极端降雨下水系区域的汇流机制及优化设计分析探讨

海绵城市是指像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害方面具有良好“弹性”的城市,也可称为“水弹性城市”。在海绵城市建设中,应协调自然降水、地表水和地下水的系统化,协调给水排水等水循环的所有环节,并考虑其复杂性和长期性。虽然海绵城市是基于低影响发展等现有理念,中国城市水问题处理也有长期的技术积累,但由于中国城市水问题的复杂性,海绵城市的建设涉及多个不同的行业和领域,在海绵城市的推广和建设中必然会遇到各种技术问题。对于在设计中如何合理地因地制宜组合低影响开发措施直接影响到海绵城市的建设效果,本文从极端降雨下水系区域的汇流机制及优化设计等方面进行了阐述,通过分析指出了目前海绵城市建设的局限性,为今后海绵城市建设的发展方向提供思路。

北方地区公交港湾停靠站路段低影响开发研究

降雨条件下公交港湾式停靠站区域易产生积水,不仅会损害停靠区域路面健康,而且严重影响乘客出行体验与道路通行效率。北方地区城市有其独特的自然地理气候特征,低影响开发措施的设置具有局限性。以分隔带类型的港湾停靠站路段为研究对象,分析了传统港湾停靠站路段雨水处理模式及其存在的问题,结合北方地区道路适用的低影响开发措施,提出了港湾停靠站路段低影响开发设施布局方案,并分析了雨水径流排放机制。通过暴雨洪水管理模型(Storm Water Management Model, SWMM)软件模拟研究路段海绵模式下雨水径流的调控效果,发现研究区域低影响开发设计对雨水径流具有明显的削减和延迟作用。

不同水保措施对不同量级降雨量汇流的影响

为了研究晋西不同水土保持措施对流域产汇流机制的影响,选取山西省黄土丘陵区典型小流域王家沟小流域1990—2015年185场降雨资料,采用线性趋势分析法和相似对比法,分析探讨了3种水保措施对不同量级降雨量汇流机制的影响。结果表明:梯田对延长洪水历时没有明显影响,但会减小洪峰流量,对洪峰流量的减小值随着降雨量增大而减小;随着降雨量增大,植树造林对洪峰流量的衰减作用比对洪量的衰减作用显著;淤地坝对延长小降雨量级洪水历时作用显著。

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北“7·26”特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0~140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。