CN103366309B - 基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于低影响开发（low-impact？development，简称LID）的城市雨水利用规模确定方法。利用城市雨洪模型，计算城市开发前的洪峰、洪量和汇流时间；建立洪峰、汇流时间与城市水面率和透水率之间的相关关系，确定修复雨洪关系（以洪峰和汇流时间为标准）时的一组水面率和透水率；将该组水面率和透水率代入城市雨洪模型，得到此时的洪量；利用该洪量和开发前的洪量，即可确定城市雨水的利用规模。本发明不但能够实现LID措施的目标，使得城市开发后洪水过程的洪峰、洪量和汇流时间均与开发前相近，降低城市的洪涝灾害风险；同时可增加城市水资源量，避免盲目利用雨水资源，对缺水地区城市具有重要作用。

Description

基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法
技术领域
本发明涉及一种城市雨水利用规模的确定方法，属于雨水综合利用、洪涝灾害防治和给水排水技术领域。
背景技术
随着我国城市化进程的加剧，城区不透水面大幅增加，雨水下渗能力显著下降，城市洪水特征为峰高、量大、峰提前，大大提高了城市洪涝灾害风险。与此同时，在一些缺水城市，雨水资源尤显宝贵，一些小型、局部的非标准性雨水利用工程也逐步应用，但是如何确定这些雨洪控制利用设施的合理规模以达到相应的目的，是雨洪控制利用设施的推广应用遇到的一个亟待解决的问题。
目前，我国雨洪控制利用设施的规模多是从系统角度考虑,综合利用排水管网、泵站、雨洪调蓄池,使整个排水系统投资最经济。
低影响开发（low-impactdevelopment，简称LID）被认为能够有效修复传统的雨洪资源排泄及输送系统所破坏的水文机制，其设计策略是以能够维持或者恢复区域开发前的水文机制为目标，通过分布式的截留及生物滞留池、渗透铺设、绿色屋面、雨水花园、植被浅沟等措施，减少不透水性表面的面积，并通过延长径流路径、增加径流时间的措施来实现对径流的储存、入渗以及地下水的补给，改变径流排泄量的大小等，以实现城市雨洪资源化利用及河道生态环境保护功能。
通过利用低影响开发的措施，确定雨水利用规模，既可以修复城市雨洪关系，对城市雨水径流的径流峰值控制、径流总量控制、径流污染控制，又可以增加城市水资源，避免盲目利用雨水资源，对缺水地区城市具有重要作用。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法。
技术方案：本发明所述的基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法，具体步骤如下：
（1）利用城市雨洪模型，计算城市开发前的洪峰、洪量和汇流时间；（2）建立洪峰、汇流时间与城市水面率和透水率之间的相关关系，确定修复雨洪关系（以洪峰和汇流时间为标准）时的一组水面率和透水率；（3）将该组水面率和透水率代入城市雨洪模型，得到此时的洪量；（4）利用该洪量和开发前的洪量，即可确定城市雨水的利用规模。
（1）建立城市雨洪模型，包括降雨、产流、坡面汇流、管网汇流及河网汇流等模块，将城市开发前的水面率、透水率代入模型计算得到此时的洪峰、洪量和汇流时间；
（2）在城市化的过程中，水面率和透水率不断发生改变，计算相应的洪峰和汇流时间，建立洪峰和汇流时间与城市水面率和透水率之间的定量关系；
（3）根据低影响开发的理念，要将城市化后的洪水过程修复成开发前的过程。选取洪峰、汇流时间为主要决定因素，令上述定量关系与开发前的洪量和洪峰建立联系，确定一组水面率和透水率。
（4）将该组水面率和透水率代入城市雨洪模型，得到在城市开发后洪峰和汇流时间与开发前相差不大时的洪量；
（5）利用该洪量和开发前的洪量，即可确定城市雨水的利用规模。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
（1）在城市发生暴雨时，基于低影响开发理念确定合理的城市雨水利用规模，可以将城市化的雨洪关系修复到开发前的水平，大大降低城市面临的洪涝灾害风险。
（2）利用低影响开发措施，减少城市雨水污染。
（3）利用低影响开发措施，增加城市水资源，同时补偿地下水源。
（4）本发明计算均可通过程序实现，简便易懂，有助于避免雨水利用规模确定的盲目性，适于推广。
附图说明
图1为基于低影响开发的城市雨水利用规模确定流程图；
图2为城市洪水过程线洪峰与水面率的相关关系图；
图3为城市洪水过程线洪峰与透水率的相关关系图；
图4为城市洪水过程线汇流时间与水面率的相关关系图；
图5为城市洪水过程线汇流时间与透水率的相关关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
南京某流域在上世纪80年底为未开发区，水面率为8.7%，透水率高达87.3%，而在近期快速城市化过程中，水面率迅速下降至2.58%，不透水率已经达到20.78%。根据总体规划，该区域2020年水面率为2.24%，不透水率高达61.02%。
（1）根据图1，建立该流域城市雨洪模型，其中上游山丘区采用推理公式或单位线入流，下游以非恒定流计算。计算得到开发前的洪峰流量为321.9m3/s、汇流时间为26.02h，洪量为2424万m3，其中汇流时间等于流量过程线的一阶原点矩与径流过程线的一阶原点矩之差。
（2）根据图1，改变开发后的水面率和透水率值，代入城市雨洪模型，计算相应的洪峰和汇流时间，建立两者之间的相关关系，见图2、图3、图4、图5。
（3）根据洪峰与水面率和透水率之间的相关关系，建立整合模型，即建立函数式
Qm=f（CWSR，PSP），式中，Qm为洪峰，CWSR和PSP分别为水面率和透水率，
Qm=a1CWSR·PSP2+a2PSP2+a3CWSR·PSP+a4CWSR+a5PSP+a6
（4）同理，可以确定T=g（CWSR，PSP），式中，T为汇流时间，
T=b1CWSR·PSP+b2CWSR+b3PSP+b4
（5）利用优化拟合，确定上述函数式的参数，见表1。
Qm参数 取值 T参数 取值
a1 4596.901 b1 8.925
a2 -155.820 b2 10.681
a3 -3830.240 b3 3.046
a4 407.527 b4 21.835
a5 124.793
a6 334.456
（6）将开发前的洪峰和汇流时间值赋予Qm和T的函数表达式，联解方程组可以得到此时的CWSR为15.22%，PSP为62.2%。
（7）将CWSR和PSP取值代入模型，计算得到此时的洪量为2417万m3。
（8）最终确定城市雨水利用规模为2424-2417=7万m3。

Claims (4)

1.基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法，其特征在于，步骤如下：(1)利用城市雨洪模型，计算城市开发前的洪峰、洪量和汇流时间；(2)建立洪峰、汇流时间与城市水面率和透水率之间的相关关系，确定修复雨洪关系时的一组水面率和透水率；
根据洪峰与水面率和透水率之间的相关关系，建立整合模型，即建立函数式Qm＝f(CWSR，PSP)，式中，Qm为洪峰，洪峰单位为立方米每秒，符号是m3/s，CWSR和PSP分别为水面率和透水率，
Qm＝a1CWSR·PSP2+a2PSP2+a3CWSR·PSP+a4CWSR+a5PSP+a6
同理，可以确定T＝g(CWSR，PSP)，式中，T为汇流时间，汇流时间单位为小时，符号是h；
T＝b1CWSR·PSP+b2CWSR+b3PSP+b4
利用优化拟合，确定上述函数式的参数：a1、a2、a3、a4、a5、a6、b1、b2、b3、b4；
(3)将该组水面率和透水率代入城市雨洪模型，得到此时的洪量；(4)利用该洪量和开发前的洪量，即可确定城市雨水的利用规模。
2.根据权利要求1所述的基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法，其特征在于：以修复雨洪关系为目标，确定水面率和透水率。
3.根据权利要求1所述的基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法，其特征在于：以洪水过程线的洪峰和汇流时间为控制，确定水面率和透水率。
4.根据权利要求1所述的基于低影响开发的城市雨水利用规模确定方法，其特征在于：由洪峰和汇流时间确定的水面率和透水率，计算洪量，再结合开发前的洪量确定城市雨水的利用规模。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105975672A (zh) * 2016-04-29 2016-09-28 河海大学 一种小流域设计洪水计算方法
CN108288102B (zh) * 2017-01-10 2022-02-22 黄玉珠 基于海绵城市建设的低影响开发设施优化配置方法
CN111047072B (zh) * 2019-11-13 2022-10-14 河海大学 一种基于低影响开发理论的长江中下游地区水系规划方法
CN112287536B (zh) * 2020-10-22 2021-09-07 三峡大学 一种基于复式洪水过程校正流域不透水率的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102605852A (zh) * 2012-03-22 2012-07-25 西安理工大学 基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统
CN103073111A (zh) * 2013-02-01 2013-05-01 北京建筑工程学院 城市道路雨水径流生态协同处理装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050273300A1 (en) * 2003-09-29 2005-12-08 Patwardhan Avinash S Method and system for water flow analysis

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102605852A (zh) * 2012-03-22 2012-07-25 西安理工大学 基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统
CN103073111A (zh) * 2013-02-01 2013-05-01 北京建筑工程学院 城市道路雨水径流生态协同处理装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于SWMM模型的低影响开发雨洪控制效果模拟;王文亮;《中国给水排水》;20121101;第28卷(第21期);全文 *
基于低影响开发模式的雨水利用分析;张运超;《水电能源科学》;20120325;第30卷(第3期);全文 *

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