城市水文模型原理

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。

海绵小区削峰减洪效率对降雨特征的响应

海绵城市建设一定程度上增加了城市下垫面的种类,使得城市降雨径流的非线性关系更加复杂。以分析降雨特征对海绵小区的径流控制能力的影响为研究目标,以厦门市典型海绵小区为例,通过SWMM模型模拟计算,分析了降雨重现期、降雨历时和降雨峰现系数对海绵小区削峰减洪能力的影响,计算了不同设计降雨条件下普通开发小区、海绵小区的洪量削减率和洪峰削减率。结果表明:随着降水重现期由2年增加至100年,总洪量削减率由63.8%降至50.9%,洪峰削减率由66.0%降至37.4%;随着降雨历时从1 h延长至6 h,总洪量削减率由58.3%增至61.8%,洪峰削减率由63.7%降至56.3%;随着峰现系数从0.1增大到0.9,总洪量削减率由58.3%增至61.8%,洪峰削减率由63.7%降至56.3%;海绵小区削减洪峰的能力对降雨过程更为敏感,降雨量越大、峰值越靠后,越不利于洪峰流量的削减;而降雨量越大、历时越短,越不利于总径流量的削减。海绵小区整体在不同雨强下的效用比单一低影响开发措施更为稳定,证明了海绵城市建设中多种工程相结合、注重竖向设计的做法比大量建设某一种设施更为有效。研究成果为海绵城市规划和建设提供参考。

城市耗水计算模型

快速城市化背景下,城市人工供水的比例迅速增加,由此产生的耗水不可忽视。传统水文模型在计算耗水时一般只考虑降水产生的蒸发,忽略人工耗用蒸发。为解析城市耗水过程,探究城市耗水机理,在观测城市耗水过程的基础上,划分城市耗水类型,建立城市耗水量计算模型。以北京市某区域为例,采用调查统计、实验监测和模型计算结合的方法,计算该区域2014年的耗水量为820.0 mm,明显高于传统水文模型的计算结果(多年平均值为494.0 mm)。分项结果显示:研究区绿地耗水贡献率为40.58%,建筑体耗水贡献率为38.70%(其中内部人工耗水为31.22%,屋顶截留雨水蒸发为7.48%),硬化地面贡献率为18.32%,水面贡献率为2.40%。结果表明:建筑体内部耗水量不可忽视,是人工用水消耗的主要组成部分,其耗水量与建筑体层数和居民数量成正比例关系。

城市水文单元雨洪监测与模拟研究——以清华大学校园为例

城市内涝问题进一步突显了城市水文循环研究的重要性。基于地表建筑、地下管道、雨水工程等资料,基于SWMM建立了清华大学校园雨洪模拟模型,根据2015年5月10日和2012年7月21日两场降雨事件的实测资料,进行了清华大学校园水文过程精细模拟,用道路积水深度率定验证模型。模拟结果表明:(1)集水区下垫面透水性强弱不同时,产流过程仍十分相似,最大洪峰发生时间相同;(2)绿化带削减洪量的作用显著,不透水面积越大的地方越容易发生街道积水;(3)道路水深对降雨强度响应敏感,低强度降雨事件中,道路积水表现出0.5~1h的滞后。

城市设计暴雨研究综述

城市设计暴雨是推求城市排水工程设计洪水的基础,对确定城市排水工程设计规模与投资具有重要影响,关系到城市排水工程的安全性和经济性,国内外对此开展了大量研究.近年来,我国城市内涝形势十分严峻,未来一段时期内,城市排水管网和地下综合管廊建设任务相当繁重,这对包括城市设计暴雨在内的城市水文学理论与方法提出了新的更高要求.本文系统地综述了城市设计暴雨相关理论,包括城市设计暴雨选样方法、频率分析、强度公式和时空分解等方面,主要梳理了相关方面的主流方法,比较其优缺点;总结了城市设计暴雨研究和应用存在的主要问题,展望了未来一段时期的重点研究方向.

我国国际工程承包企业的发展路径研究

近年来,由于国际经济复苏势头较弱,国际工程承包市场呈现缓慢增长态势。在国际大环境向下的背景中,受益于我国"走出去"战略,我国国际工程承包商的海外营业规模不断扩大,业内排名持续攀升。然而,本文研究发现,我国国际工程承包商还面临着综合竞争力不强、经营范围不广泛等发展瓶颈。针对上述问题,文章提出了相关对策建议。

面向海绵城市实践 创新城市水文理论——中国水利水电科学研究院水资源所城市水文．与水务工程研究室

中国水利水电科学研究院水资源所城市水文与水务工程研究室（以下简称城市水文室）是水利系统较早成立的以城市水文为主题的科研团队，主要研究内容包括城市水文学基础理论、水循环机理与模拟、城市化的水文效应、城市洪涝灾害形成机理及防治技术、海绵城市建设关键技术、城市水务工程规划与可行性研究等。研究室成立以来在城市水文学基础研究和国家海绵城市技术咨询服务等方面取得了诸多成果与进展。