城市化對(duì)山區(qū)中小河流洪水特性影響研究.pdf

1、伴隨著城市化發(fā)展，城市中小河流流域下墊面條件發(fā)生重大改變，且區(qū)域內(nèi)氣象環(huán)境變化和人類活動(dòng)加劇的影響，使流域產(chǎn)匯流條件較天然流域發(fā)生較大改變。洪水峰值變大、徑流總量加大、洪水歷時(shí)減少、徑流系數(shù)不斷變大等給城市河道的行洪安全都帶來了巨大的影響，由于山區(qū)特殊的氣候環(huán)境和地形地貌條件，使這種影響更為突出。傳統(tǒng)的水利推理公式和市政暴雨公式對(duì)城市化后中小河流洪水徑流模擬均存在各自的不合理性，故本文通過運(yùn)用SWMM模擬城市化后流域的產(chǎn)匯流變化情況以及

2、出口斷面的設(shè)計(jì)流量，分析城市化對(duì)山區(qū)中小河流洪水特性的影響，為工程設(shè)計(jì)以及相關(guān)研究提供依據(jù)。
　　論文以重慶市巴南區(qū)龍洲灣堰河為研究對(duì)象，城市化后研究區(qū)域下墊面條件及地形地貌均發(fā)生巨大改變，不透水面積比例由20％增加到65％，流域內(nèi)洪水特性發(fā)生了明顯變化。論文采用SWMM模型模擬城市化前后，降雨歷時(shí)為120min，重現(xiàn)期分別為5a、20a、50a、100a條件下產(chǎn)匯流變化情況，得到了城市化前后流域內(nèi)洪水特性的變化規(guī)律。
　　

3、通過模型模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析表明:
　　①在不同的降雨情景以及重現(xiàn)期條件下，流域累積雨量徑流系數(shù)的變化趨勢是:降雨初期，徑流系數(shù)為零，當(dāng)降雨發(fā)生到某一時(shí)刻，累計(jì)雨量才從零逐漸增加，且增大的斜率越來越大，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到峰值，而后慢慢降低。
　?、诮涤曛噩F(xiàn)期對(duì)雨量徑流系數(shù)的影響相對(duì)較小，不同重現(xiàn)期下同一子匯水區(qū)域的徑流系數(shù)相差較小，但用地布局的不同導(dǎo)致下墊面條件的改變，繼而對(duì)流域產(chǎn)匯流情況的影響是巨大的，開發(fā)后流域的蓄滯能力

4、降低、徑流峰值和徑流總量均比天然流域狀況大。
　　③在SWMM模型模擬計(jì)算流域產(chǎn)匯流時(shí)，下墊面要素對(duì)其結(jié)果的影響十分明顯。其中，子匯水區(qū)域的特征寬度、透水性和不透水性粗糙系數(shù)N值即子匯水區(qū)域曼寧系數(shù)對(duì)模型產(chǎn)匯流計(jì)算結(jié)果影響較大，而坡度、不透水面積比、洼蓄值以及Horton下滲條件對(duì)結(jié)果影響的靈敏度相對(duì)較低。
　　筆者還通過運(yùn)用水利推理公式以及市政暴雨強(qiáng)度公式分別計(jì)算研究區(qū)域規(guī)劃建設(shè)后的洪水徑流情況，并與SWMM模擬城市化前后

5、研究區(qū)域區(qū)間洪水值進(jìn)行對(duì)比分析，得到了以下結(jié)論:
　?、偎块T推理公式采用年最大值方法選樣得到對(duì)應(yīng)重現(xiàn)期頻率進(jìn)行暴雨洪水分析，而市政暴雨強(qiáng)度公式則采用非年最大值法即年多個(gè)樣法，其得到的是次頻率。與推理公式相比，市政暴雨強(qiáng)度公式的重現(xiàn)期較低，本文也總結(jié)了它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
　?、谕ㄟ^將推理公式與SWMM模擬城市化后研究區(qū)域區(qū)間洪水值相比較，并分析得出:推理公式主要適用于天然條件下中小流域洪水計(jì)算分析，當(dāng)下墊面發(fā)生巨大變化后