降雨强度对雨水花园径流过程影响研究

摘要

城市道路建设过程中，不透水路面代替了原始地表，改变了开发区域的水文特征，致使地表产汇流时间缩短、径流量加大、流量峰值提前、洼蓄积水减少以及径流下渗过程变得缓慢甚至消失。容易造成区域性雨水径流在道路快速汇集和蔓延，形成路面积水，严重时可在城镇引起大范围的洪涝灾害。研究雨水花园与渗水路面系统，通过规划道路径流路径，运用道路两侧生物滞留带和透水路面，对道路路面径流以及雨水花园下垫面汇集的雨水进行导流、调蓄和下渗，实现道路径的流峰值削减和滞留排放以及下渗补充地下径流。为评价此系统的运行效益及可靠性，针对研究区地表及管网汇流特征，设计等流时-非恒定流计算模型。模拟分析普通道路与建有雨水花园及渗水路面系统的道路的地表及管道径流过程并率定相关参数，对比分析管道径流进出流流量变化规律、峰值流量变化规律和峰值时间迁移过程，评价雨水花园与渗水路面系统的运行效果。
　　本研究主要内容包括：⑴通过监测研究区域的降雨，收集降雨过程数据，分析得出研究区域在试验进行期间的降雨特征。⑵用运动波法求解圣维南方程组进行管网非恒定流计算，模拟计算研究区域降雨径流过程，结果显示对管网设计重现期内、降雨量大于15mm的降雨模拟效果较好。对小于15mm的降雨、短历时降雨及重现期很大的暴雨模拟效果较差。⑶通过分析模型模拟过程中率定的各水力参数，模型模拟较好的降雨，参数值设置在正常经验范围内，模拟效果较差的小雨、短历时降雨及暴雨，其参数设置与经验值差别很大。⑷通过分析两条对比道路一场降雨期间雨水干管节点峰值、峰值时间以及径流总量输入的差异，得出建有雨水花园系统的道路:能够削减径流峰值，削减效率为30％左右;对地表径流有较好的滞留效果，且越往下游滞留效果越明显，总体的滞留时间约为30min;能够较好的调蓄地表径流，调蓄效果在35％左右。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 地表径流控制研究现状

1．2．2 地表汇流研究现状

1．3 研究目的、内容及技术路线

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

第2章 雨水花园系统现场试验设计

2．1 雨水花园系统设计及工作原理

2．1．1 雨水花园结构

2．1．2 雨水花园系统径流路径

2．1．3 雨水花园运行工况分析

2．2 试验区域水文特征

2．2．1 试验区域位置

2．2．2 试验区域地表水文特征

2．3 雨水花园现场试验设计

2．3．1 径流过程分析

2．3．2 雨水管设计流量

2．4 监测方案

2．4．1 流量监测方案

2．4．2 雨量收集方案

2．4．3 监测设备及安装地点

2．4．4 设备校核及误差分析

第3章 降雨特征分析

3．1 雨型分析

3．2 降雨特征参数分析

第4章 径流过程计算

4．1 地表径流计算

4．1．1 地表汇流分析

4．1．2 地表汇流模型

4．2 管网汇流计算

4．2．1 管网汇流分析

4．2．2 管网汇流模型

4．3 计算框图

第5章 数据分析

5．1 实测降雨径流模拟

5．2 模拟参数对比分析

5．3 径流过程分析

5．3．1 流量过程线对比分析

5．3．2 峰值迁移过程对比分析

5．3．3 径流量变化对比分析

5．3．4 汇流时间分析

结论与展望

致谢

参考文献