10.1 城市化与城市水文过程
10.2 城市化与城市暴雨径流
城市化过程
➢ 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。
i h(mm/min) q (L/sh)a K i 1.6 7 i6 t K1001000106.76 10 0600
10.3 城市暴雨径流计算
3) 降雨强度的频率或重现期
单位时间内某件事情出现的次数或百分数。
例如洪水百年一遇、五十年一遇，即洪水的重现期；如以频率表达分别为 1%(0.01)和2%(0.02).
4) 径流系数φ 地面径流量与降雨量之比。
降落到地面上的水，并不全部进入沟道。小雨时，地面湿不了；一般情况下， 会发生入渗；有些降雨落到树叶山截留，有些在低洼地被截留，有些蒸发掉。
10.3 城市暴雨径流计算
推降雨理记公录式中各项的确定; 1) 降雨强度i的确定
a) 降雨的分析（1天）
同一时间降落到某一排水面A上各点的雨水，不可能同时流到设计沟段。推理 公式中采用的降雨强度i应当与排水面积A的集水时间t（最远一点的雨水流到设 计沟段的时间）相应，如果t是10min，i应当是历时10min的最大平均降雨强 度。
不透水面积增加
不透水表面所覆盖；不透水区域的下渗几乎为零；洼地蓄水大量减 少；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，增加了汇流的水力效率。导致径流量和洪峰 流量加大，出现洪流
10.3 城市暴雨径流计算
➢ 城市暴雨径流计算意义：
为控制城市暴雨径流提供参考数据； 为设计城市雨水沟道或合流沟道设计提供依据； 为防止城市非点源水污染提供参考数据。
➢ 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。
➢ 暴雨径流控制问题
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。
➢ 计算方法：
推理公式计算法 单位线法 等流时线法
暴雨径流模型模拟计算
径流系数推算法
10.3 城市暴雨径流计算
推理公式
qv KiAq A
qv－雨水沟道的设计流量（L/s） A－排水面积（ha） i－降雨强度（mm/min） q－降雨强度(L/s·ha） K－单位换算系数，等于167 φ－径流系数，其值小于1
应用该公式需要首先确定φ值、i值或q值
10.3 城市暴雨径流计算
雨量参数相关概念：
降雨量、强度、历时、频率或重现期等参数
1) 降雨历时和阵雨历时
一场暴雨经历的整个时段称为阵雨历时；阵雨历时中任一连续时段称为降 雨历时，均以min计。
2) 降雨量和降雨强度 降雨量：一段时间内（日、月、年）降落在一定面积上的总水量，以mm 计或m3/ha计； 降雨强度：某一降雨历时（10min，20min，30min）内平均降雨量，两种 表示方法：q或i。
10.2 城市化与城市暴雨径流
城市
Qm
流量
Qm'
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
10.2 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。
➢ 发生这些现象的原因可从两个方面来分析：
10.3 城市暴雨径流计算
雨量曲线
10.3 城市暴雨径流计算
推理公式中各项的确定; 1) 降雨强度i的确定
b）降雨的分析（1年）
10.3 城市暴雨径流计算
推理公式中各项的确定; 1) 降雨强度i的确定
b）降雨的分析（1年）（选取最大的3-5组，丰水年多些，旱年少些）
10.3 城市暴雨径流计算
d）城市降雨公式
10.3 城市暴雨径流计算
推理公式中各项的确定; 1) 降雨强度i的确定
e）设计降雨历时 t 求取
t t1t2
t2 L60
t－设计降雨历时（排水面积的集水时间, min） t1－地面集水时间，min t2－沟道中流行的时间，min L－集中点上游各沟段长度，m υ－相应各沟段的设计流速，m/s
10.3 城市暴雨径流计算
推理公式中各项的确定; 2) 径流系数 φ 的确定
影响径流系数主要因素是地面的透水性和坡度。 降雨情况，例如久雨或暴雨都会提高径流系数。
城市水文学
城市降雨径流的计算
2009年5月
本节内容
城市化与城市水文 城市化与城市暴雨径流 城市暴雨径流计算
10.1 城市化与城市水文过程
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、水质污染控制和暴雨径流控制。
城市化
人口密度增大
城市污水量增加 城市雨水水质恶化
接纳变质水
需水量增加 城市水源问题
地下水补给减少 基流量减少
城市水质污 染控制问题
建筑物密度增大
不透水面积增加
排水系统完善
城市气候改变
径流量增大 洪峰流量增加
水流流速增大
洪峰滞时和历时缩短
城市洪水 控制问题
10.1 城市化与城市水文过程
➢ 城市水源紧缺
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。
推理公式中各项的确定; 1) 降雨强度i的确定
c）降雨的分析（10年市暴雨径流计算
推理公式中各项的确定; 1) 降雨强度i的确定
c）降雨的分析（10年）（选取最大的3-5组，丰水年多些，旱年少些）
10.3 城市暴雨径流计算
推理公式中各项的确定; 1) 降雨强度 i 的确定