第七章 城市降雨径流
第7章-径流
二、径流形成过程
由降雨到水流汇集到流域出口断面的整个物 理过程，称为径流形成过程。 径流形成过程是一个非常复杂的过程，为了 便于分析，可以概括为产流过程和汇流过程。 降雨过程→扣除损失→净雨过程→流域 汇流→流量过程
（一）产流过程
净雨：降雨扣除损失后的雨量。净雨和其所形成 的径流数量上相等。 降雨扣除损失形成净雨的过程称为产流过程，净 雨量也称为产流量。 浅层地下净雨 净雨按产流场所划分为 深层地下净雨 （1 ）地面净雨（2 ）表层净雨（3 ）地下净雨 实用中由于划分困难，常将表层流净雨归入地面 净雨中。 流域产流过程又称为流域蓄渗过程
3.6∑ Qt F
在退水规律比较一致的流域， 可在CD段上找与A点流量相等 的 C′
SAEF = SC′D′D
四、水源的划分
因为直接径流和地下径流有不同的汇流特性，所 以求得次径流量之后，还需划分直接径流和地下 径流。
方法：斜线分割法 起涨点A到直接径流终 止点B连一直线。直线 AB以上为直接径流。以 下和基流以上部分为地 下径流。
5 、径流系数:某一时段的径流 深与相应时段内流域平均降雨 深度之比值。
α = R/P
某水文站。流域面积 多年平均降雨量 多年平均流量
F = 54500 km ,
2 3
P = 1650 mm , Q = 1680 m / s ,
求 W ， R ， M ， α。
（1） W = Q T = 1680 * 365 * 24 * 3600 = 530 亿 m 3 W 530 * 10 (2) R = = = 972 mm 3 3 10 F 10 * 54500 10 3 Q 1000 * 1680 (3) M = = = 30 . 8 L / skm F 54500 R 972 (4) α = = = 0 . 59 P 1650
城市雨水管道系统规划ppt课件
➢同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过
120~150 m为宜。
应结合当地具体条件，合理地选定 值。 选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面经
常积水；选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加 工程造价。
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(2) 管渠内雨水流行时间 的确定 是指雨水在管渠内的流行时间，即：
雨水管渠系统的任务就是及时汇集并排除暴雨 所形成的地面径流，以保障人民的生命安全和正常 生产。
11
一、雨水管渠设计的主要内容包括
1．确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线； 2 ．划分排水流域，进行雨水管渠的定线； 3．划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量； 4．进行管渠的水力计算，确定各设计管段的管径、
暴雨强度公式是暴雨强度 i(或q) 、降雨 历时 重现期 P三者间关系的数学表达式，是雨
水管渠的设计依据。我国常用的暴雨强度公式为：
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式中 q —设计暴雨强度(L/s ·ha)； P —设计重现期(a)； t —降雨历时(min)；
A1、c、b、n ：地方参数，根据统计方法计算确定。
我国《给水排水设计手册》第5册收录了我国若 干城市的暴雨强度公式，统计时可直接选用。目前 尚无暴雨强度公式的城镇，可借用附近气象条件相 似地区城市的暴雨强度公式。
第七章 城市雨水管道系统规划
1
7.1 雨水管网布置
1．充分利用地形，就近排入水体
(1)基本原则：雨水管渠应尽量利用自然地形坡 度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近 的池塘、河流、湖泊等水体中。
(2)当地形坡度较大时，雨水干管布置在地形低 处或溪谷线上；当地形平坦时，雨水干管布置在排 水流域的中间，以便于支管接入，尽量扩大重力流 排除雨水的范围。
水文学原理(第七章 径流)
的水面面积 F水 = 400km2 多年平均年降水 ， 量
P =1300.0mm，多年平均水面蒸发
量 E水 =1100.00mm，多年平均的陆面蒸发 量 E陆 = 700.00mm 拟围湖造田 200km2 ，计算 ， 围湖造田后的多年平均流量为多少？ 围湖造田后的多年平均流量为多少？
解：计算围湖造田后流域多年平均蒸发量： 计算围湖造田后流域多年平均蒸发量：
3.地下径流（基流）： 地下径流（基流） 降水下渗到达地下水面后， 降水下渗到达地下水面后 ， 再注入 河网，这部分水量称为基流。 河网 ，这部分水量称为基流。 地下水流 动慢，可长期补给河流 ， 无降水时河网 动慢 ，可长期补给河流， 得到的补给绝大部分来自基流。 得到的补给绝大部分来自基流。
2 河网汇流过程 各种径流成分经坡地汇流注入河网， 各种径流成分经坡地汇流注入河网，在 河网内沿河槽作纵向流动和汇集的过程称为 河网汇流。（支流－干流、上游－下游、最 河网汇流。 支流－干流、上游－下游、 后流出流域出口断面的过程） 后流出流域出口断面的过程）。
（3）计算多年平均年蒸发量： 计算多年平均年蒸发量：
E= F 陆 F E陆 + F水 F F 陆 E水
F E水 = （ − E E陆） F F 水 100 900 = （ 927 ×852 ） 1000 1000 =1602.00m m
例题4 例题
某 合 域 流 面 F =1000km2， 中 面 积 F =100km2， 年 闭 流 ， 域 积 其 水 面 为水 多 m 年 均 平 流 Q =15m3 / s， 域 年 均 面 发 为 陆 = 852m ,多 平 均 量 流 多 平 陆 蒸 量 E 水 蒸 量 E水 =1600mm 求 流 多 平 降 量 面 发 为 ， 该 域 年 均 雨 。
《城市降雨径流》课件
雨水花园
将雨水通过多种方式引导进入 植物、土壤和石头层中进行处 理和截留。
透水铺装
使用透水铺装使雨水能够透过 铺装表面直接渗透入土壤水层。
城市降雨径流模型
分布式模型
基于建筑物、街道小区及 排水设施等分布信息，针 对不同的空间单元，建立 降雨径流水文模型。
集中式模型
集中式模型基于空间连续 假设和整体统计分析，可 以模拟城市降雨径流的整 体流动过程。
城市降雨径流的影城市降雨径流形成和演化。例如地形、降雨强度和时长等。
2
气候变化
气候变化是影响城市降雨径流的一个重要因素，包括降雨量的增减和降雨频率、 时空分布的变化等。
3
人类活动
城市化进程和人类活动对城市降雨径流的影响也非常显著。
城市降雨径流的控制方法
绿色屋顶
将建筑物顶部改为绿化屋顶， 能够大大减少城市降雨径流对 城市环境带来的影响。
可持续城市
开展雨水花园等城市绿色基础 设施建设，实现城市排水系统 的可持续发展。
结论和展望
1
结论
城市降雨径流是城市环境中的一个重要水文过程，需要进行有效的治理和管理。
2
展望
结合5G、人工智能等科技手段，优化城市降雨径流管理，实现智慧城市建设。
3
建议
提高城市居民环保意识，从源头上控制和减少城市污染物排放，减轻城市降雨径 流对城市环境的影响。
简化模型
简化模型主要针对资金有 限和简化计算需求的场景， 可以对城市环境中的整个 降雨径流过程进行简单模 拟和分析。
城市降雨径流实例分析
洪水城市
城市化进程加剧了洪涝灾害的 发生，城市降雨径流已经成为 城市城市排水管理的瓶颈。
智慧城市
通过大数据、人工智能等技术 手段优化城市排水系统，降低 城市洪水风险。
水文学与供水水文地质教案
2007 至2008 学年第一学期水文学及供水水文地质课程教案课程编码：10521070总学时／周学时：51 / 3开课时间：2007年9 月10日，第 1 -17 周授课年级、专业、班级：给水排水工程051 052 使用教材：《水文学》《供水水文地质》授课教师：李岚开课学院：建筑工程学院课外作业讨论思考：1、如何量取河长?如何计量某河段的弯曲系数2、简述平原河道平面形态特点与水流冲淤特性。
3、什么叫流域分水线?如何量取流域面积 44、河川径流一般指的是什么?河川径流量可用哪几个特征值表示5、我国南、北方河流的特征时期是什么6、影响径流的主要因素有哪些7、什么叫水位?如何测定水尺的零点高程8、简述如何用流速仪测量流速并计算流量。
9、含沙量与输沙率有何不同作业：1、某河某水文站控制流域面积为566km2，多年平均径流量为8.8m3／s，多年平均降雨量为686.7mm，试求其各径流特征值。
课外作业讨论：1、水文计算为什么要采用数理统计法2、频率、概率和累积频率有什么区别?扼要说明累积频率的基本特性。
3、什么叫重现期?它和物理学中的周期有何区别4、累积频率与设计频率有何区别5、试错适线法和三点适线法有何区别6、试述计算经验频率曲线及理论频率曲线的意义。
7、有A，B两系列，A系列平均数为x A，偏态系数C s A，对应的累积频率为P A；B系列平均数为x B，偏态系数为C s B，B对应的累积频率为P B。
若C s A＞C s B，试分析P A与P B哪个大(扼要说明原因)?作业已知统计参数＝1000m3／s，C v＝0.5，C s＝2C v，试绘制理论频率曲线，并确定P ＝1％时的设计流量Q1%。
：课外作业讨论：1、年径流分析与计算包括哪些主要内容?工程上有何用途2、径流资料的一致性指的是什么?如何进行分项还原计算3、径流资料的代表性指的是什么?如何检验一个n年样本系列的代表性4、如何根据多年平均年径流深等值线图求某流域的年平均径流量5、什么是水文比拟法?怎样选择参证站6、表示径流年内分配的方式有哪几种?各表示什么内容7、已知设计年径流量QＰ＝12m3／s，代表枯水年的年径流量年内分配如题4.7表，试确定设计年径流量的年内分配。
环境影响评价 第七章 地表水环境影响评价
2020/12/10
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表2.某些工业的污染物排放系数
产品名称
单位产品废水排 放系数/m3t-1
单位产品污染物排放系数/kgt-1
名称
排放系数
制革（以原皮加 工量计）
45~70
SS BOD5
S2Cr3+
25~30 30~35
0.2 0.2
酒精制造（玉米 为原料）
120~130
CODCr SS
910~950 420~460
按照区域水质标准和可持续发展要求，明确环 境质量目标；
根据国家排污控制标准，界定建设项目可能产 生的源强；
选择水质模型，进行水环境影响预测； 优化污染源控制方案，实现达标排放和总量控
制； 综合分析得出建设项目的环境可行性结论。
在调查和分析评价范围地表水环境质量现状与 水环境保护目标的基础上，预测和评价建设项 目对地表水环境质量、水环境功能区、水功能 区、水环境保护目标以及水环境控制单元的影 响范围与影响程度，提出相应的环境保护措施 和环境管理与监测计划，明确给出地表水环境 影响是否可接受的结论。
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非点源污染
非点源污染是指在降雨径流的淋溶和冲刷作用下， 大气中、地面和土壤中的污染物（城市垃圾、农村 畜粪便，农田中的化肥、农药、重金属及其他有毒 物质或有机物）进入江河、湖泊水库和海洋等受纳 水体造成的污染（Line D. E.1998；Parry R.，1998）。
美国清洁水法修正案（1997）对非点源污染的定义 为：污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地 表及地下水体。
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a.点污染源
定义——由城市和乡镇生活污水和工业企业通过 管道和沟渠收集和排入水体的废水。 生活污水：来自家庭、商业、机关、学校、餐饮 业、旅游服务业及其他城市公用设施。 工业废水：来自工业生产过程，பைடு நூலகம்水量水质随生 产过程而异。
水文学原理(第七章 径流).
河槽的调节作用：涨水和退水体现了河 槽的储水能力，对降雨产流有一定的调节作 用，使流域出口处的径流量更加平滑（过程 线变化缓慢、滞后），实际上是对净雨在时 程上进行第二次再分配。
总结
一次降雨过程，经植物截留、下渗、填洼、 蒸发等损失，进入河网的水量显然比降雨量少， 且经过坡地汇流和河网汇流，使出口断面的径流 过程远比降雨过程平缓，历时长，时间滞后。
6 填洼 超渗雨会形成地面积水，积蓄于地面
上大大小小的坑洼； 7 地面净雨：
形成地面径流的净雨；
8 表层流：
当下渗趋于稳定，继续下渗的雨水沿 着土壤孔隙流动，一部分从土壤坡侧土壤 孔隙流出，注入河槽形成径流，到 达地下水面后，以地下水的形式补给河流； 形成地下径流的净雨成为地下净雨。
b.大于其相应的径流量 d.小于其相应的径流量
7. 为什么一次降雨总量大于对应的径流深，而一次 径流过程历时一般大于降雨历时。
8.河川径流是由流域降雨形成的，为什么久晴不 雨河水仍然川流不息？
9.北方的河流上修建水库和南方的河流上建库对 径流的影响哪一个大。为什么？
某站控制流域面积 F 54500km,2多年平均年 降水量 P 1650mm ，多年平均流量 Q 1680m3 / s, 试根据这些资料计算多年平均年径流量，多 年平均径流深，多年平均流量模数，多年平 均径流系数。
Q
—计算时段平均流量，（m3/s）
3.径流深：将径流量平铺在整个流域面积 上所得的水层深度，记为： R，单位：mm；
R W QT 1000F 1000F
4 径流模数：流域出口断面流量与流域面积之 比称为径流模数，单位：L/(s.km2)
M 1000Q F
5 径流系数:某一时段的径流深 R 与相应时段
水文学_西安建筑科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
水文学_西安建筑科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在等流时线法中，当净雨历时小于流域汇流时间时，洪峰流量是由（）。
答案:部分流域面积上的部分净雨所形成2.渗漏属于（），渗透属于（）答案:非饱和水流的非稳定运动，饱和水流的稳定运动3.在分阶段扣除损失法中，后损量指的是（）答案:产流后下渗的水量4.在等流时线法中，当净雨历时大于流域汇流时间时，洪峰流量是由（）答案:全部流域面积上的部分净雨所形成5.小流域自然地理条件趋于单一，因此在做设计洪水计算时应充分考虑实际条件避免简化。
答案:错误6.净雨量是指指扣除损失后的暴雨降雨量，也称地表径流量。
答案:正确7.填洼导致的降损失量较小，可忽略不计。
答案:错误8.降雨蒸发量是指本次降雨落在地面然后蒸发的水量，不包括洼地蓄水体表面的蒸发量。
答案:错误9.后损阶段的下渗率为稳渗率。
答案:错误10.常用的流域出口断面洪水流量计算方法包括：等流时线法、单位线法、瞬时单位线法以及地貌单位线法。
答案:正确11.等流时线上的净雨量通过坡地和河槽流到流域出口断面所需的汇流时间都相等。
答案:正确12.按等流时线原理，当净雨历时大于流域汇流时间时，流域上全部面积的部分净雨参与形成最大洪峰流量。
答案:正确13.流域汇流经坡面、河槽汇流两个阶段，两者汇流速度不同，但可采取流域平均汇流速度计算。
答案:正确14.当工业生产逐渐由劳动密集型过渡到资本密集型和技术密集型，城市化逐渐进入（）答案:后期阶段15.后期城市，道路逐渐被硬质化路面覆盖，会导致不透水面积（），径流量（）。
答案:增加、增大16.可根据（）的不同，将降雨在城市中最初形成径流的汇水面分为：屋面、路面、和绿地等。
答案:下垫面17.改进水文测验仪器和测验方法，可以减小水文样本系列的抽样误差。
答案:错误18.一颗骰子投掷8次， 2点出现3次，其概率为（）答案:19.用配线法进行频率计算时，判断配线是否良好所遵循的原则是（）答案:理论频率曲线与经验频率点据配合最好的原则20.1、当洪水痕迹高程确定以后，可推算出相应于此洪水位的洪峰流量，常用的方法有()答案:比降法_水位流量关系法21.流域围湖造田和填湖造田，将使流域蒸发( )答案:减少22.水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸出的现象称为蒸发。
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城市化程度的提高〃直接改变了城市的暴雨径流形成条件〃 使其水文情势发生变化
发生这些现象的原因可从以下方面来分析：
-- 不透水面积增加：城市化的进程〃增加了城市的不透水表面〃使相 当部分的流域为不透水表面所覆盖〃如屋顶、街道、人行道、车站、 停车场等。不透水区域的下渗几乎为零〃洼地蓄水大量减少〃造成产 流速度和径流量都大大增加 --汇流时间缩短：排水管渠系统的完善〃如设置道路边沟、密布雨水 管网和排洪沟等〃增加了汇流的水力效率。导致径流量和洪峰流量加 大〃出现洪峰流量的时间提前
城市水文测验系统
常规测验系统：水位观测和不定期用流速仪观测流量 特别研制的城市水文监测系统：在排水管道上
7.4 城市设计暴雨
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
最常用的虚拟事件
依据历史资料分析雨深-历时-频率关系得到的 适用于排水工程设计和给水中的取水工程设计 对于城市雨水排除系统〃其设计频率和重现期的选定〃在原 则上可根据工程的造价和运行的费用〃以及由于雨洪超标所 引起的损失金额〃得出经济上最合理的设计频率 设计暴雨必须能适用于推求排水管网各个节点处设计洪峰流 量的要求（设计相应各种历时的设计暴雨量） 城市设计暴雨一般不考虑雨量在空间分布的不均匀性
Q
' m
农村
tm
' tm
时间
相同暴雨及滞洪条件下城市化对径流量的影响 此外〃河道中流速的增大〃增加了悬浮固体和污染物的输送量〃亦加剧了河床 冲刷。
7.2 城市化与城市暴雨径流
城市内涝灾害
7.2 城市化与城市暴雨径流
城市暴雨径流特点
-- 暴雨径流总量增大〃洪峰流量增高〃出现时间提前 -- 河道中水流流速加大〃径流过程中悬浮固体及污染物浓度提高
直接应用某次实测历史降雨资料
可用于滞蓄水库的设计或用于着重考虑水质的工程设计
7.5 城市降雨径流的水质特性
城市径流中污染物的来源和种类
降水：降雨和降雪对径流污染物的贡献〃尤其是工业区降雨 中硫的含量很可能是雨洪径流的主要部分 --降水污染物背景值 --降水通过大气而引起的湿沉降 土地表面（地表污染物）：雨洪径流污染的主要部分。地表 污染物的含量与许多因素有关〃如：大气沉降、交通量、土 地利用类型、人口密度、季节和风力等 下水道系统：沉积池中的沉积物和合流制排水系统漫溢出的 污水
7.5 城市降雨径流的水质特性
地表污染物的聚集和去向
污染物的集聚过程：影响因素-大气沉降、交通量、土地利用类 型、人口密度等 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 污染物的输送：地表污染物被雨滴或径流冲走〃带到下水道系 统中〃再通过管网排入受纳水体。对于小型排水管网〃污染物 的沉降、降解可忽略；对于大型排水管网〃计算流域污染物过 程必须与雨洪径流计算结合起来 污染物的种类：悬浮固体（SS）、COD、重金属、富营养 化物质（N、P、K）、细菌和病毒、油脂类物质、酸类物质等
河道及管渠流量资料
河道流量：雨洪排水设计 管渠流量：与水质参数有关的研究中
水质监测资料：样品的采集和流量资料基本同步
悬浮沉积物指标 无机物指标 细菌指标
7.3 城市水文资料的搜集
土地利用情况资料
土地利用特征与流量水污染物质的含量有一定的关系 土地利用特征包括流域物理性质方面的资料〃气候因素以及 环境状况等 美国地质调查局和环保局城市研究大纲中经常使用的自然地 理特征包括22项内容
城市化的发展对水环境所产生的直接或间接影响,主要表现为三个城 市水文问题，即城市水源资源紧缺、水质污染控制和洪水控制问题
7.1 城市化与城市水文过程
城市水资源短缺
随着人口增加〃对水的需求量也就随之增大〃产生了一个 寻求充足水源这一水文第一重要的问题
洪水控制问题
城市污水增多、降雨的径流量变大和流速的增大〃使短时间 内的大流量径流发生〃不可避免地要使洪峰流量增大〃从而 引起了洪水控制问题。
7.2 城市化与城市暴雨径流
城市暴雨径流特点
-- 暴雨径流总量增大〃洪峰流量增高〃出现时间提前 -- 河道中水流流速加大〃径流过程中悬浮固体及污染物浓度提高
城市化程度的提高〃直接改变了城市的暴雨径流形成条件〃 使其水文情势发生变化
7.2 城市化与城市暴雨径流
城市暴雨径流特点
城市
Qm
流量
7.2 城市化与城市暴雨径流
总之〃随着城市规模的不断扩大〃在一定程度上又进一步影响到城市〃特别是大都市的 降雨条件。城市化对城市暴雨降水的影响：
7.3 城市水文资料的搜集
降水和其他气象资料
第一类是用于建立、率定和检验城市水文模型的降雨资料〃 一般是集中在研究区域〃要求与其他水量水质资料配套进行〃 记录年限可不要求很长〃但要求观测比较精细 第二类是用于进行长期模拟所需的长期降雨资料〃这部分资 料主要是依靠国家基本站网提供
水质污染控制问题
城市化扩大时〃枯水流量减小〃城市污水的增加及雨水径流 水质恶化〃引起水源水质恶化。另外〃固态及液态致病污染 物的处置对地下水水质也可能产生不利影响〃产生了水质污 染控制问题。
7.2 城市化与城市暴雨径流
城市化进程
农村阶段：土地处在耕作或放牧状况 早期城市：大量修建城市型房屋〃但仍有相当部分土地被 原有植物所覆盖 中期城市：住房、商贸中心、学校、工厂等建筑物大规模 地发展和建设阶段 后期城市：使已残留很少的原有植物缩减为零〃地面完全 由人工建筑和一些其他设施所覆盖
7.1 城市化与城市水文过程
城市化改变两个方面
原来的地貌情况 流域的排水性能
城市化提出两类问题
新排水系统的设计 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 水质污染问题：污染物 洪水控制：径流过程线时间尺度减小
7.1 城市化与城市水文过程