CN112084671B - 城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法 - Google Patents

城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市时变增益降雨‑径流过程模拟计算方法，包括以下步骤：基础数据准备，包括降水数据，城市下垫面空间分布，城市区域规划等；城市计算单元划分，依据城市下垫面类型，将计算区域划分为湖泊、汇水片区、湿地三大类，其中汇水片区内可进一步划分为一般透水面、不透水面、道路、洼地、小型湖泊和低影响开发措施六小类；产流计算，以降水作为模型输入，分别计算各个计算单元的产流量；汇流计算，根据产流计算结果，通过地表汇流和管网汇流计算，得到区域的总流量。本发明能综合考虑城市的复杂下垫面情况，通过城市时变增益非线性产汇流原理，能准确模拟城市产汇流过程，对于城市内涝风险评估及预警预报有重大意义。

Description

城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法
技术领域
本发明涉及城市水循环及产流计算领域，具体涉及一种城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法。
背景技术
城市的暴雨径流过程也是引发城市内涝、水体污染、土壤侵蚀等城市水问题的重要原因之一，也是进一步开展城市化水文效应、城市雨洪特性研究的重要内容。国内外学者针对城市降雨径流过程中的产汇流过程开展了大量的研究工作，提出了一系列可用于城市产流的计算和模拟方法。目前，国内外常用的产流计算方法可以分为统计分析方法、下渗曲线方法以及模型方法。其中，SCS方法，下渗曲线法中的Green-Ampt下渗曲线和Horton下渗曲线在城市地区产流计算中应用较广。但是由于城市地表覆盖分布不均，不透水面与透水面之间存在错综复杂的空间分布以及对城市地区复杂下垫面产流规律认识不足以及资料短缺等诸多问题，大部分的产流计算方法都无法准确地描述城市地区不同下垫面条件下降雨量与产流量之间的非线性关系，致使目前城市地区的产流计算结果准确性偏低，因此，还需要进一步研究与探明城市地区不同下垫面类型的产流机制，找寻更为合理、准确的城市产流计算方法。
自20世纪70年代以来，在部分政府的支持下，为解决城市内涝等问题，集成城市产流过程、城市地面汇流过程、城市雨水管网汇流过程的城市雨洪模型得到了迅猛发展。根据城市雨洪模型的发展历程，可将其分为经验性模型、概念性模型和物理性模型三个阶段。经验性模型又称“黑箱”模型，它基于对输入输出序列的经验来建模；概念性模型主要根据水量平衡原理，采用黑箱或灰箱模型对城市降雨-径流进行刻画，具有一定的物理意义，其特点是发展较早，结构简单，运算速度快。主要代表性模型有TRRL、STORM和UCURM等。物理性模型以水动力学为理论依据，具有较强的物理基础，主要依据质量与能量守恒定律，基于圣维南方程组推导地表径流、管道汇流的微分方程组，模型结构复杂，求解难度大，资料需求详尽，但模拟精度高，如SWMM、MIKE-URBAN、Infoworks CS、MOUSE等。
我国城市雨洪模型起步较晚，20世纪90年代以后，国内学者开始进行城市雨洪模型研究。目前模型主要包括城市雨水管道计算模型(SSCM)、城市雨水径流模型(CSYJM)、城市排水管网系统的非恒定流模型(CSPSM)、城市分布式水文模型(SSFM)等。尽管国外城市雨洪模型较多，但是每个模型都有其适用性的一面，不存在“万能”的模型。国内的城市雨洪模型注重于对雨水管网模拟和地表径流汇流过程的模拟，在城市地区产流计算方式上缺少更深入的研究。此外，国内大部分的城市雨洪模型仅有核心程序，在可视性、共享性和可移植性上相对国外模型较为薄弱。
虽然众多学者针对城市产汇流机理、城市雨洪模型等方面开展了一定量的研究，并提出了许多城市产流计算方法。但目前城市产流过程的计算精度仍相对较低，且产流计算部分大多以线性产流方法为主，需进一步发展和应用时变非线性城市产流计算方法，提升城市产流计算的精度。此外，随着社会经济的进一步发展和长江经济带绿色发展的推进，对城市产汇流规律的认识与研究有待进一步加深与开展。城市产汇流规律的进一步研究，将为城市水环境综合模拟平台的建设提供重要的科学依据和技术支撑。如何提升城市水文循环过程的模拟效果，尤其是城市复杂下垫面情况下的准确产流模拟，仍存在诸多挑战。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中城市地区产流模拟精度较低的缺陷，提供一种综合考虑湖泊、洼蓄、不透水面、道路等城市复杂下垫面条件，基于非线性产流机理，准确地模拟城市地区的产流过程的时变增益降雨-径流过程模拟计算方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基础数据集准备：获取包括城市下垫面类型空间分布数据、降雨观测数据、城市行政规划、城市主要管网数据、城市数字地面高程数据；
S2、计算单元划分：根据城市下垫面类型空间分布，将整个计算区域划分为三大类计算单元类型，包括湿地、自然湖泊、汇水片区；
S3、各计算单元产流量计算：以实测降雨序列为各个计算单元的输入数据，分别计算各个单元的产流量；
第一类湿地类型中，每个湿度单元分为上、下两层，降雨降至上层后，以一定下渗速率下渗至下层，剩余水量则储存在上层中，当上层水量超过最大蓄水量后，多余的水量作为上层的产流量；
第二类湖泊的产流量的计算方式为当湖泊的蓄水量超过一定的阈值时，根据湖泊的闸坝信息，采用最大抽排流量进行抽排，这部分抽排的水量即作为湖泊的产流量，进入其连接的江河或管道中；
第三类汇水片区类型中，每个汇水片区单元的产流量为该汇水片区单元下不同下垫面类型的产流量总和；
S4、计算区域汇流过程计算，包括地表汇流过程以及管网汇流过程，其中，各个计算单元的地表汇流部分采用曼宁公式计算，通过由S3计算得到的各个计算单元的产流量，计算得到各个单元的地表汇流流量；随后根据计算区域内的管网汇水节点的空间分布，决定各个计算单元的地表汇流的流向，及各个汇水节点对应的计算单元，由此各个汇水节点的入流量为该节点对应的所有计算单元的地表汇流量的总和。
接上述技术方案，步骤S2中的各种下垫面类型中，自然湖泊计算单元的特征为湖泊面积大于计算区域总面积的5％，湿地计算单元的特征为面积大于计算区域总面积的1％，汇水片区划分的主要原则为每一个汇水片区至少有一个主要出口连接至城市主管网，以城市管网分布和下垫面分布为主要参考，以城市管网的汇水点和交接点为主要划分点，再根据城市行政规划和数字高程信息进行调整。
接上述技术方案，所述下垫面类型空间分布数据中下垫面类型包含但不仅限于洼地、透水面、不透水面、道路、湖泊、低影响开发措施、绿地、人工湿地，降雨观测数据的时间间隔不超过24小时，城市主要管网数据主要为城市区域主要管网的分布。
接上述技术方案，每个汇水片区内包含以下六种下垫面类型：不透水面，一般透水面，洼蓄，小型湖泊塘堰，透水道路，低影响开发措施；其中低影响开发措施包含雨水花园、透水铺砖、植草沟、绿色屋顶、雨水桶和生物滞留池。
接上述技术方案，第一类湿地类型中，下层产流量的计算则采用非线性产流计算公式，具体如式(1)所示：
Figure BDA0002682142080000051
其中，g1、g2为产流参数，W为下层含水量，Wm为下层最大持水量，If为下渗量，Rsd为湿地单元下层的产流量。
接上述技术方案，其中，
一般透水面类型采用时变增益产流模型进行产流量计算，计算公式如式(2)所示：
Rp＝[α(S/Sm)βIγ]P (2)；
其中，α、β、γ为三个产流参数，S为土壤蓄水量，Sm为土壤最大蓄水量，I为雨强，P为降雨量，Rp为一般透水面产流量。
洼蓄类型的计算模式为洼蓄蓄水量大于最大可蓄水量后产流，计算公式如式(3)所示：
Figure BDA0002682142080000052
其中，Ss为洼蓄蓄水量，Ssmax为洼蓄最大可蓄水量，Rs为洼蓄产流量。
不透水面类型的计算公式如式(4)所示：
RC＝ωP (4)；
其中，ω为不透水面产流系数，Rc为不透水面产流量。
透水道路类型的计算模式为分为上下两层，上层有降雨后直接产流，扣除产流后的降雨量进入下层，成为下层的蓄水量，当下层蓄水量超过下层蓄水容量后，多余的水量产流进入连接的管道中，计算公式如式(5)所示：
Figure BDA0002682142080000061
其中，μ为表层产流系数，Wd为下层蓄水量，Wdm为下层蓄水容量，Rr1、Rr2分别为上下层产流量；
接上述技术方案，小型湖泊塘堰的计算模式同第二类计算单元自然湖泊的计算模式基本一致，当小型湖泊塘堰的蓄水量超过其蓄水阈值时，通过闸坝抽排得到小型湖泊塘堰的出流量；
低影响开发措施中包含六种措施的产流模式，采用类似现有开源模型SWMM模型中的计算方式；其中，雨水桶的产流模式为当雨水桶内的累积雨量超过了雨水桶的最大蓄量后，这部分超过的水量即作为雨水桶的产流量；生物滞留池分为储水层和土壤层两层，储水层下渗水量入土壤层，储水层蓄满后出流，土壤层以固定出流速率出流；透水铺砖的产流模式为自上而下分为地表层、透水层、土壤层三层，地表层与透水层，透水层与土壤层之间以不同的渗透速率进行水量的传送，各层均以不同的出流速率出流；绿色屋顶分为表层和储水层上下两层，表层以固定排水率出流，并通过一定的渗透速率传递至储水层，当储水层的蓄水量超过其排水水量阈值后，开始以固定排水率出流；植草沟分为表层和土壤层上下两层，表层以固定产流系数出流，并以一定渗透速率传递至土壤层，土壤层以固定排水速率排水；雨水花园的产流模式为考虑蓄水池和土壤两部分区域，当蓄水池的蓄水量超过水池区域的阈值蓄水量之后，开始以固定速率抽排蓄水池中的水量；而土壤部分则是采用超渗产流模式，当雨强大于下渗率时产流。
接上述技术方案，各个计算单元的地表汇流流量的具体计算公式如式(6)所示：
Figure BDA0002682142080000071
其中，R指对应的计算单元的产流量，n为糙率，S为坡度，Qs代表计算单元的地表汇流量。
接上述技术方案，计算区域的管网汇流过程根据各个汇水节点的入流量，采用一维水动力方程式(7)，通过动力波模拟的方式，以管网管道中水流的连续方程、动量方程以及管网汇水节点处的水量连续方程作为控制方程，进行演算，由此得到计算区域出口节点处的出流过程；
Figure BDA0002682142080000072
式中，Q为流量，A为过水断面面积，x为流程，t为时间，h为水位，v为流速，i为比降，J为阻力坡度。
本发明还提供了一种计算机存储介质，其可被处理器执行，该计算机存储介质内存储有计算机程序，该计算机程序执行上述技术方案中的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法。
本发明产生的有益效果是：本发明综合考虑了城市复杂下垫面条件，基于非线性产流机理，准确地模拟城市地区的产流过程，对进一步模拟及治理城市内涝、城市水污染迁移转化等后续问题提供准确的产流量模拟结果，对城市内涝防治、黑臭水体综合治理、生态修复等城市水问题意义重大。
进一步地，本发明基于城市下垫面空间分布，将城市区域划为了三大类九小类计算单元，不同类别下的计算单元分别采用不同的产流计算模型，克服了传统城市水文模型无法处理复杂下垫面情况的缺点；
进一步地，本发明采用的城市时变增益非线性产流机理，能较为准确地模拟产流量的大小；
进一步地，本发明方法包括气象、水文、数学等领域，涉及多学科交叉融合，模型结构清晰，可以同时为国家城建、水利等相关部门所采用，能够为多部门同时提供更加科学合理的技术和决策支持。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法的计算流程图；
图2为本发明城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法的概念图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1所示的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，包括以下步骤：
步骤1)，基础数据集准备：主要包括城市下垫面类型空间分布数据，降雨观测数据，城市数字地面高程数据、城市行政规划、城市主要管网数据。
步骤2)，计算单元划分：如附图2所示，整个城市时变增益产流模型可以将城市区域划分3大类9小类。其中第一大类为湿地，每一个湿地均为单独的计算单元；第二大类为自然湖泊，每一个自然湖泊均为单独的计算单元；第三大类为汇水片区，汇水片区的划分依据计算区域的行政规划、城市管网分布、城市数字高程信息进行划分。每个汇水片区内可包含以下六小类下垫面类型：不透水面(建筑、硬化道路)，一般透水面(绿地，裸土)，洼蓄(小型洼地)，小型湖泊塘堰(小型人工湖泊)，透水道路(非硬化)，低影响开发措施。其中低影响开发措施包含雨水花园、透水铺砖、植草沟、绿色屋顶、雨水桶和生物滞留池六种措施。
步骤3)，各计算单元产流量计算：以实测降雨序列为各个计算单元的输入数据，分别计算各个单元的产流量。其中，第一类湿地类型中，每个湿度单元分为上、下两层，降雨降至上层后，以一定下渗速率下渗至下层，剩余水量则储存在上层中，当上层水量超过最大蓄水量后，多余的水量作为上层的产流量出流。下层产流量的计算则采用非线性产流计算公式，具体如式(1)所示：
Figure BDA0002682142080000091
其中，g1、g2为产流参数，W为下层含水量，Wm为下层最大持水量，If为下渗量，Rsd为湿地单元下层的产流量。第二类湖泊的产流量的计算方式为当湖泊的蓄水量超过一定的阈值时，根据湖泊的闸坝信息，采用最大抽排流量进行抽排，这部分抽排的水量即作为湖泊的出流量，进入其连接的江河或管道中。第三类汇水片区类型中，每个汇水片区单元的产流量为该汇水片区单元下不同下垫面类型的产流量总和。其中，
(3.1)一般透水面类型采用时变增益产流模型进行产流量计算，计算公式如式(2)所示：
Rp＝[α(S/Sm)βIγ]P (2)；
其中，α、β、γ为三个产流参数，S为土壤蓄水量，Sm为土壤最大蓄水量，I为雨强，P为降雨量，Rp为一般透水面产流量。
(3.2)洼蓄类型的计算模式为洼蓄蓄水量大于最大可蓄水量后产流，计算公式如式(3)所示：
Figure BDA0002682142080000101
其中，Ss为洼蓄蓄水量，Ssmax为洼蓄最大可蓄水量，Rs为洼蓄产流量。
(3.3)不透水面类型的计算公式如式(4)所示：
RC＝ωP (4)；
其中，ω为不透水面产流系数，Rc为不透水面产流量。
(3.4)透水道路类型的计算模式为分为上下两层，上层有降雨后直接产流，扣除产流后的降雨量进入下层，成为下层的蓄水量，当下层蓄水量超过下层蓄水容量后，多余的水量产流进入连接的管道中，计算公式如式(5)所示：
Figure BDA0002682142080000102
其中，μ为表层产流系数，Wd为下层蓄水量，Wdm为下层蓄水容量，Rr1、Rr2分别为上下层产流量。
(3.5)小型湖泊塘堰的计算模式同第二类计算单元自然湖泊的计算模式基本一致，当小型湖泊塘堰的蓄水量超过其蓄水阈值时，通过闸坝抽排得到小型湖泊塘堰的产流量。
(3.6)低影响开发措施中六种措施的产流模式采用类似现有开源模型SWMM模型中的计算方式。其中，雨水桶的产流模式为当雨水桶内的累积雨量超过了雨水桶的最大蓄量后，这部分超过的水量即作为雨水桶的产流量。生物滞留池分为储水层和土壤层两层，储水层下渗水量入土壤层，储水层蓄满后出流，土壤层以固定出流速率出流。透水铺砖的产流模式为自上而下分为地表层、透水层、土壤层三层，地表层与透水层，透水层与土壤层之间以不同的渗透速率进行水量的传送，各层均以不同的出流速率出流。绿色屋顶分为表层和储水层上下两层，表层以固定排水率出流，并通过一定的渗透速率传递至储水层，当储水层的蓄水量超过其排水水量阈值后，开始以固定排水率出流。植草沟分为表层和土壤层上下两层，表层以固定产流系数出流，并以一定渗透速率传递至土壤层，土壤层以固定排水速率排水。雨水花园的产流模式为考虑蓄水池和土壤两部分区域，当蓄水池的蓄水量超过水池区域的阈值蓄水量之后，开始以固定速率抽排蓄水池中的水量。而土壤部分则是采用超渗产流模式，当雨强大于下渗率时产流。
4)计算区域汇流过程计算，计算区域的汇流过程包括两部分，计算单元的地表汇流过程以及管网汇流过程。其中，各个计算单元的地表汇流部分采用曼宁公式计算，通过由3)计算得到的各个计算单元的积水深，计算得到各个单元的地表汇流流量，具体计算公式如式(6)所示：
Figure BDA0002682142080000111
其中，R指对应的计算单元的产流量，n为糙率，S为坡度，Qs代表计算单元的地表汇流量。随后根据计算区域内的管网汇水节点的空间分布，决定各个计算单元的地表汇流的流向，及各个汇水节点对应的计算单元，由此各个汇水节点的入流量为该节点对应的所有计算单元的地表汇流量的总和。计算区域的管网汇流过程根据各个汇水节点的入流量，采用一维水动力方程式(7)，通过动力波模拟的方式，以管网管道中水流的连续方程、动量方程以及管网汇水节点处的水量连续方程作为控制方程，进行演算，由此得到计算区域出口节点处的出流过程。
Figure BDA0002682142080000121
式中，Q为流量，A为过水断面面积，x为流程，t为时间，h为水位，v为流速，i为比降，J为阻力坡度。
综上所述，本发明提出了一种结构清晰、计算简洁的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，通过该模型能实现准确模拟城市地区复杂下垫面情况下的产汇流过程。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基础数据集准备：获取城市数字地面高程数据、城市下垫面类型空间分布数据、城市降雨观测数据、城市行政规划、城市主要管网数据；
S2、计算单元划分：根据城市下垫面类型空间分布数据，将整个计算区域划分为三大类计算单元类型，包括湿地、自然湖泊、汇水片区；
S3、各计算单元产流量计算：以实测降雨序列为各个计算单元的输入数据，分别计算各个计算单元的产流量；
第一类湿地类型中，每个湿度单元分为上、下两层，降雨降至上层后，以一定下渗速率下渗至下层，剩余水量则储存在上层中，当上层水量超过最大蓄水量后，多余的水量作为上层的产流量；
第二类湖泊的产流量的计算方式为当湖泊的蓄水量超过一定的阈值时，根据湖泊的闸坝信息，采用最大抽排流量进行抽排，这部分抽排的水量即作为湖泊的产流量，进入其连接的江河或管道中；
第三类汇水片区类型中，每个汇水片区计算单元的产流量为该汇水片区计算单元下不同下垫面类型的产流量总和；
S4、计算区域汇流过程，包括地表汇流过程以及管网汇流过程，其中，各个计算单元的地表汇流部分采用曼宁公式计算，通过由S3计算得到的各个计算单元的产流量，计算得到各个单元的地表汇流流量；随后根据计算区域内的管网汇水节点的空间分布，决定各个计算单元的地表汇流的流向，及各个汇水节点对应的计算单元，由此各个汇水节点的入流量为该节点对应的所有计算单元的地表汇流量的总和。
2.根据权利要求1中所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：步骤S2中的各种城市下垫面类型中，湿地计算单元的特征为面积大于计算区域总面积的1％，自然湖泊计算单元的特征为湖泊面积大于计算区域总面积的5％，汇水片区划分的主要原则为每一个汇水片区至少有一个主要出口连接至城市主管网，以城市管网分布和下垫面分布为主要参考，以城市管网的汇水点和交接点为主要划分点，再根据城市行政规划和城市数字地面高程数据进行调整。
3.根据权利要求1所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：城市下垫面类型空间分布数据中下垫面类型包含但不仅限于洼地、透水面、不透水面、道路、湖泊、低影响开发措施、绿地、人工湿地，降雨观测数据的时间间隔不超过24小时，城市主要管网数据主要为城市区域主要管网的分布。
4.根据权利要求1所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：每个汇水片区内包含以下六种下垫面类型：洼蓄，透水面，不透水面，透水道路，小型湖泊塘堰，低影响开发措施；其中低影响开发措施包含雨水花园、透水铺砖、植草沟、绿色屋顶、雨水桶和生物滞留池。
5.根据权利要求1所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：第一类湿地类型中，下层产流量的计算则采用非线性产流计算公式，具体如式(1)所示：
Figure FDA0003836319940000021
其中，g1、g2为产流参数，W为下层含水量，Wm为下层最大持水量，If为下渗量，Rsd为湿地单元下层的产流量。
6.根据权利要求3所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：其中，
透水面类型采用时变增益产流模型进行产流量计算，计算公式如式(2)所示：
Rp＝[α(S/Sm)βIγ]P (2)；
其中，α、β、γ为三个产流参数，S为土壤蓄水量，Sm为土壤最大蓄水量，I为雨强，P为降雨量，Rp为一般透水面产流量；
洼蓄类型的计算模式为洼蓄蓄水量大于最大可蓄水量后产流，计算公式如式(3)所示：
Figure FDA0003836319940000031
其中，Ss为洼蓄蓄水量，Ssmax为洼蓄最大可蓄水量，Rs为洼蓄产流量；
不透水面类型的计算公式如式(4)所示：
RC＝ωP (4)；
其中，ω为不透水面产流系数，Rc为不透水面产流量；
透水道路类型的计算模式为分为上下两层，上层有降雨后直接产流，扣除产流后的降雨量进入下层，成为下层的蓄水量，当下层蓄水量超过下层蓄水容量后，多余的水量产流进入连接的管道中，计算公式如式(5)所示：
Figure FDA0003836319940000032
其中，μ为表层产流系数，Wd为下层蓄水量，Wdm为下层蓄水容量，Rr1、Rr2分别为上下层产流量；
小型湖泊塘堰的计算模式同自然湖泊的计算模式基本一致，当小型湖泊塘堰的蓄水量超过其蓄水阈值时，通过闸坝抽排得到小型湖泊塘堰的出流量。
7.根据权利要求3所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：
低影响开发措施中包含六种措施的产流模式，采用类似现有开源模型SWMM模型中的计算方式；其中，雨水桶的产流模式为当雨水桶内的累积雨量超过了雨水桶的最大蓄量后，这部分超过的水量即作为雨水桶的产流量；生物滞留池分为储水层和土壤层两层，储水层下渗水量入土壤层，储水层蓄满后出流，土壤层以固定出流速率出流；透水铺砖的产流模式为自上而下分为地表层、透水层、土壤层三层，地表层与透水层，透水层与土壤层之间以不同的渗透速率进行水量的传送，各层均以不同的出流速率出流；绿色屋顶分为表层和储水层上下两层，表层以固定排水率出流，并通过一定的渗透速率传递至储水层，当储水层的蓄水量超过其排水水量阈值后，开始以固定排水率出流；植草沟分为表层和土壤层上下两层，表层以固定产流系数出流，并以一定渗透速率传递至土壤层，土壤层以固定排水速率排水；雨水花园的产流模式为考虑蓄水池和土壤两部分区域，当蓄水池的蓄水量超过水池区域的阈值蓄水量之后，开始以固定速率抽排蓄水池中的水量；而土壤部分则是采用超渗产流模式，当雨强大于下渗率时产流。
8.根据权利要求1所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：各个计算单元的地表汇流流量的具体计算公式如式(6)所示：
Figure FDA0003836319940000041
其中，R指对应的计算单元的产流量，n为糙率，S为坡度，Qs代表计算单元的地表汇流量。
9.根据权利要求1所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法，其特征在于：
计算区域的管网汇流过程根据各个汇水节点的入流量，采用一维水动力方程式(7)，通过动力波模拟的方式，以管网管道中水流的连续方程、动量方程以及管网汇水节点处的水量连续方程作为控制方程，进行演算，由此得到计算区域出口节点处的出流过程；
Figure FDA0003836319940000051
式中，Q为流量，A为过水断面面积，x为流程，t为时间，h为水位，v为流速，i为比降，J为阻力坡度。
10.一种计算机存储介质，其特征在于：其可被处理器执行，该计算机存储介质内存储有计算机程序，该计算机程序执行权利要求1-7中任一项所述的城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法。
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