基于SWMM的地表径流量与城市下垫面和降雨特征关系的空间分析——以中国科学院大学雁栖湖校区为例

发布时间：2021-11-25 09:36

　　以中国科学院大学雁栖湖校区为例,用城市雨洪管理模型（SWMM）模拟2016—2017年48场降雨事件中所有子汇水小区的径流过程;在验证可靠的基础上,探讨径流量空间分布与降雨和下垫面的关系,是开展防汛工作的重要基础。结果表明,径流量高值区多位于沥青小区,而低值区多位于绿地小区。沥青最易产流,绿地最不易产流。砌砖易产生中等量级的径流,混凝土较砌砖更易产流,但二者在不同降雨事件下的产流规律相似。沥青小区和砌砖小区的地表径流量均与坡度呈极显著或显著线性正相关关系。对沥青-砌砖和沥青-绿地小区,将非渗透面积比例（PIC）降至60%可明显控制其暴雨和大雨径流。要明显控制大暴雨径流,可将沥青-绿地小区的PIC降至30%以下;但降低PIC对沥青-砌砖小区大暴雨径流的控制作用不明显。研究结果可为海绵城市建设和城市内涝防洪提供理论依据和决策建议。 

【文章来源】：中国科学院大学学报. 2020,37(01)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

研究区的基础数据

图2 研究区的基础数据在每场降雨期间，从降雨开始到结束连续监测每个典型子汇水小区的地表径流过程。我们自制了一个地表径流测定系统。降雨时，将集雨漏斗放在小区的雨水井边沿，使径流经集雨漏斗汇集到雨水井内的塑料桶中;用抽水泵将桶内水及时抽出。由于抽水泵在几秒内即可将整桶水及时抽干，故可忽略地表产流速率与抽水泵抽水速率之间的差异。每几分钟记录一次水表读数，可计算该时段内的地表产流量。一般地，径流初期每2 min或5 min记录一次，之后的记录频率视雨强和流量在5～30 min变化，直至降雨结束[18]。

除总地表径流量之外，不同时刻地表径流量模拟值与实测值的动态变化也十分一致(图4)。每分钟模拟值与实测值之间均具有极显著的线性正相关关系，R2为0.50～0.96(表4)。然而，我们也发现，小雨和中雨时模拟值与实测值之间的差异通常较大。这是因为小雨和中雨期间的雨强较低，我们抽取和记录径流的间隔时间常延长至5 min或更长，其中每分钟的地表径流量是相应时段的平均值;而模拟值仍是每分钟的动态结果。2.2 地表径流量的空间分布

【参考文献】：
期刊论文
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[3]降雨和土地利用对地表径流的影响——以北京北护城河周边区域为例[J]. 陈晓燕,张娜,吴芳芳.  自然资源学报. 2014(08)
[4]城市不透水面与降雨径流关系研究[J]. 邵崴,潘文斌.  亚热带资源与环境学报. 2012(04)
[5]2012年7月21日北京特大暴雨成因分析[J]. 俞小鼎.  气象. 2012(11)
[6]上海中心城区土地利用变化对区域降雨径流的影响研究[J]. 程江,杨凯,刘兰岚,李博.  自然资源学报. 2010(06)
[7]土地利用动态变化对地表径流的影响——以上海浦东新区为例[J]. 权瑞松,刘敏,侯立军,陆敏,张丽佳,欧冬妮,许世远,俞立中.  灾害学. 2009(01)
[8]基于GIS构建SWMM城市排水管网模型[J]. 赵冬泉,陈吉宁,佟庆远,王浩正,曹尚兵,盛政.  中国给水排水. 2008(07)
[9]基于SWMM的排水管网系统模拟分析技术[J]. 刘兴坡,刘遂庆,李树平,胡坚,喻一萍.  给水排水. 2007(04)
[10]深圳市土地利用变化对流域径流的影响[J]. 史培军,袁艺,陈晋.  生态学报. 2001(07)

硕士论文
[1]浙青路面和水泥混凝土路面在不同降雨情景下动态径流系数试验研究[D]. 王坤.安徽工业大学 2017
[2]北京市某住宅小区雨洪管理措施模拟研究[D]. 张胜杰.北京建筑工程学院 2012



本文编号：3517873