第7章 城市降雨径流

第7章城市降雨径流§7.1城市化与城市水文过程城市化改变两个方面：1、原来的地貌情况2、流域排水性能城市化提出两类问题：1、新排水系统的设计2、由于城市发展引起的水流状况改变所造成的下游地区防护三个水文问题：城市水源紧缺问题：用水量大增水质污染控制问题：污染物洪水控制：径流过程线时间尺度减小§7.2城市化与城市暴雨径流7.2.1城市化过程农村早期城市中期城市后期城市特点：径流总量增大；洪峰流量增高，出现时间提前；水流流速加大；径流过程中悬浮固体及污染物浓度提高7.2.2城市暴雨径流特点产生原因：1）不透水面积增加；2）汇流时间缩短；3）城市化对城市暴雨的影响：局部气候改变雨强增大、降雨量增加、冰雹增多、雷电增多。§7.3城市水文资料收集7.3.1降水和其他气象资料两类降水资料：1、用于建立、率定和检验城市水文模型要求与其他水量水质资料配套使用，记录年限可不要求很长，但要求观测比较精细。2、用于进行长期模拟所需的长期降雨资料（前述）7.3.2河道及管渠流量资料河道流量为城市水文研究的另一个关键变量。7.3.3水质监测资料样品的采集与流量资料测验基本同步；水样在流量过程线上的分布要合理；降雨径流水质指标：•悬浮沉积物指标•无机物指标•细菌指标•有机物指标其他污染监测分析：垃圾取样、大气沉积物取样（干、湿）7.3.4土地利用情况资料土地利用特征与流域水污染物的含量有一定关系。研究过程中要及时更新，以便说明流域正在发生的变化。内容：流域物理性质方面资料、气候因素以及环境状况等美国地质调查局－国家环保局内容：1）总排水面积；2）不透水面积；3）有效排水面积；4）平均流域坡度；5）主要输水设备的坡度；6）土壤的渗透率；7）有效含水量；8）土壤水分的pH值；9）土壤透水性能；10）人口密度；11）街道密度；12）流域内土地利用情况；13）滞洪库容；14）滞洪水库以上控制集水面积所占百分数；15）合流式下水道；16）路边有明沟排水的街道百分数；17）具有沟槽和洼地排水的街道百分数；18）年平均雨量；19）十年一遇1h雨强；20）在径流中各种水质成份的平均年负荷；21）在降雨中各种水质成份的平均年负荷；22）在干积物中各种水质成份的平均年负荷。7.3.5城市水文测验系统城市水文测验系统包括：常规测验系统和特别研制的城市水文监测系统。常规测验：水位观测及不定期流量观测。§7.4城市暴雨设计设计暴雨要素：频率（重现期）、雨量、历时、时空分配过程选择设计暴雨的一般假定：选择设计暴雨的一般假定：若所设计的给水排水系统的承受能力能抵御该次降雨事件，则系统的运行就能满足设计要求。§7.5城市降雨径流的水质特点7.5.1城市径流中污染物的来源及种类三个方面：降水、土地表面、下水道系统。污染物种类：悬浮固体（SS）、耗痒物质（COD）、重金属、富营养化物质（N，P，K）、细菌和病毒、油脂类物质、酸类物质、有毒有机物、腐殖质等。7.5.2地表污染物的聚集及去向1、污染物的集聚过程影响因素：大气将尘、土地利用情况、交通情况、人口密度等。2、污染物的冲洗过程与污染物性质有关。最终随雨洪径流进入雨水口，通过排水管网向下运动。3、污染物的输送计算流域污染物输送过程必须与雨洪径流计算结合，建立统一计算模型或程序。§7.6城市降雨径流的水质控制7.6.1城市径流水质控制的基本原则1、避免污染物的沉积；2、减少与导水系统直接相连的不透水面积；3、链式处理：污染源控制－减少直接相连的不透水面积－地块组控制（洼地、下渗池、湿地、滞洪区等）－区域控制（滞洪区、滞洪水库）7.6.2渗滤渗滤措施1、洼地和渗滤带；2、多孔绿地；3、渗滤沟；4、渗水池。7.6.3滞洪措施滞洪措施1、扩展功能的滞洪区（干滞洪区）；2、滞洪池（滞水塘、湿滞洪地）。7.6.4扩展功能的（干）滞洪区与水质控制扩展功能的（干）滞洪区可使颗粒态污染物沉淀，溶解性污染物排出。7.6.5滞洪塘与水质控制滞洪塘通过沉淀作用去除悬浮性污染物；通过生化作用去除溶解性污染物。7.6.6水量水质控制的多用途滞洪区多用途滞洪区分级设计出流口，使控制水质的设计水量能很缓慢的从出流口排出；提供所需的蓄水容积和最大出流，达到防冲刷和防洪目的。7.6.7区域性和就地滞洪设施的比较建设区域性滞洪设施比建设大量就地滞洪设施更经济、更容易维护。区域性滞洪设施要有管理部门事先规划，需要财政拨款。