与雨峰系数为负相关关系。建议生物滞留池的蓄水层厚度取值为30 cm、种植土厚度取值为30 cm;建议下凹式绿地的汇水面积比不小于15%、雨水口高度取值为10 cm、种植土厚度取值为30 cm;当透水砖渗透系数大于0.291 cm/min时,透水铺装产生的雨水径流较少。     

透水铺装地面降雨产流模型研究

透水铺装材料属大孔隙多孔介质,根据水分受力状态划分,其中雨水入渗过程可分为吸湿过程和传递过程两部分,分别以基质势和重力势为主要驱动力;透水铺装地面降雨产流包括铺装层和基层土壤两部分产流过程的总和,在基层土壤表面以超渗产流模式形成垫层内积水,在透水铺装层表面以蓄满产流形式形成地表积水;模型各参数中,铺装层和土壤层的初始含水率、田间持水量、饱和含水率等参数对模型计算结果影响较大,应根据材料测试结果慎重选择。     

基于浑河流域降雨径流模拟研究

为实现高精度连续的降雨径流过程模拟并克服传统数据驱动模型的不足,文章构建了新型耦合数据驱动模型即PEK模型,其基本理论是对输入变量利用偏互信息进行选择,对出流量采用新型集成神经网络进行预测,并对出流量误差利用K最近邻模型预测;以浑河流域为例分别采用CLS和PEK两个数据驱动模型进行预测精度和降雨径流模拟对比分析。研究表明:相对于CLS模型,PEK模型表现出更高的模拟精度且运算更加简便快捷,可有效促进高精度连续模拟的多步外推作用并显著增长模型的预见期,模型预测结果能较好的反映降雨径流的实际状况且表现出较强的适用性与可靠性。     

土工布强化透水铺装对径流污染阻控的研究

城市道路等下垫面积累大量污染物被雨水径流冲刷汇入受纳水体,造成污染威胁。透水铺装是削减径流污染的有效措施之一。为研究铺装隔离层土工布强化透水铺装对径流污染阻控的作用,明确铺装中土工布的选用,实现透水铺装性能的优化,采用模拟均匀降雨方式,在透水铺装中加铺不同材质、规格、层数的土工布研究其对出水悬浮物（SS）浓度、粒径以及总磷（TP）浓度的影响。结果表明：对于悬浮物（SS）,聚酯长丝土工布去除效果较好;在双层200 g/m²土工布的基础上每加铺同等规格100 g/m²的土工布,出水90 min时去除率提高2.4%～3.3%,加铺双层600 g/m²土工布的铺装去除率可达89.71%;加铺土工布后可以有效去除0～76μm粒径的SS。对于总磷（TP）,聚酯长丝和聚丙烯短纤土工布去除效果好;加铺双层600 g/m²土工布的铺装对TP去除效果最好,出水120min时去除率为86.24%。因此,在铺装内加铺双层聚丙烯短纤或聚酯长丝材质土工布并适当增大规格,既能缓解铺装堵塞,又能强化铺装径流污染阻控,加铺土工布对透...     

透水铺装系统控制城市雨水径流研究进展

综述了国内外对透水铺装系统控制雨水径流的研究,总结了透水铺装系统削减暴雨径流量和净化雨水水质的研究进展,分析了透水铺装系统对各种污染物的去除机理,并对该技术今后的研究与实践提出了展望,对中国科研人员深入了解透水铺装前景具有较大价值。     

大宁河流域降雨径流模拟研究

大宁河是三峡的一级支流,径流可迅速汇入三峡水库,其降雨径流模拟需要在较短计算时间内达到足够精度。鉴于此,本文分别采用SWMM和TANK模型来模拟大宁河地表径流过程和地下径流过程。模拟结果表明,该方法能够达到较好的精度,且使地表径流过程的模拟参数具有一定的物理定义,其经验可为缺乏地下资料流域的产汇流模拟提供借鉴。     

透水铺装雨水入渗收集与径流削减技术研究

透水铺装属于多孔介质材料,其较强的孔隙渗透能力,为控制自身及周边不透水面积的雨水径流提供了条件。雨水不仅可以通过透水铺装材料下渗,也可以储存在铺装层的孔隙中,形成地下水库,并通过合适的设施收集回用。通过室内人工降雨试验,对透水铺装雨水下渗收集及不同透水比例雨水控制能力进行了研究。结果表明,采取收集措施后,透水铺装径流削减能力为40%～90%,比无收集措施时提高约10%;透水铺装能够较好地消纳自身同面积的不透水铺装产生的径流,并通过垫层收集系统回收入渗雨水,当透水铺装比例低于1/3时,透水铺装地面对降雨径流的控制能力会明显下降。     

透水铺装下渗率对降雨及地形特征的响应机制研究

为了研究地形、雨强等因素对透水铺装稳渗率的影响,研究系统进行了3种透水条件、3种降雨强度(0.8mm/min、1.3mm/min、2.9mm/min)及系列坡度组合(横坡0°、5°、10°;纵坡0°、5°、10°)下人工降雨径流过程试验。结果表明:坡度与稳渗率间呈负相关且可用幂函数描述,且坡度越大稳渗率减少越慢;雨强与稳渗率呈正相关仍可用幂函数描述,雨强越大稳渗率增加越快;横坡、纵坡、雨强三者对稳渗率的综合影响可用二次多项式函数描述,雨强影响较其他因素更为显著,在强、中、弱透水条件下分别为纵坡作用的4.3倍、1.3倍、1.9倍,横坡影响较纵坡显著,作用效果约为纵坡的1.1~1.4倍。     

降雨空间尺度对径流模拟的影响研究

通过分析不同分辨率的雷达降雨数据所产生的降雨空间分布的变化对径流模拟的影响发现:本文所用的基于DEM的蓄满产流分布式水文模型对降雨时间和空间的变化是比较敏感的;由于降雨空间分辨率的变化计算的径流总量、洪峰都有不同程度的变化,但是这种变化的大小又与降雨场的特征、流域面积的大小以及土壤含水量的变化有很大的关系:随着面平均降雨量(P BAS)的增减,洪量也随着增减,P BAS与洪量有很好的相关性;降雨CV值的增加导致洪峰和洪量都相应的增加;流域的面积越小洪峰和洪量对降雨空间变化就越敏感;在前期干旱的条件下降雨空间变化导致的洪峰和洪量的变化要比在湿润的条件下产生的洪峰和洪量的变化大。     

基于Hydrus-2D的负压灌溉水分动态模拟

负压灌溉是一种新型的节水灌溉技术,其灌溉过程中无需外界提水加压,利用土壤吸力自动从高程低于灌水器的水源中吸收水分,以补充作物和土壤蒸散发失去的水分。运用Hydrus-2D软件模拟研究土壤质地对负压灌溉水分运移的影响,分别对沙壤、壤土、黏壤土和黏土4种不同土壤质地进行模拟,分析土壤质地对湿润锋、土壤含水量和灌水量三方面的影响。结果表明:沙壤土因土壤含水率较低、水分下渗较快、保水能力差而不适宜采用负压灌溉系统,壤土、黏壤土和黏土保水能力较强,土壤含水率较高,湿润锋分布均匀,较适宜采用负压灌溉系统。     

神经网络模拟降雨径流过程

本文根据水文现象的特性建议了两个网络模型——实时输出反馈网络(ROBIN)和奢侈输出反馈网络(ADONIS)，并与水文模拟网络(HYMN)和传统水箱(TANK)模型进行了比较.结果表明建议的两个网络模型是可行的.     

基于多卫星降雨产品和多降雨径流模型的西江流域径流集合模拟

由于水文模拟不确定性的存在,单一模型获得的径流模拟结果难以满足水文精度要求。集合模拟则是减少不确定性,提高模拟精度的有效方法。现有研究多考虑水文模型的结构不确定性,将不同水文模型的径流模拟结果综合起来。但模型输入的不确定性也是水文模拟不确定性的重要来源。因此,基于贝叶斯加权平均(BMA)方法,考虑模型结构和输入的不确定性,设置了3种集合方案,对2种卫星降雨产品(TRMM、CMORPH)输入到3种水文模型(DDRM模型、新安江模型、GR4J模型)得到的径流序列进行集合,对各集合方案的模拟精度和不确定性进行分析。结果发现,不同卫星降雨产品输入到分布式水文模型中所得到的不同模拟序列具有较好的互补性,采用BMA方法对其进行集合模拟可以有效提高模拟精度,减小径流模拟不确定性。     

基于降雨径流资料对黄土高原高塬沟壑区径流系数的模拟研究

径流系数是流域内水循环程度的重要指标,但径流系数的影响因素较为复杂,国内外的学者也对其影响因素进行了大量的研究。本文利用收集到的黄土高原高塬沟壑区17个小流域608场降雨径流资料及对应的流域特征、气候特征因子,通过数理统计分析,寻找影响流域降雨径流系数的因素,并建立回归模型。结果表明:黄土高原高塬沟壑区径流系数与平均雨强、径流总量和洪峰流量呈显著相关,且随其增大而增大。研究将为该区小流域次降雨产流预报工作提供科学依据。     

渗透铺装对降雨径流水文水质调控效果分析

以宜兴市海绵城市示范区域为研究对象,通过SWMM软件对研究区域概化、建模,根据实际监测数据对模型真实度进行验证。模拟了重现期分别为3a、5a、10a、15a、50a、100a暴雨强度下渗透铺装对降雨地表径流产生的水文、水质效果,并分析渗透铺装对城市雨水系统生态性的影响。结果表明:采用渗透铺装对降雨径流量的削减可达19.74%,径流系数平均降低21.93%,径流削减作用总体随降雨强度增大而增大,但增幅较小,调控效果较为显著且稳定。对常规污染物负荷(SS、COD、TN、TP)可分别减少24.12%、23.79%、22.81%、21.90%,削减作用明显,且对径流量及负荷浓度峰现时间产生一定迟滞效果。研究对渗透铺装的效果进行科学评价,可对工程设计提供一定参考意见。     

基于SWMM模型的透水路面径流削减模拟分析

作为海绵城市建设的重要实现手段,透水路面铺装的设计与实施将极大地减轻城市洪涝灾害影响,因此对不同暴雨强度下透水路面径流削减特征的模拟分析具有重要意义。利用SWMM5.0软件对某研究区域内透水路面径流削减效率特征进行模拟,分析不同暴雨强度下的透水路面径流削减特征演化。研究结果表明：（1）随着重现期增加,暴雨强度会逐渐增大并在降雨末期趋于缓和,但雨型变化不明显;（2）本研究范围内,透水路面的铺装将极大地提高地表径流削减,但随着暴雨强度的提高,路面径流削减效率随之降低。研究结果对城市排水系统规划中不同暴雨强度下的透水路面径流削减工艺的选定提供了重要的理论指导。     

改良型透水铺装对弱透水土质地区的水质控制试验

为改善透水铺装在弱透水土质地区的应用,通过增加渗透导管的方式改良了常规透水铺装的土基层。通过人工降雨试验对改良型透水铺装及其不同结构层对弱透水土质地区典型雨水径流中COD、TN、TP和Cu~(2+)等污染物的去除效果进行了分析,并与相同条件下的常规透水铺装进行了对比。结果表明,改良型透水铺装对4种污染物的去除效果有明显增强,在60 min降雨历时条件下,降雨重现期为2 a时改良型透水铺装对4种污染物的去除能力分别提升了11.87%、27.61%、9.17%和29.02%,且降雨重现期越短越有利于透水铺装对COD、TN、TP和Cu~(2+)的去除。     

基于降雨径流相似性的短期径流预报研究

径流预报是水力发电、防汛抗旱、水资源综合利用、电力生产与保障等的重要依据。针对物理驱动模型在参数率定困难和数据驱动模型预报结果可解释性差的问题,研究提出基于降雨径流相似性的短期径流预报模型,深入分析径流成因,采用数据挖掘技术剖析数据之间的关系以进一步提高预报精度;根据不同时期和量级的产汇流差异进行流量分级,并滚动更新降雨径流信息以实现滚动预报。该研究成果在乌江的应用显示,入库1日、 7日预报结果平均相对误差分别为10.79%、 14.39%,预报效果良好。     

基于SWMM模型的香山地区降雨径流过程模拟研究

在对香山地区地形、汇水情况、降雨径流等数据资料进行调查研究的基础上,以香泉环岛汇水区为研究对象,基于SWMM软件平台构建了汇水区降雨径流模型,以2012年7月21日暴雨过程和淹没水深调研资料检验模型基于构建的模型分析1年、5年、10年一遇降雨重现期条件下现状情景和添加低影响开发设施情景的降雨径流过程．量化了3种降雨情景下低影响开发措施对汇水区出口最大淹没水深的削减率分别为52．7％、16．7％、11．1％,模拟结果为区域增加雨水利用和防洪安全提供技术支撑。     

塞内加尔河流域降雨径流模拟

针对塞内加尔河上游流量系列严重不足的问题,使用GR2M降雨径流模型,以模拟和延长其上游的水文系列。在计算流域降雨量、平均潜在蒸散量,以及最大、最小和平均土壤含水量的基础上,对模型输入的降雨量和土壤含水量数据进行了灵敏度分析。基于纳什-苏特克里弗标准,按流域选择了输入数据的最佳组合。根据输入数据,选择模型参数设置,最终完成模型交叉率定-验证测试。该研究延长了塞内加尔河上游的水文系列,为该河的梯级大坝建设提供了有价值的统计数据。     

城市更新区海绵改造对降雨径流的控制研究

以深圳市西丽环保产业园为例,通过现场监测和雨洪管理模型(SWMM)模拟方法,分析海绵改造后产业园区的径流控制效果.结果 表明,不同场次降雨中,雨水花园峰现时间延后12～40 min,且峰现时间延后作用为雨水花园＞透水铺装,随着降雨历时增加,LID(低影响开发)设施的径流控制效果降低.海绵改造后,研究区年径流总量控制率达...