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近年来,全国城市化进程逐步推进,用城市基础设施建设投资推动经济增长的城市化发展,也使得居民生活环境得到了极大的改善。与此同时,城市化的进程也改变了原始地形地貌条件,使得雨水汇流模式发生了变化。
对于城市与山区交汇区形成的雨水汇流模式,我国现行的水利部门规范和市政部门规范均有其不适应性。针对此问题,设计人员在结合山区与城市管网推求至综合截面的洪峰流量时,常采用分区域计算洪峰流量然后线性叠加的方法,此种方法设计显得成果过于保守且增加不必要的工程损失。另一方面,我国有关单位虽引进了国外的大型水利计算软件,但上述软件在计算过程中需要输入降雨的雨型、土壤、气象等重要相关参数,而目前我国部分地区缺少此类资料,使计算变得较为困难。因此,本文以重庆市巴南区龙洲湾B区为研究对象,建立SWMM水文模型,研究小流域城市与山地交汇区的汇流特性,并探求一种小流域城市与山地交汇区洪峰流量的计算方法。通过理论研究、对比分析后发现以下结论。
(1)通过巴南区龙洲湾B区管网系统对洪水响应的分析,发现流量峰值随重现期增大而增大,峰现时间处于整个过程的中间稍偏前的位置,由于交汇区涉及到城市化后下垫面硬化,使得汇流速度加快、汇流时间变短,过程线总体显得尖瘦,形成涨水陡退水相对较缓的势态;水头峰值随重现期增大而增大,且水深最大的时刻与流量峰值发生的时刻相对应,峰前水深呈急剧增加,从而使曲线显得较为尖瘦;均未发生有压流导致水流从节点溢出的情况,坡度较大的地方水深小流速大,坡度较小的地方水深大流速相对较小。
(2)土壤饱和度决定了下渗雨水峰值,造成降雨强度大的重现期大部分降雨则直接形成地表径流,随着重现期的增大,降雨总损失量虽也在增大但其增大的幅度小于总径流量。不同的重现期对于最终排放口断面峰现时间的变化的响应都不明显,径流峰值均稍微滞后于降雨峰值。
(3)子汇水区的径流演算实际上就是此段历时的降雨强度与汇水面积的乘积形式。可以采用本子汇水区实际汇流历时与本子汇水区发生全面汇流对应的历时比值来表示发生汇流的子汇水区面积。且计算出口断面的洪水过程就是各子汇水区径流不断抵达该断面并进行不断叠加的过程,基于以上条件推导出小流域城市与山地交汇区错峰累加公式。
对于城市与山区交汇区形成的雨水汇流模式,我国现行的水利部门规范和市政部门规范均有其不适应性。针对此问题,设计人员在结合山区与城市管网推求至综合截面的洪峰流量时,常采用分区域计算洪峰流量然后线性叠加的方法,此种方法设计显得成果过于保守且增加不必要的工程损失。另一方面,我国有关单位虽引进了国外的大型水利计算软件,但上述软件在计算过程中需要输入降雨的雨型、土壤、气象等重要相关参数,而目前我国部分地区缺少此类资料,使计算变得较为困难。因此,本文以重庆市巴南区龙洲湾B区为研究对象,建立SWMM水文模型,研究小流域城市与山地交汇区的汇流特性,并探求一种小流域城市与山地交汇区洪峰流量的计算方法。通过理论研究、对比分析后发现以下结论。
(1)通过巴南区龙洲湾B区管网系统对洪水响应的分析,发现流量峰值随重现期增大而增大,峰现时间处于整个过程的中间稍偏前的位置,由于交汇区涉及到城市化后下垫面硬化,使得汇流速度加快、汇流时间变短,过程线总体显得尖瘦,形成涨水陡退水相对较缓的势态;水头峰值随重现期增大而增大,且水深最大的时刻与流量峰值发生的时刻相对应,峰前水深呈急剧增加,从而使曲线显得较为尖瘦;均未发生有压流导致水流从节点溢出的情况,坡度较大的地方水深小流速大,坡度较小的地方水深大流速相对较小。
(2)土壤饱和度决定了下渗雨水峰值,造成降雨强度大的重现期大部分降雨则直接形成地表径流,随着重现期的增大,降雨总损失量虽也在增大但其增大的幅度小于总径流量。不同的重现期对于最终排放口断面峰现时间的变化的响应都不明显,径流峰值均稍微滞后于降雨峰值。
(3)子汇水区的径流演算实际上就是此段历时的降雨强度与汇水面积的乘积形式。可以采用本子汇水区实际汇流历时与本子汇水区发生全面汇流对应的历时比值来表示发生汇流的子汇水区面积。且计算出口断面的洪水过程就是各子汇水区径流不断抵达该断面并进行不断叠加的过程,基于以上条件推导出小流域城市与山地交汇区错峰累加公式。