廊坊市北运河、潮白河暴雨洪水分析

近年来北京城区高速发展和大面积的范围扩张,这种开发建设形式使得原有城市内及周边地区的生态遭受到严重破坏,城市下垫面被大量混凝土、沥青和不透水砖覆盖,使得城市原有的暴雨径流条件改变。地处北京城区下游的廊坊市北运河、潮白河流域更是面临着较大的防汛压力,本次分析计算建立了北京城区平均降雨~北运河及潮白河洪量总和之间的关系,为今后进行更加准确、及时的洪峰、洪量预报,来降低甚至防止发生廊坊市北运河、潮白河所在地区暴雨洪水灾害的可能性打下基础。     

SCS模型中城市地区土壤AMC确定方法的改进及应用研究

估算径流曲线值(CN)是采用SCS模型模拟径流的重要过程,而土壤前期湿润程度(AMC)是估算径流曲线值的主要影响因素,一般采用某次降雨前5d的降雨量来确定土壤AMC。以松花江流域大中小三种规模城市——哈尔滨市、长春市、佳木斯市、吉林市、梅河口市和勃利县城区为例,分析了土壤AMC计算方法的适用范围及存在的问题,并提出了改进方法。研究表明,原方法适合于城区绿地,但不适合于城区其他土地利用类型。对土壤AMC的计算方法进行改进,以某次降雨前5d降雨量与气象蒸发量差值确定其他土地利用类型的土壤AMC,经过对比分析发现,在除绿地外的其他土地利用类型中,改进方法优于原有方法。     

改进的斜坡降雨入渗与坡面径流耦合算法研究

大气降雨时坡面径流与非饱和入渗的耦合计算,是降雨诱发滑坡及水土流失等研究中的重大问题之一。从坡面径流和降雨入渗控制方程着手,建立了基于有限元方法的耦合方程求解模型,实现了耦合问题的直接求解。该耦合计算模型与求解方法避免了坡面径流和降雨入渗间的迭代计算,也不需计算两者间的流量交换,较大程度地提高了计算效率和计算精度。算例表明,该方法正确可行,计算效率高,稳定性好。     

径流试验场模拟降雨的地面径流计算方法探讨

采用人工模拟降雨的方法,在山西太谷均衡实验站野外径流试验场上.对平原区地面产流机制进行了试验与研究.本文就平原区地面径流的计算方法进行了探讨,利用径流系数法将人工模拟均匀降雨的试验结果应用于人工模拟非均匀降雨和天然降雨的地面径流计算,取得了较好效果.     

基于相空间重构理论的时延神经网络应用于降雨径流预报

本文运用时延神经网络模型来模拟降雨径流过程,根据Takens相空间重构理论对前期影响雨量进行重构,并将其作为神经网络降雨输入结点.该方法可以有效改变以往神经网络输入结点主观性的问题,为正确确定神经网络输入结点提供了理论依据.通过计算实例表明,该方法的降雨径流预测精度较高.     

马栏河治理工程设计洪水

马栏河系穿越大连市城区西部的一条较大河流。介绍了如何借用另一条穿越城区的河流－自由河降雨径流实测资料，应用单位线法进行水文分析和设计洪水计算，为整治该河道提供了科学依据。     

降雨条件下坡面径流和入渗耦合的数值模拟

降雨条件下坡面径流和降雨入渗的模拟互为条件,必须采用耦合分析的方法才能较好地解决这一问题。从坡面径流和降雨入渗控制方程着手,建立了用有限元方法求解该问题的耦合方程,并编制了相应的计算程序。为了加快迭代收敛的速度,还对地表饱和的判断提出了一种近似处理的方法。算例表明,所提出的方法可行,能较好地反映实际现象。该方法可为边（滑）坡稳定、水土流失、山地洪水分析等提供计算依据。     

考虑径流影响的滑坡降雨入渗二维有限元模拟及应用

降雨是滑坡失稳的常见诱发因素之一,现有数值模拟方法由于不能考虑来自基岩边坡的径流对滑体渗流的补给而低估了真实的降雨入渗水量,导致在评价降雨对滑坡稳定性特别是深层滑动影响时存在一定不足。以Richards方程和有限元法为基础,忽略降雨对渗透性极低的滑床和滑带的影响,将滑坡渗流计算域缩小为滑体,以避免因滑体与滑床（滑带）渗透性差异巨大引起的数值计算困难;依据基岩边坡水平长度和滑体降雨入渗边界饱和情况,修正降雨入渗边界,实现了考虑径流补给的滑坡降雨入渗简化数值模拟。算例表明,该方法所得渗流场更加符合实际情况。以三峡库区某滑坡为例,模拟了2006年10月～2009年12月间滑坡在库水升降和降雨条件下的渗流场和安全系数的演化过程;计算结果表明,考虑径流补给时滑坡后部的渗流场饱和区域明显较大,稳定系数降低较多,与位移监测资料显示的佐证较为吻合;若不考虑径流补给,则降雨对滑坡稳定性影响不大。     

耦合融雪的分布式流域"降雨-径流"数值模型

针对中国对耦合融雪的"降雨-径流"过程数值计算模型方面的研究较少,本文联合应用能量平衡方程及运动波理论的基础方程式,结合GIS技术构建分布式流域耦合融雪的"降雨-径流"数值计算模型,并应用流域实测资料进行了有效性验证。研究结果表明:在不考虑融雪条件下,实测流量与计算结果之间存在着较大的误差;在考虑融雪条件下,实测流量与计算结果之间的误差在基准允许范围之内(小于3%);在积雪与融雪区,对流域"降雨-径流"过程的数值计算须考虑融雪。该研究为积雪融雪区提供了一种耦合融雪的"降雨-径流"过程数值计算的新方法。     

一种平原区径流计算的方法研究

平原区的水文计算在当前生态重建环境中具有重要意义.利用仿雨试验,研究地面坡度小于 3‰的平原区降雨产流的特征,稳定降雨条件下径流系数的变化规律,提出了"最大径流系数法"对平原降雨产流的计算原理,对非稳定及天然条件下的暴雨过程进行了径流计算.结果表明:(1)对仿雨实验变雨强径流计算,计算值与实测值比较相对误差平均为 6.43%;(2)对天然降雨过程的径流计算,计算实例结果误差为 5.9%和 10.9%.     

无锡市城区降雨特征对径流污染的影响分析

选择无锡市沈巷小区、广丰三村、槐古豪庭三个经过雨污分流改造的排水区(以下简称"排水达标区")作为研究区域,对2014年7月1日至9月23日13次降雨事件中研究区域的降雨径流排水过程进行水质水量同步监测,分析了无锡城区主要地表径流污染物类型,比较了降雨特征(降雨历时、降雨量、降雨强度和前期累计晴天)与污染物次径流平均浓度EMC的相关性大小,选取典型降雨事件,研究了降雨径流初期冲刷效应。结果分析表明:虽然排水达标区已经完成雨污分流改造工程,但降雨径流污染仍然很严重,主要污染物为COD、NH3-N、TP;降雨强度与EMC有显著的正相关关系,其余降雨特征与EMC的相关性不明显;降雨初期的降雨强度对初期冲刷效应的影响较大,降雨初期雨强大,则初期冲刷效应明显。     

城市暴雨径流模拟的参数不确定性研究

基于暴雨管理模型(SWMM),构建了澳门半岛雅廉访实验小区降雨径流模拟系统,采用generalized likelihood uncertainty estimation(GLUE)方法对复杂降雨径流模型参数的不确定性进行了分析,采用均匀分布为参数的先验分布(prior distribution),选取拉丁超立方法作为采样方法,Nash-Sutcliffe效率系数作为似然评判准则。结果表明该方法可以有效的分析降雨径流模型参数的不确定性,对降雨径流模型参数识别提供了深入分析与理解模型系统的有效途径。     

饱和-非饱和非稳定渗流的数值模拟

介绍了饱和-非饱和渗流的计算程序数值模拟方法,该方法模拟了降雨过程中边坡内孔隙水压力的变化,克服了传统降雨边界处理方法的缺陷,考虑了降雨过程中地表边界的条件转化,为以后的径流渗流耦合的模拟提供了良好的基础,为降雨诱发滑坡研究提供了定量分析手段。     

城市降水径流的污染来源与排放特征研究进展

综述了城市地表径流污染的成因、来源和排放特征的研究.城市降水径流污染来自3个方面:降水、城市地表和排水系统.其中,城市地表和排水系统是城市降水径流污染的主要来源.在具合流制排水系统的城市,20%~60%的径流污染(SS、COD和BOD₅)来自排水系统.在一次降雨过程中,城市降雨径流污染的排放一般存在初期冲刷效应,径流中污染物浓度的峰值一般提前于径流的峰值.但是由于影响初期冲刷效应的因素多而随机,使得初期冲刷出现的频率和程度存在明显的差异,而且很难建立初期冲刷与降雨特征和流域特征的通用关系.     

降雨条件下滴水崖Ⅰ号滑坡瞬态稳定性分析

根据选定的实测月降雨资料,利用径流渗流耦合理论,对滴水崖Ⅰ号滑坡进行了降雨入渗坡体渗流场数值计算。利用非饱和土强度理论,基于GLE通用条分法,分别利用天然状态强度参数和饱和状态强度参数计算了其安全系数,并对其稳定性进行了评价,为瞬态稳定性分析提供了基准。然后调用不同降雨时段的径流渗流计算结果对滑坡瞬态稳定性进行了计算和分析,研究了水分在坡体内的运移对滑坡稳定性的时间空间影响,同时分析了降雨入渗对坡体岩土渗透特性造成的影响和对坡面径流的影响。     

城市地表雨水汇流运动波计算方法研究

从以圣维南方程为基础的坡面流角度出发,引入运动波描述城市地表汇流过程,同时考虑全面汇流和部分汇流,利用分级叠加法,对净雨强度随时间变化的城市地表雨水径流过程用坡面流运动波方程进行模拟计算,并将地表划分成多个子集水单元,按照各子集水单元的地表属性分别得到相应的流量过程,最后汇总得到区域出口处的流量过程。最后用实测资料对模拟计算结果进行了验证,结果表明模拟结果与实测资料拟合度较高,该方法得出的模拟结果基本合理,可在城市降雨径流计算等方面作为参考。     

流量过程线分割的新方法——应用分析

介绍了基于Horton下渗能力曲线的流量过程线分割的新方法的计算流程。选择猴子岩、西峡、东湾、王窑水库和尚义五个分属于不同气候区流域的降雨径流资料。采用该方法对流量过程线进行分割,并与现行的非线性水库假设分割法和数字滤波分割方法相比较。结果表明,该方法是具有物理机制的、客观的分割方法,分割的结果符合水文的基本规律,比其他两种方法更加合理,对于流域时段单位线和降雨径流关系的推求均有重要的意义。     

城市降雨径流控制LID BMPs规划方法及案例

借鉴国外城市降雨径流控制的理念和实践,通过对国内外城市降雨径流低影响开发型最佳管理措施(LID BMPs)研究和分析,提出了城市降雨径流控制LID BMPs规划方法体系。选择广东省环境保护职业技术学院佛山校区为研究区域,以SUSTAIN系统作为规划支持工具,在适用LID BMPs措施筛选的基础上,进行了LID BMPs措施的选址、布局研究。设计了开发前情景、开发基础情景、经济适用型BMPs情景(情景1)和功效最大化BMPs情景(情景2)4种不同的情景方案,进行降雨径流量(总径流量和峰值流量)和径流水质(SS、COD、TN、TP)的模拟,得到了情景1和情景2的径流量和水质的控制效益。以年径流量削减比作为优化目标,对情景1和情景2两种情景方案进行了优化,给出了最具成本-效益的规划情景方案。     

城市降雨径流控制LID BMPs规划方法及案例

借鉴国外城市降雨径流控制的理念和实践,通过对国内外城市降雨径流低影响开发型最佳管理措施（LID BMPs）研究和分析,提出了城市降雨径流控制LID BMPs规划方法体系。选择广东省环境保护职业技术学院佛山校区为研究区域,以SUSTAIN系统作为规划支持工具,在适用LID BMPs措施筛选的基础上,进行了LID BMPs措施的选址、布局研究。设计了开发前情景、开发基础情景、经济适用型BMPs情景（情景1）和功效最大化BMPs情景（情景2）4种不同的情景方案,进行降雨径流量（总径流量和峰值流量）和径流水质（SS、COD、TN、TP）的模拟,得到了情景1和情景2的径流量和水质的控制效益。以年径流量削减比作为优化目标,对情景1和情景2两种情景方案进行了优化,给出了最具成本-效益的规划情景方案。     

一种时变分布式单位线计算方法

为了解决由降雨强度引起的径流汇流的非线性问题,提出一种基于SCS(United States Department of Agriculture-Soil Conservation Service)流速公式的时变分布式单位线计算方法。引入参考雨强表征SCS公式中流速系数对应的水力条件。由降雨过程的时段雨强与参考雨强的比值构成一个量纲一因子,将该因子加入SCS公式后使其能够考虑降雨对流速的影响。改进后的流速公式用于计算一次降雨过程中不同降雨时段对应的时变分布式单位线,时变分布式单位线与新安江模型的产流模块构成降雨径流模型,将模型用于裴河流域率定参考雨强。率定后的模型用于谭家河流域进行应用检验,结果显示,确定性系数大于等于0.9的洪水场次,由时不变单位线的42%增大为83%。提出的方法能够显著提高流域水文模型的降雨径流模拟能力。