城市下垫面地表径流过程模拟研究与分析

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随着经济社会的快速发展,城市化过程不断扩张,城市下垫面特性发生很大的变化。由于不透水面积的增加,导致地表径流量增加,洪峰流量增大,径流系数加大,雨水产汇流时间缩短。给城市排洪防涝带来负担,容易引发城市内涝。为了减轻暴雨内涝的灾害,就必须深入的研究不同下垫面(下凹式绿地、多孔路面)对雨水产流、汇流的影响。因此,本文以苏州市某小区为例,借鉴国外低影响开发(LID)先进理念,结合研究区域的水文,地形等因素,研究了LID典型措施的雨洪效果,运用SWMM模型对研究区域进行雨洪模拟分析。首先,基于城市降雨地表径流模型的建立,提出了基础资料处理、子汇水区划分,模型参数确定的构建方法,运用芝加哥雨型合成了不同设计重现期(0.5a、1a、5a、10a),降雨历时为120min,雨峰时刻r=0.4的降雨过程线。其次,基于SWMM模拟城市化后的水文效应,计算分析地表产流、汇流,径流系数、总溢流量和下渗量的变化情况,结果表明,随着设计重现期的增加,总径流量,平均径流系数和总溢流量也随着增加,而下渗量基本没什么变化。最后,研究了加入下凹式绿地、多孔路面和两种措施组合对城市雨洪的影响,结果表明,在相同设计重现期下,与现状模式相比,加入下凹式绿地措施可以减少总径流量、平均径流系数和总溢流量,也可增加下渗量,总径流量分别减少30.6%、24.6%、24.6%、24.2%,平均径流系数分别减少24.9%、22.6%、19.1%、18.6%,总溢流量分别减少58.4%、43.1%、39.4%,下渗量分别增加18.6%、24.4%、42.8%、49.9%;加入多孔路面措施,总径流量分别减少24.7%、20.5%、15.4%、14.5%,平均径流系数分别减少30.2%、29.6%、27.2%、20.9%,总溢流量分别减少88.5%、57.6%、49.5%,下渗量分别增加17.1%、20.4%、31.4%、36.1%;加入下凹式绿地和多孔路面组合模拟,总径流量分别减少46.3%、41%、33.9%、32.3%,平均径流系数分别减少39.2%、37.9%、37.5%、28%,总溢流量分别减少100%、83.9%、75.5%,下渗量分别增加31.9%、40.8%、68.8%、80%。
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