合肥市降雨特性分析和绿地产汇流特性模拟研究

发布时间：2017-09-22 14:24

  本文关键词：合肥市降雨特性分析和绿地产汇流特性模拟研究

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【摘要】：在全球气候变暖及城市化进程加快的大背景下,降雨特征的变化是全球气候变化表现最为明显的指标之一,直接影响着人类的社会经济活动,限制了社会的发展。随着我国城市化进程的快速发展,城市自然面貌发生变化,不透水面积增加,绿地面积不断减少,导致城市雨水利用率低,地下水位变低,水资源减少,同时城市下垫面产汇流特性发生很大改变,洪峰形成过程加快,雨洪量增加,严重影响城市居民的生活和安全。本文结合2011年安徽省高校自然科学研究项目城市排水管道系能诊断与评价体系研究这一课题,选择以合肥市进行城市降雨特性分析和绿地产汇流特性研究,为合肥市排水管网的设计以及内涝控制研究、规划设计等提供设计参数和理论参考,同时为因地制宜式雨水利用提供设计依据。本文利用国家气象局合肥市气象站点1954~2013年间的基础降雨资料,采用Mann-Kendall检验法、matlab语言编程来分析合肥市近60年的年、季、月降雨趋势和突变特征。近60年来合肥市年降雨量变化较剧烈,降雨量突变比较频繁,在统计年间共发生5次突变,年降雨量总体呈现出上升趋势;春季降雨呈现出下降趋势,夏季和冬季呈现出明显的上升趋势,秋季上升趋势不明显;在12个月份中,6、9、10月份的降雨统计量变化最为剧烈,发生多次突变,除4、5、9月份呈现下降趋势以外,其他月份均呈现出上升趋势。根据合肥的月降雨变化特征,选取特征月7月的降雨资料,了解合肥市降雨类型分布,确定模拟降雨雨型。自行设计一套人工模拟降雨装置,并对该装置相关参数进行率定,在此基础上,进行60多场的人工模拟降雨实验,分析了降雨雨强、下垫面坡度、降雨历时、土壤初始含水量等对绿地产汇流的影响,以及这些因素对绿地径流系数的影响和相关性,同时建立了降雨强度、降雨历时、降雨量与绿地径流系数之间的数学关系。研究结果表明,随着降雨强度的增大,对雨水径流的影响越明显,汇流口的流量增加速度加快,达到稳定产流量的时间就变短;同等降雨强度条件下,绿地达到稳定产流量的时间比膨胀土的长,且绿地的汇流时间要比膨胀土的汇流时间要长,从而减少了暴雨强度条件下对城市排水管道的影响;随着坡度的增加,绿地径流系数也增加,由于绿地对雨水的截留和扰动,绿地表面的汇水时间增加,径流量的增加速度也较膨胀土条件下要缓慢,稳定出流量也减少;降雨强度与径流系数没呈现出明显的线性关系,因为降雨强度是与降雨量和降雨历时相关联;绿地径流系数与降雨历时呈现特定关系,随着降雨历时增加,径流系数随之增加,但最终径流系数为一个稳定值;降雨量与径流系数呈现出线性相关性,随着降雨量的增加,径流系数也随之增加。与《室外排水设计规范GB50014-2006》条款中3.2.3绿地径流系数0.10~0.20相比,合肥市滨湖新区绿地径流系数0.15~0.3偏大,在实际工程中,应因地制宜选择合适径流系数。
【关键词】：绿地 径流系数 产汇流 膨胀土 Mann-Kendall检验法
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU992;TV121.7
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 引言14-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.2.1 城市降雨特性研究现状15-16
• 1.2.2 城市绿地产汇流特性研究现状16-17
• 1.3 研究目的和意义17-18
• 1.4 主要研究内容18-19
• 1.4.1 合肥市降雨特性分析18
• 1.4.2 绿地产汇流特性模拟试验18-19
• 第二章 合肥市降雨特性分析19-32
• 2.1 合肥市基本概况19-21
• 2.1.1 合肥市地理环境概况19
• 2.1.2 合肥市气候概况19
• 2.1.3 合肥市城市化进程概况19-20
• 2.1.4 合肥市水资源和供用水概况20-21
• 2.2 研究方法21-23
• 2.3 降雨基础资料的选取23-24
• 2.4 合肥市降雨特性分析24-26
• 2.4.1 年降雨特性24-25
• 2.4.2 季、月降雨特性25-26
• 2.5 合肥市降雨变化趋势分析26-31
• 2.5.1 年、季降雨变化趋势26-28
• 2.5.2 月降雨变化趋势28-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 模拟降雨装置的研制和率定32-43
• 3.1 概述32
• 3.2 模拟降雨实验雨型的确定32-34
• 3.3 模拟降雨装置设计34-38
• 3.3.1 模拟降雨装置总体布置34-35
• 3.3.2 供水和自控系统设计35-36
• 3.3.3 喷洒系统设计36-38
• 3.4 模拟降雨装置率定38-42
• 3.4.1 降雨强度的率定38
• 3.4.2 降雨均匀性的率定38-40
• 3.4.3 雨滴粒径的率定40-42
• 3.5 模拟降雨装置实验参数42-43
• 第四章 城市绿地产汇流特性研究43-61
• 4.1 概述43
• 4.2 实验设计43-45
• 4.2.1 实验下垫面设计43-45
• 4.2.2 实验安排设计45
• 4.3 不同因素对裸土下垫面降雨径流的影响研究45-50
• 4.3.1 降雨强度对降雨径流的影响45-46
• 4.3.2 降雨历时对降雨径流的影响46-47
• 4.3.3 坡度对降雨径流的影响47-49
• 4.3.4 土壤初始含水率对降雨径流的影响49-50
• 4.4 不同因素对绿地下垫面降雨径流的影响研究50-54
• 4.4.1 降雨强度对降雨径流的影响50-51
• 4.4.2 降雨历时对降雨径流的影响51-52
• 4.4.3 坡度对降雨径流的影响52-53
• 4.4.4 土壤初始含水率对降雨径流的影响53-54
• 4.5 不同因素对绿地土壤入渗能力的影响研究54-56
• 4.5.1 降雨强度对绿地入渗能力的影响54-55
• 4.5.2 降雨历时对绿地入渗能力的影响55
• 4.5.3 坡度对绿地入渗能力的影响55-56
• 4.5.4 土壤初始含水率对绿地入渗能力的影响56
• 4.6 不同因素对绿地径流系数的影响56-59
• 4.6.1 降雨强度对绿地径流系数的影响57-58
• 4.6.2 降雨历时对绿地径流系数的影响58
• 4.6.3 降雨量对绿地径流系数的影响58-59
• 4.7 本章小结59-61
• 第五章 结论和展望61-63
• 5.1 结论61-62
• 5.2 存在问题与展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 作者简介及读研期间主要科研成果68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：901319