大型城市流域暴雨径流水量水质预测模型研究.pdfVIP

2009年8月 水利水 电快报 EwRHI 第30卷第 8期 文章编号：1006—0081(2009)08—0005—07 大型城市流域暴雨径流水量水质 预测模型研究 [美] s．J．哈等 摘要：基于单位面积负荷法和洛杉矶 巴洛纳河上游流域土壤特性的Browne经验关系式，利用GIS平 台应用了一个暴雨径流预测模型。通过把流域划分成多个子流域并对每个子流域应用集总参数，使流域 的非均匀性得以量化。通过零阶正则化和采用边界约束有限 内存 BFGS(L—BFGS—B)优化算法，来表征 特定土地利用类型产生的污染物负荷 占总负荷的比重。以总Zn为例，模型预测的污染物 负荷与在流域出 口排放点实测的污染物负荷一致。使用开发的水量模型预测的径流量与实测数据吻合 良好，相关系数 尺 达0．86。水质模型的均方根误差仅为9kg，低于每场暴雨77kg的平均排放量。 关键词：城市区域；流域暴雨；暴雨水管理；水质预测；模型研究 中图分类号：P333．2 文献标识码 ：A 在众多城市暴雨水污染模拟程序中，美国环保 1 概 述 局(USEPA)的暴雨水管理模型(SwMM)自1971年 开发以来在全世界得到了广泛应用 。该模型尽可能 近 10a来，由于污水处理厂的兴建，以及认识 详细地模拟非点源污染，但是需要测量许多参数，而 到暴雨水产生的污染，暴雨水管理已经成为水污染 这些参数往往受到与子流域非均匀性有关的一些时 控制的重中之重。由于暴雨水的分布特性及其污染 空因素的影响。特别是对于大流域，这种模型所需 问题的 “所有权”尚未明晰，从本质上讲，暴雨水管理 的测量既费钱又费时。如果没有足够的可供利用的 比污水处理更具挑战性 。正在采取多种措施来减轻 实测数据 ，预测结果就不精确。 暴雨水的影响，包括个体行为以及机构或城市范围 另一种方法是采用单位面积模型，假定所有径 内的行动，前者如工业暴雨水管理许可证制度，后者 流对于某一指定的污染物具有恒定浓度 。对于大流 如洛杉矶市最近通过的拨款 5亿美元进行暴雨水管 域，在暴雨期间，污染物浓度的变化对受纳水体影响 理的。提案。 很小，部分原因可能是大流域空间变化的条件使得 1987年美国国会对 《清洁水法》作了修订，以实 分散的污染物负荷被均化，或者是被受纳水体大量 施解决暴雨水排放问题的全国性综合计划。该计划 稀释。此外，大流域径流的传播时间也可能均化初 要求对暴 雨水排放 实行 国家污染物 排放 削减 次冲刷影响。这种不敏感性使得在受纳水体水质分 (NPDES)许可证制度。近年来 ，开始实行最大 日负 析 中污染物浓度恒定的假设成立。 荷总量 (TMDL)计划 。TMDL的定义是，通过尽量 为了更好地理解暴雨水管理并创建TMI)L的 减少各种污染物负荷，水体能够接受的污染物的最 开发工具，开