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水 利 学 报 年 月 第 卷 第 期 文章编号 城市区域雨水地面径流模拟方法探讨 刘金星 邵卫云 浙江省电力建设总公司 浙江宁波 浙江大学建筑工程学院 浙江杭州 摘要 本文将水力学方法与水文学方法相结合 在用圣维南方程描述城市雨水地面径流过程的基础上引入全面汇 流和部分汇流的概念 用线性叠加原理将均匀净雨强度下的坡面流理论应用于非均匀净雨强度下城市小区域地面 径流模拟 从而建立了平原城市区域雨水地面径流过程模拟模型 并在进行流量过程线性叠加时采用 种净雨分 割方式检验模型的模拟成果 最后将模拟结果与雨水管理模型 进行对比 证明本文模型是较为合理和可行 的 且具有一定的模拟精度和应用潜力 关键词 坡面流理论 线性分级叠加 降雨径流模型 模拟 中图分类号 文献标识码 研究背景 城市内涝与城市雨水地面径流过程密切相关 一般来说 在其它排水条件相同的情况下 城市区域 下垫面的不透水率越高 城市雨水地面径流过程中洪峰流量越大 洪峰出现时刻越提高前 越容易引发 城市内涝 因此 对城市雨水地面径流过程的模拟和预报是缓和乃至解决城市内涝的前提 自 年推理公式法问世以来 对城市区域雨水地面径流过程的研究取得到了丰硕的成果 提出 了一批有价值的城市暴雨径流模型 如表 所示 表 典型的暴雨径流模型及其模拟方法 暴雨径流模型 模拟方法 推理公式法 等流时线法 公路研究所法 等流时线法 国际通用模型 伊利诺城市排水区域模拟模型 等流时线法 芝加哥流量过程线模型 非线性水库方程 雨水管理模型 非线性水库方程 城市雨水管道计算模型 岑国平 等流时线法 国内主要模型 城市雨水径流模型 周玉文 瞬时单位线法 城市雨水地面径流过程的模拟可以分为水力学途径和水文学途径两种 水力学途径建立在微观物 理定律的基础上 直接求解圣维南方程或其简化形式 模拟小区域的雨水地面径流过程 水文学途径则 采用系统分析的途径 把汇水区域当作一个黑箱或灰箱系统 建立输入和输出之间的关系 现今通用 的模型将水力学途径与水文学途径相结合 既反映了小区域实际的地表水流过程 又提高了模型的精 度 一些模型在采用水文学方法 等流时线法 瞬时单位线法等 模拟径流过程的同时引用水力学的成 果来确定汇流速度 而另外一些模型如著名的雨水管理模型 则在采用水力学方法进行模拟的 同时 且借助水文学的方法来调整有关参数值 本文模型注意将水力学方法和水文学方法相结合 在 收稿日期 基金项目 浙江省重点社发科技项目 作者简介 刘金星 男 河北唐山人 硕士 现主要从事电力建设相关工作 用圣维南方程描述城市雨水地面径流过程的基础上 引入全面汇流和部分汇流的思想 用线性分级叠加 方法 解决非均匀净雨强度下城市雨水地面径流模拟问题 平原城市小区域雨水地面径流过程模拟 均匀净雨强度下的雨水地面径流过程模拟 大量实验证实 坡面流理论是描述坡面水流运动的较 精确理论 坡面流理论要解决的