城市雨洪计算是一项极为复杂的课题,它涉及的因素很多。本文仅就城市化后,根据城市小流域不透水面积的增加和排水管(渠)存在的这一特点,采用不稳定流和部分汇流的计算方法,建立了一套较完整的城市雨洪计算公式,最后通过模拟资料验证,该结果是合理的。
目前城市小流域雨洪流量的计算方法有推理公式,SCS和单位线三种方法,其中以推理公式应用的较多。但随着城市建设的发展,不透水复盖面积和排水系统的不断扩大,该公式已不完全适宜用于城市小流域雨洪的计算,这主要是因为现行推理公式推算的基础条件和城市化后的雨
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城市雨洪利用的研究现状与发展方向
城市雨洪利用是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面降水所产生的径流, 采取相应的集、蓄、渗、用、调等措施, 以达到充分利用资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力的目的, 系寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。与缺水地区农村雨水收集利用不同, 城市雨洪利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水, 它还包括减缓城区雨水洪涝, 回补地下水减缓地下水位下降趋势,控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此, 城市雨洪利用是一项多目标综合性技术, 我国在这方面的研究和应用尚处在起步阶段, 需要在全面把握国内外现状的基础上明确方向, 更加深入、系统地开展研究, 为进一步推广应用奠定基础。
研究现状
1.1 国外雨洪利用研究和应用现状
国外对雨洪利用技术的研究已经较为成熟, 基本形成了相应的理论体系和完善的技术措施, 并开发生产出了系列化的设备。特别是在雨洪利用的水文计算方面国外已有一些成熟的模型。雨洪利用管道的计算一般有推理公式法和过程线法。推理公式法的计算精度不易准确把握, 有时计算结果比实测值大1倍。过程线方法计算结果比较准确, 但计算过程复杂, 往往需要借助于计算机完成。英、美等国家较大流域的雨水管渠设计自70年代就使用基于计算机的过程线方法, 开发出了一些适用的计算机模型, 如英国环境部及全国水资源委员会的沃林福特程序(Wallingford Procedure)、美国环境保护署编制的暴雨雨水管理模型SWMM(Storm Water Management Model)、美国陆军工程兵团水文工程中心提出并应用于城市和非城市集水区域的降雨-汇流-水质模型STORM、丹麦水利研究所开发的MOUSE模型、Beven和Kirkby于1979年开发的MOUSE、美国农业部(USDA)开发的SWAT(Soil and Water Assessment)模型、德国DORSCH CONSULT公司设计开发的HydroCAD等等。这些模型为雨洪利用系统的计算和设计提供了有效的工具。德国Geiger 教授在《Neue Wege Fur Das Regenwasser》中详细论述雨水渗透方面的技术。
国外很重视雨洪利用相关技术标准和政策措施的配套, 许多国家和地区已经出台了相应的技术手册、规范和标准。如美国STAFFORD郡的《雨水管理设计手册》、乔治亚州的《雨水管理手册》、北卡罗莱纳州《雨水设计手册》, 维吉尼亚州的《维吉尼亚雨水管理模式条例》等。此外, 国外还制定相应的立法对雨洪利用给予支持, 如美国的克罗拉多州
(1974年)、佛罗里达州(1974年)、宾西法尼亚州(1978年)和维吉尼亚(1999年)分别制定了雨洪管理条例。这些条例规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量必须保持在开发前的水平。所有新开发区(不包括独户住家)必须实行强制的“就地”滞洪蓄水。滞洪设施的最低容量均能控制5a 一遇的暴雨径流。除制定雨洪管理条例外, 联邦和各州还采取了一系列政策, 如使用总税收、发行义务债券、联邦和州给予补贴、联邦贷款和投资分扣方式鼓励人们采用新的雨水处理方法。
由于大面积的应用需求, 国外已经有许多专门的公司研发并生产雨洪利用的专用设备。如德国GEP公司生产雨水利用的存储罐、过滤器和单户雨水利用的集成设备, 荷兰WAVIN公司生产专用雨水口、雨水连接管道、雨水检查井、雨水储存填料, 德国UFT公司生产雨洪利用系统的各种溢流堰和流量控制器。
1.2 我国雨洪利用的研究和应用现状
雨洪利用在我国西部干旱半干旱地区已有广泛的应用, 主要用于集雨灌溉农田和解决居民生活用水,如甘肃的“121雨水集流工程”、宁南山区的“窑窖农业”、陕西的“甘露工程”、山西的“123”工程、内蒙古的“112集雨节水灌溉工程”等。我国城市雨洪利用起步较晚, 在理论与技术方面尚不十分成熟。90年代初, 北京市水利科学研究所等单位在国家自然科学基金的资助下, 开展了“北京市水资源开发利用的关键问题之一——雨洪利用研究”课题的研究。对屋顶——渗井系统和草坪的拦蓄雨洪效果进行了初步研究,提出了一些北京城区雨洪利用的对策和技术措施。但由于技术和经济等方面的原因, 当时未能得到推广应用。从2000年开始, 在中德合作“北京城区雨洪控制与利用技术研究与示范”项目的支持下,北京市进一步开展了对城市雨洪利用的系统研究,初步形成了城市雨洪收集、滞蓄、处理、回用和回灌地下的技术系统, 并建设了总面积60hm2的雨洪利用示范区。在该项目的影响下, 掀起了雨洪利用的研究和应用高潮。2002年, 北京市节约用水办公室资助中国农业大学开展了城市雨洪利用的研究。北京建筑工程学院和北京市节约用水办公室也开展了“北京市城区雨水利用技术研究及雨水渗透扩大实验”项目的研究。天津、上海、深圳等城市也相继开展了雨洪利用的研究和应用。
在雨洪利用的水文模型方面, 国内已建立:①自然流域的水文模型;②城市雨水径流模型(简称CSYJM),把径流分为地表径流和雨水管内汇流2个阶段, 模型包括了降雨、扣损、净雨过程线、雨水口流量过程线和管网汇流等方面, 主要服务于雨水管网的设计、模拟和工况分析;③基于雨水资源化的思想提出了城市雨水资源化径流模型, 主要对其理论计算方法进行了研究。该模型按照径流的形成过程可划分为产流、汇流、调蓄和传输4部分, 通过对调蓄设施进行调蓄计算, 对管网传输系统进行传输计算, 演算出管网内任一断面的水位过程线和流量过程线, 并可以计算出次降雨的雨水资源利用量。该模型可为设计、模拟等提供有效的参数。
在雨水利用的硬件设备方面, 目前透水砖的生产厂家较多, 全国已有1000多家, 但是透水性差别较大。自主研发和生产的其他专用设备极少, 仅少数公司生产一些雨水利用的初期径流弃除器、收集沟槽、渗水雨水口、渗水检查井等。
为促进雨洪利用技术的推广应用, 在2000年12月1日颁布的北京市政府66号令、2003年3月北京市规划委员会和北京市水务局共同制定并发布的《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》、2005年发布的《北京市节约用水办法》和《关于加强建设
项目节约用水设施管理的通知》、北京奥运场馆的《奥运工程设计大纲》等政策或文件中都明确提出了开展雨水利用的要求。
2 城市雨洪利用的研究和发展方向
通过近几年的研究、探索和实践, 人们已经逐渐认识到雨洪利用的重要性和所能得到的经济、社会、生态和环境效益。如何更好、更全面、更深入地发挥它的效益, 还需要在以下方面进一步深入研究。
2.1 不同比尺城市暴雨径流关系模型的研究
现行雨水管道计算的推理公式不考虑下游受水河道水位变化过程及影响, 一般适应于较小范围, 难以从更大范围研究整个城市的排水问题, 因此需要研究不同尺度的城市暴雨径流关系模型。主要研究内容应当包括:人工干预条件下城市不同下垫面的降雨径流关系、不同水平城市化区域的降雨径流关系和采取不同雨洪利用措施后的不同下垫面和区域的降雨径流关系, 城市不同单元类型下垫面(如单个屋顶、小块草坪、停车场等)、不同类型区域(如住宅小区、工厂区、商业区等)的产流和汇流特征, 并建立相应的数学模型;小区降雨径流过程与城市河道雨洪过程的衔接等。
2.2 城市区域雨洪管理与利用系统模型的研究
城市雨洪的产生过程是上下游小区雨水过程、过境雨洪过程、河道调蓄过程的综合结果。进行城市雨洪的综合管理、以实现资源利用与灾害防治的双重目标, 必须研究建立城市区域雨洪管理与利用的系统模型。需要开展的主要研究内容包括:利用集中或分散式以及点、线和面等不同形式入渗设施下渗雨水回补地下水的计算模型;针对住宅小区、商业区、厂矿区等不同类型区域的雨洪收集、滞蓄、调控的数学模型;基于现状城市排水系统的雨洪调度与控制利用的仿真系统模型。
2.3 城市雨洪分散滞蓄与消纳的技术
城市雨洪分散滞蓄与消纳是减少城市河湖雨水排放量、减轻防洪压力的重要手段, 主要包括通过屋顶、透水铺装地面、绿地等滞蓄消纳雨洪。利用屋顶滞蓄和消纳雨洪的方法主要包括屋顶滞蓄和屋顶绿化。屋顶滞蓄是指, 适当增加平屋顶的防渗等级, 并在雨落管上安装限制流量的设备, 当雨水较大超过限制流量时, 可在屋顶滞蓄一段时间, 然后再逐渐排走。因此应当研究这种情况下所要求的屋顶防渗等级、防渗形式、限流方式等。屋顶绿化方面应当研究在满足景观效果的情况下, 屋顶绿化结构层形式对不同频率降雨的外排径流过程影响, 以及在较低屋顶进行绿化利用较高建筑屋顶雨水灌溉该绿地的养护技术。在透水地面方面应当研究在天然降雨情况下不同形式透水地面的入渗、产流规律;透水地面削减径流所需的最低透水性和铺装厚度要求;研究防止透水地面堵塞的技术和利用透水地面减轻城市道路面源污染的技术。
2.4 城市机动车道雨水的利用和清洁排放技术
城市中机动车道所占比例相当大, 但目前的研究都认为其雨水污染严重, 接近生活污水水平, 因此暂时不利用。但是, 当其他地面或屋顶的雨水被收集、截留和利用后, 排入城市河湖的雨水将主要是未经处理的机动车道路雨水, 从而会严重污染河道、影响环境、
破坏生态平衡。因此, 必须研究相应的技术处理机动车道雨水, 使其能够清洁排放或加以利用。主要研究内容包括:机动车道雨水水质变化规律、机动车道雨水快速收集技术、环保型雨水口、利用绿地处理和消纳机动车道雨水技术、融雪剂对机动车道路雨水水质影响及处理技术、生态型入河口处理雨洪污染技术、机动车道雨水滞蓄技术等等。
2.5 雨洪利用配套设备的研发和产业化
目前推广应用雨洪利用技术的一个重要难点就是缺乏专门的配套设备, 因此必需研发并生产诸如雨水收集设备、初期径流弃除设备、雨水过滤设备、雨水净化设备、雨水下渗设备、雨水存储设备、流量控制设备、蓄水池的自动冲洗设备、雨水与再生水联合使用的自动转换设备等等。
2.6 雨洪利用推广应用配套政策研究
需要研究雨洪利用工程的效益计算和效果评估的方法;研究雨洪利用设施的评价方法;研究雨洪利用实施后防洪费减免的具体方法, 鼓励开发商或业主主动出资实施雨洪利用的政策等。
城市雨洪计算是一项极为复杂的课题,它涉及的因素很多。本文仅就城市化后,根据城市小流域不透水面积的增加和排水管(渠)存在的这一特点,采用不稳定流和部分汇流的计算方法,建立了一套较完整的城市雨洪计算公式,最后通过模拟资料验证,该结果是合理的。 目前城市小流域雨洪流量的计算方法有推理公式,SCS和单位线三种方法,其中以推理公式应用的较多。但随着城市建设的发展,不透水复盖面积和排水系统的不断扩大,该公式已不完全适宜用于城市小流域雨洪的计算,这主要是因为现行推理公式推算的基础条件和城市化后的雨 . 城市雨洪利用的研究现状与发展方向 城市雨洪利用是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面降水所产生的径流, 采取相应的集、蓄、渗、用、调等措施, 以达到充分利用资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力的目的, 系寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。与缺水地区农村雨水收集利用不同, 城市雨洪利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水, 它还包括减缓城区雨水洪涝, 回补地下水减缓地下水位下降趋势,控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此, 城市雨洪利用是一项多目标综合性技术, 我国在这方面的研究和应用尚处在起步阶段, 需要在全面把握国内外现状的基础上明确方向, 更加深入、系统地开展研究, 为进一步推广应用奠定基础。 研究现状 1.1 国外雨洪利用研究和应用现状 国外对雨洪利用技术的研究已经较为成熟, 基本形成了相应的理论体系和完善的技术措施, 并开发生产出了系列化的设备。特别是在雨洪利用的水文计算方面国外已有一些成熟的模型。雨洪利用管道的计算一般有推理公式法和过程线法。推理公式法的计算精度不易准确把握, 有时计算结果比实测值大1倍。过程线方法计算结果比较准确, 但计算过程复杂, 往往需要借助于计算机完成。英、美等国家较大流域的雨水管渠设计自70年代就使用基于计算机的过程线方法, 开发出了一些适用的计算机模型, 如英国环境部及全国水资源委员会的沃林福特程序(Wallingford Procedure)、美国环境保护署编制的暴雨雨水管理模型SWMM(Storm Water Management Model)、美国陆军工程兵团水文工程中心提出并应用于城市和非城市集水区域的降雨-汇流-水质模型STORM、丹麦水利研究所开发的MOUSE模型、Beven和Kirkby于1979年开发的MOUSE、美国农业部(USDA)开发的SWAT(Soil and Water Assessment)模型、德国DORSCH CONSULT公司设计开发的HydroCAD等等。这些模型为雨洪利用系统的计算和设计提供了有效的工具。德国Geiger 教授在《Neue Wege Fur Das Regenwasser》中详细论述雨水渗透方面的技术。 国外很重视雨洪利用相关技术标准和政策措施的配套, 许多国家和地区已经出台了相应的技术手册、规范和标准。如美国STAFFORD郡的《雨水管理设计手册》、乔治亚州的《雨水管理手册》、北卡罗莱纳州《雨水设计手册》, 维吉尼亚州的《维吉尼亚雨水管理模式条例》等。此外, 国外还制定相应的立法对雨洪利用给予支持, 如美国的克罗拉多州
第三章调洪计算 3.1调洪计算目的 水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 3.2调洪演算的原理 水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式： t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++112112 1)()( (3-1) 式中t ?—计算时段长度，s ； 1,+t t Q Q —t 时段初、末的入库流量，m 3/s ； 1,+t t q q —t 时段初、末的出库流量，m 3/s ； 1,+t t V V —t 时段初、末水库蓄水量，m 3。 水库泄流方程 ： q =f （V ） (3-2) 用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q ～t ，由起调水位开始，逐时段连续求解(3-1)和(3-2)组成的方程组，从而求得水库出流过程q ～t ，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解(2-1)和(2-2)两个方程，将(3-1)改写为： （V t/△t+q t/2 )+Q-q t= (V t+1/△t)+(q t+1/2 ) (3-3)式中Q—计算时段平均入流量，Q＝(Q t + Q t+1)/2；其他同(3-1) 也就是说，可以事先绘制q~(V/△t)+(q/2 )的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3)的左端各项为已知数，故式(3-3)右端项也可求出，然后根据(V t+1/△t)+(q t+1/2 )的值，通过工作曲线q~(V/△t)+(q/2 )可查出q t+1的值。因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。 3.3调洪计算结果整理 3.3.1调洪演算基本资料 水库特征水位：正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m 积石峡入库洪水过程线见下表： 表2-1积石峡入库洪水过程线
南方地区海绵城市水文模型构建及应用 发表时间：2019-01-02T11:05:56.190Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第27期作者：李简朝1 李凌1 林观祥1 卓镇伟2 唐雄飞3 [导读] 随着近些年来我国经济的迅猛发展，国内城市的建设形式越来越多样，海绵城市建设理念应运而生。 1 中铁房地产集团华南有限公司广东广州 510000 2广州市卓骏节能科技有限公司 3科进香港有限公司摘要：海绵城市，作为一种生态建设，是落实生态文明建设的重要举措，是改善城市水环境、提高城市水安全等多重目标的有效手段。水文模型是进行海绵城市设计以及评估的重要手段。为了对水文模型在南方地区海绵城市建设设计评估方法进行探讨，本文以南方地区某市一个学校的LID改造项目为例，分别从海绵城市水文模型构建过程中划分汇水分区、参数输入、制定指标体系、评估分析几个方面， 阐述了海绵城市水文模型构建及应用的方法，望能为海绵城市的水文模型理论应用发展提供价值。关键词：南方地区；海绵城市；水文模型；构建Construction and Application of Urban Hydrographic Model of Sponge in Southern Region Lijianzhao1 Li Ling1 Lin guanxiang1 Zhuo zhenwei2 Tang xiongfei3 （1 China Railway Real Estate Group South China Co.，Ltd..Guangdong Guangzhou 510，000）Abstract：sponge city，as an ecological construction，is an important measure to implement the construction of ecological civilization，and is an effective means to improve the urban water environment and improve the urban water security.Hydrographic model is an important technical guarantee for the construction of sponge city.In order to improve the pertinence of the construction of sponge city in different regions，this paper takes the LID renovation project of a school in a city in the South as an example，from the aspects of dividing catchment area，parameter input，establishing index system and evaluation and analysis，to expounds the construction and application of sponge city hydrological model，and provides help for the healthy development of the city. Key words：Southern region；Sponge City；Hydrographic models；build 前言 随着近些年来我国经济的迅猛发展，国内城市的建设形式越来越多样，海绵城市建设理念应运而生。目前应用较广泛的雨洪模型可分为水文模型与水力模型两大类。水文模型采用系统分析的方法，将汇水区域中复杂的水文变化概化为“黑箱”或者“灰箱”系统；水力模型以水力学为理论基础，通过联立连续性方程与动量方程模拟水体自身以及水体与河床、管道、污染物等其它介质之间的相互关系。当前国外主流的模型城市雨洪模型的类别繁多，应用较广泛的雨洪模型可分为水文模型与水力模型两大类。现行的雨洪模型多将水文模型与水力模型进行耦合，可用于城市排洪防涝规划，城市市政雨水管网设计以及非点源污染控制等。国外对于相关理论的研究始于 20 世纪 30 年代。进入 20 世纪 60 年代后，计算机技术的蓬勃发展为城市雨洪模型提供了良好的技术保障。据统计，与城市雨洪模拟相关的有40 余种。目前应用较广泛的模型包括 SWMM、HSPF、Inforworks CS、DHI-MIKE、MOUSE。各模型之间各有优势与弊端，SWMM 模型凭借自身操作简单易掌握、运用范围广、包含 LID 模块、模拟误差相对较小、模型源代码均开源等优点在国内外得到广泛应用，国内利用SWMM 模型对雨水花园、过滤带等低影响开发设施的模拟，对学校、住宅小区的水质水量模拟，甚至运用到城市排水管网规划、城市的防洪计算中。据统计，国内与 SWMM 相关的文献达千余篇，研究相对成熟，结合研究区域的实际特情况，因此本文选择 SWMM 作为LID模拟模型。 1建模过程 以水文模型为工具对径流总量控制为目标的项目方案进行评估，其方法及原理主要为按照设计方案构建模型，选用合理的参数、降雨输入模型，进行模拟，统计分析降雨量和径流量，计算得出项目年径流总量控制率。本研究以广西某市的一个学校的LID改造项目为例，进行SWMM模型的构建，具体建模过程如下：（1）划分研究区域的汇水分区、汇水通道、管网系统等；（2）确定LID设计控制目标（例如年降雨总量控制率70%）；（3）设定SWMM模型输入，包括地形、土壤、土地利用、不透水率、坡度等；（4）初步设定不同LID设施可能告知指标及组合并进行模拟，分析是否满足设计目标；（5）调整控制指标，直至满足设计目标，设定过程及末端控制的BMP措施，进行水文模拟；确定最优的LID+BMP组合措施，制定指标体系。 （6）评估LID设施在径流总量和污染物削减方面的功效；（7）评估LID设施在径流峰值方面的削峰作用。 2 设计暴雨 在我国的市政雨水管渠设计中，通常利用暴雨公式选择降雨强度最大的雨作为设计标准。这种降雨的特点是降雨强度大，降雨历时短，降雨面积小。然而，该方法设计简单，但不能综合反映区域的典型降雨特征。该项目组已收集广西某市1957年至2015年的逐日降雨量数据，共59年，先以年最大值法整理历年日降雨数据，再进行重现期暴雨分析。各年最大逐日降雨量如下表1所示。表1：广西某市各年最大单日降雨量列表
? 赵迎春 刘慧敏 什么是城市雨洪 城市雨洪灾害是中国的很多城市发展和管理所面临的巨大挑战之一。所谓城市雨洪，即对城市化地区的降雨产流、管网汇流与河道行洪过程中的径流的统称。城市雨洪管理是针对城市中存在的洪水灾害、水资源短缺、水循环利用和环境优化等问题，全面统筹考虑雨水的资源价值，从简单地排洪发展为雨洪综合利用的现代管理理念。 近年来，随着我国城市化进程的不断加快，人口与城市规模的不断扩张，造成土地利用变化与河网水系的锐减，大面积的城市不透水地面取代了透水良好的林地、农田和湿地，市政排水设施的不健全、规划设计的不合理，导致城市水文循环发生剧烈变化，地表径流量增加，汇流时间缩短，水质恶化，城市雨洪灾害面临日益严峻的形势。城市雨洪灾害频发，如2007年7月17日，重庆遭遇百年一遇暴雨，造成516.79万人受灾和多人死亡；2007年7月18日济南遭特大暴雨袭击，造成数十亿元损失和30多人人死亡；2009年8月，我国29个城市不同程度发生洪涝灾害，数百人死亡和失踪，直接 经济损失711亿元。1996年7月21日北京城区降雨60～100毫米，造成43处渍涝，造成机场高速公路交通中断，延误航班（乘客不能按时到达机场）的事件。 如果暴雨同时伴有大风，则不仅交通局部中断，还可能会造成停电事故。2011年6月23日，在北京的大街上，在一场仅有63毫米的降雨之后，就引发洪灾，两个无辜的外地人竟然被雨水吞入幽暗的管道。2004年7月10日下午15～21时北京地区遭遇了一场10年不遇的局地大暴雨天气。10日下午16时到22时，城八区平均降水量超过70毫米，主城区降雨量最大，自动站观测记录显示，最大降水量达110毫米以上。暴雨造成城区房屋倒塌、人员受伤、部分地区严重积水，东城、西城、崇文、宣武四个内城区道路积水严重。北京市区有41处路段发生交通拥堵，21个路段严重拥堵，尤其是本市主要干线的立交桥下，由于瞬间积水严重，有的立交桥下积水甚至深达2米，至少8处立交桥行车瘫痪。这些只是中国城市雨洪灾害的缩影。除了近年来极端暴雨事件频发的自然原因外， 城市化进程对城市雨洪灾害的影响值得反思。 城市内涝。 漫画/金艳/CFP
国际现代雨洪管理体系的发展及剖析 城市长期高强度开发、扩张模式带来的自然蓄、排系统和水文循环及生物栖息地的显著破坏，导致大量灾难性后果，给我国城市发展和基础设施建设模式敲响了警钟。中国城市雨洪管理正处于关键发展时期，要汲取民间的传统智慧，创造性地吸纳国际现代雨洪管理经验，利用后发优势少走弯路，实现跨越发展。国际上能列举出具有一定代表性和影响力的现代雨洪管理体系有美国的最佳管理措施(BMPs)、低影响开发（LID）、绿色基础设施（GI）、英国的可持续城市排水系统（SUDS）、澳大利亚的水敏感性城市设计（WSUD）等。 美国雨洪管理体系 经历30多年的发展，现可泛指用于径流水质、水量控制的工程性和非工程性措施。20世纪90年代初，马里兰州乔治王子郡环境资源署首次提出LID的理念，旨在从源头避免城市化或场地开发对水环境的负面影响，强调利用小型、分散的生态技术措施来维持或恢复场地开发前水文循环，更加经济、高效、稳定地解决雨水系统综合问题。美国环保局的定义是在新建或改造项目中，结合生态化措施在源头管理雨水径流的理念与方法。实践证明，这些主要针对高频次、小降雨事件的分散型措施一般有很好的环境和经济效益，弥补了传统灰色措施在径流减排、利用和污染控制方面的不足。但它对流域大暴雨事件峰流量控制能力的局限性也显而易见。
美国环保局已开始越来越多地采用绿色基础设施（GSI或GI）的概念。但事实上，笔者认为LID和GI虽有共通之处，但在应用尺度、控制目标、技术范畴等方面还是有显著不同。相对于LID，GI可以包括一些更大规模的设施或方法，如景观水、绿色廊道、大型湿地等，并应用在多尺度场地/区域规划或设计中，控 制不同频率的降雨，替代更多传统排水或灰色调蓄设施的使用，进而更有效地实现暴雨控制，对自然水文条件、生态系统的保护或修复等综合目标。而且，GI 强调与城市规划、景观设计、生态和生物保护、道路交通等学科的结合和跨专业应用，采用较大尺度的生态规划和土地利用规划的方法进行绿色网络系统布局和设施设计，保护与重建至少与灰色基础设施同等重要的自然系统。在雨洪管理方面它要求各专业的大力协作，更广泛地设计雨水塘、湿地、景观水体、滞蓄洪区等自然设施，来维持良性水文循环，保障水环境的健康，同时保护自然物种，改善城市和社区环境质量等，这对于理解GI与LID之间的异同至关重要。 英国可持续排水系统 英国的SUDS是20世纪90年代在借鉴美国BMPS基础上形成并发展起来。国家河流管理局和环保局等认识到在控制地表径流过程中综合考虑水量、水质及生态景观等问题的重要性，也认识到城市排水系统是影响水体水质、生物和生态的关键要素，并开始将可持续设计理念纳入到排水系统规划中来。SUDS最初主要应用在商业公园、高速公路服务区、学校等这些土地所有者可以自主选择排水系统方式的地块。后来在PPG25的推广下，SUDS被定位成可持续发展的一个重要组成，体现在规划层面的需求越来越普遍，不断为城市规划者们所熟悉，应用范围也越来越广。为了更有效地实施SUDS，要求城市开发者尽可能早地考虑使用它，因为这会影响到开发区域土地利用、总体布局和地产营销等方面的决策。它涉及的关键词有：排水系统、水质、洪涝、水资源和生态栖息地。突出的特征还是在“排”的过程中体现可持续性。通过源头、传输和末端处理三类措施形成处理链，即从预防、源头到场地，再到区域的全过程，进行分级削减和控制。其中，处理链各环节对应不同的控制措施和设计方法。主要通过规划过程控制、雨水排放许可监管及建设维护管理三种机制来保障实施，这一点也十分值得我国借鉴。
第1章 调洪演算 1.1 调洪演算 已知正常高水位▽正=128m ，查水库水位库容曲线，可得361044.296m V ?=。 010020030040050060070060 70 80 90 100 110120 130 140 150 160 水位(m) 容积(106m 3) 图 1 - 1 枋洋水库水位库容曲线 1.1.1 确定防洪库容 用枋洋水库入库断面20年一遇洪水流量同倍比法推求“6·9”洪水过程线，以洪峰控制，其放大倍比为095.12119 2320 == = md mp Q Q K 表1-1 计算表格如下所示： )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q 1 23 25 19 318 348 37 530 580 2 51 56 20 454 497 38 417 456 3 132 14 4 21 623 682 39 296 324 4 267 292 22 649 710 40 194 212 5 36 6 400 23 721 789 41 13 7 150 6 412 451 24 694 759 42 99 10 8 7 51 9 568 25 802 877 43 75 82 8 684 748 26 851 931 44 58 63
)(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q 9 953 1043 27 1150 1258 45 45 49 10 1053 1152 28 1711 1872 46 35 38 11 1154 1262 29 2119 2318 47 27 30 12 961 1051 30 1903 2082 48 21 23 13 814 891 31 1673 1830 49 15 16 14 629 688 32 1297 1419 50 9 10 15 475 520 33 1055 1154 51 6 7 16 375 410 34 846 926 52 2 2 17 314 344 35 719 787 53 1 1 18 271 296 36 636 696 54 根据表格数据，绘制6.9洪水过程线： 5 10 15 20 25 30 3540 45 50 5001000150020002500时间t （h) 流量q（m3/s) 图1-2 6.9洪水过程线 1.1.2 求防洪库容和防洪高水位 由正常高水位起调，下游最大安全泄量为500s m /3，调洪计算得防洪库容 361044.296m V ?=正常。见图2-2阴影部分，500s m /3以上面积为防洪库容，经计 算得 = 防V 52.39 3 610m ?，则 ()3661001.3471057.5044.296m V V V ?=?+=+=蓄正常防洪，由水库库容特性曲线得 m Z 5.132=防洪。
基于SWMM模型的城市降雨径流规律及城市雨洪利用控制研究城市化发展极大地改变了流域的气候和下垫面的组成,使流域内降水的时空分布和降雨径流效应发生很大的改变,这些改变与流域的水循环模式、水资源利用、雨洪控制紧密相关,由此带来的是原本天然河道的渠道化,天然河道渠道化又反过来加剧城市化给流域水文效应带来的影响,因此有必要对城市化下的暴雨特性和降雨径流规律进行研究和模拟,探究城市雨洪控制和雨洪资源利用对策。本文以宣州区1953-2013年61年间实测资料为基础,采用线性趋势回归、 Mann-Kendall趋势检验法和滑动平均法,对宛溪河流域年降雨量、汛期雨量等参数的时间序列进行趋势分析；采用双累积曲线法、有序聚类法和非参数M-K突变检验法,对流域年降雨量、汛期雨量等参数的时间序列进行突变点分析；对实测降雨过程资料进行统计,分析各重现期、各降雨历时的暴雨时程分布,为研究城市化下降雨径流效应提供有力的支撑和资料基础。 代表站点降雨序列趋势分析表明,区域城市化、用地性质的改变对长历时、长周期尺度降雨序列影响较小,其影响体现在短历时、短周期降雨序列上。代表站点降雨序列突变点分析表明,降雨突变时间点分别是1990年和2000年,分析结果与城市化进程一致。 暴雨频率和雨型分析表明,50年、20年稀遇暴雨出现年份仍集中在1990年以前,说明城市化扩大对暴雨量级影响较小,其次对暴雨雨型分析可知,研究区暴雨主要是双峰型暴雨。以宣城市宛溪河典型流域作为研究区域,根据实际用地资料、遥感资料和地形地貌资料,对研究区开发前、现状和规划的用地性质进行分析,了解不同时期研究区土地利用格局的变化,并且对研究区现状城市排水分区进行分析,结合天然水文分区划分情况,明确研究区整体汇水、排水区域的划分,
北京城市雨洪控制与利用技术研究与示范 张书函1丁跃元1陈建刚1王美荣2 （1北京市水利科学研究所北京100044；2北京市水文总站北京100039） 【摘要】雨洪利用是减轻北京城市汛期防洪压力、缓解缺水局面的重要措施。北京从2000年 开始系统开展了相关研究，建设了5种类型总面积60ha的6个雨洪利用示范区，建立了雨洪 收集、利用的技术体系和推广应用保障体系。本文对其相关的主要研究成果进行简介，旨在推 动雨洪利用技术的进一步深化和广泛应用。 【关键词】雨洪利用城区示范 随着北京城市化进程的加快，建成区面积不断扩大，从而导致不透水面积大幅度增加，致使相同降雨条件下，径流系数增大，洪峰提前，洪量增大，对城市排水和河道行洪构成巨大的压力，也威胁着首都的城市安全。因此，在国家科技部和德国联邦教研部（BMBF）的支持下，在北京市发改委、北京市科委和北京市水务局的资助下，从2000年开始开展了“北京城区雨洪控制与利用技术研究与示范”项的研究。项目的目标是建立实用的雨洪控制与利用技术体系和推广应用体系，以充分利用雨水，缓解水资源危机、削减洪峰流量，确保首都防洪安全。因此，本项目系统研究了北京城区降雨径流的水质与水量规律、雨洪收集、滞蓄、传输、处理、回用和入渗回补地下水技术、透水砖及地面铺装技术，提出了雨洪利用基本模式和拟定了相关政策和技术规范，建设了5种类型总面积60 hm2的6个雨洪利用试验示范区。项目于2005年2月通过了专家鉴定，结论认为本项目首次对我国城市雨洪利用进行了系统的技术集成示范研究，具有较高的实际应用价值，总体技术达到国际先进水平，对中国城市的雨洪利用具有开创性意义。 1主要科学技术成果 项目分基础性研究、应用性研究和示范推广研究3个层次开展，通过基础研究为应用和示范推广研究提供依据；通过应用性研究形成雨洪控制与利用的技术体系，通过示范推广研究建立推广应用体系。 1.1 基础性研究成果 通过历史资料收集、现场勘探和试验，查清了北京城近郊区的第四系水文地质的地层岩性、分布规律和入渗性能，对表层岩性进行了分区，在此基础上对地下水环境的脆弱性进行了评价和分区，指出了适宜地下水回灌的地区。 以1999年1/5000航空影像资料为底图，利用遥感图像处理技术和GIS软件对规划市区范围内的下垫面类型进行了全面的统计分析，得到了24种不同类型下垫面所占面积及其分布。并通过对不同年代城区下垫面的调查和统计分析，总结了不同年代下垫面的变化规律，为进行城区降雨径流规律分析和雨洪利用总体规划提供了基础资料。
城市雨洪利用及技术 一、引言 水是人类赖以生存的最基本自然资源，是其它任何资源所无法替代的，是工业的血液，城市的命脉。近些年来，随着城市化进程逐步加快，导致诸多城市出现水问题，主要表现在：城市水资源短缺问题严重，干旱灾害时有发生，严重制约社会经济发展；城市下垫面产汇流特征发生改变，城市洪涝灾害问题凸显；城市缺水导致城市生态景观用水被挤占，城市生态环境恶化问题严重，甚至造成一系列地质灾害。面对这一系列问题，人们将目光转向了雨洪资源。 二、城市雨洪利用的概念 雨，即降水，尤其是暴雨。我国位于亚洲季风气候区，季风气候决定了我国雨季年内的高度集中。每当夏季风北上，西南、东南暖湿气流与西风带系统冷空气相遇，或者有台风影响，往往会产生强度很大的暴雨。 洪，即洪水，尤其是平原区洪水。我国不仅年内降水高度集中，而且西高东低，平原中的平地大多位于江河洪水位以下，是洪水、洪灾易发区。滨海地区由于海平面以上地面沉降，又加剧了洪水位抬高，增加了洪水、洪灾发生的机率。而二者就属于雨洪资源。但是暴雨和洪水又都属于弃水。弃水，指的是具有足够数量和可用的质量，不能或不可能在某一地点为满足某种用途而被利用的自然水。 [1]所谓，城市雨洪利用，就是要合理利用城市暴雨、洪水，具体说来就是调整城市雨洪在时间和空间上的分布，通过收集拦蓄，存储净化、调配利用等措施，将弃水变为益水，变灾害为资源的过程。[2]城市雨洪利用是一种多目标的综合性技术，城市雨洪的利用不仅提高水资源利用率，更具有减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等意义。 三、城市雨洪利用的发展状况 1、国外发展情况 近20年来，由于全球范围内水资源紧缺和暴雨洪水灾害频繁，美国、加拿大、默西哥、德国、印度、土耳其、必色列、日本、泰国、苏丹等40多个国家相继开展了雨洪利用的研究与实践，并召开过10届国际雨洪利用大会。[3]其中，德、日、美等经济发达、城市化进程发展较快的国家，将城市雨洪利用作为解决
**铁矿尾矿库调洪演算 一、排洪设施 尾矿库采用塔—管式排洪系统，现使用？#溢流塔，塔底与排水管相连接，溢流塔采用了框架式结构，塔内直径2.5m，每块叠梁高300mm，厚100mm，排水管直墙断面尺寸为0.8×1.0m。目前？#溢流塔和排水管质量较好，排水管出水清澈，运行效果良好。 二、调洪库容计算 *尾矿库属四等尾矿库，依规定： （1）沉积滩的最小安全超高h =0.5m； （2）最小干滩长度应L =50m； （3）最小干滩长度不应小于坝体高度（坝高L 1 =59m）。 因为尾矿沉积滩的平均坡度α=1.5%，L 1×α=0.732m＞h ，所以我尾矿库需要最小安全 超高h 1 =---m。 尾矿库现状： （1）沉积滩顶标高H =398.3m； （2）水面标高H 1 =395.7m； （3）2#溢流塔叠梁上沿标高H 2 =395.9m。 最高洪水位H 3= H - h 1 =397.568m, 调洪幅度ΔH= H 3 - H 2 =1.668m。 查尾矿库库容曲线，可知调洪幅度ΔH对应调洪库容V =38.88万m3，而200年一遇24
小时洪水流量为10.58万m3，即在目前情况下，该库调洪库容均大于24小时一次洪水流量。因此，目前尾矿库的调洪库容满足要求。 三、泄洪能力复核 按照规范要求，只要24小时一次洪水量能在72小时内排空，该库就能满足200年一遇洪水的调洪高度要求。下面即对一次洪水的排空时间进行计算。 根据冶金设计研究院计算压力流泄流计算：Q=u×Fx×(2gH)1/2 式中：Fx-----隧洞出口断面积，Fx=0.8 m2 u-----压力泄流的流量系数，u=0.6 g------重力g=9.8m/s2 H----库水位与隧洞出口断面中心之间高差，单位米，H=45.0m。 Q=0.6×0.8×(2×9.8×45)1/2=16.04m3/s。 洪水总量泄洪时间为：10.58×10000÷16.04÷3600=1.83小时 计算结果表明，排空200年一遇24小时一次洪水总量需 1.83小时，即实际排洪时间远小于72小时。因此，该库现状能满足200年一遇洪水的调洪要求。
水库调洪演算试算法 一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位；其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积（即静库容）。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++1121121)()( （3-1） 式中： t ?——计算时段长度（s ）； 1,+t t Q Q ——t 时段初、末的入库流量（m 3/s ）； 1,+t t q q ——t 时段初、末的出库流量（m 3 /s ）； 1,+t t V V ——t 时段初、末水库蓄水量（m 3 ）。 当已知水库入库洪水过程线时，1,+t t Q Q 均为已知；t t q V ,则是计算时段t 开始的初始条件。于是，式中仅11,++t t q V 为未知数。必须配合水库泄流方程q =f （V ）与上式联立求解11,++t t q V 的值。当水库同时为兴利用水而泄放流量时，水库泄流量应计入这部分兴利泄流量。假设暂不计及自水库取水的兴利部门泄向下游的流量，若泄洪建筑物为无闸门表面溢洪道，则下泄流量q 的计算公式为: 1 11 2gh mBh q ε= （3-2） 式中： ε 侧收缩系数； m 流量系数； B 溢洪道宽； h 1 堰上水头。 若为孔口出流，则泄流公式为： 2 2 2gh q μω= （3-3） 式中： μ 孔口出流系数； ω 孔口出流面积； h 2 孔口中心水头。 由式（3-2）或（3-3）所反映泄流量q 与泄洪建筑物水头h 的函数关系可转换为泄流量q 与库水位Z 的关系曲线q ＝f （Z ）。借助于水库容积特性V ＝f （Z ）,
近些年来，随着城市化进程逐步加快，导致诸多城市出现水问题，主要表现在：城市水资源短缺问题严重，干旱灾害时有发生，严重制约社会经济发展；城市下垫面产汇流特征发生改变，城市洪涝灾害问题凸显；城市缺水导致城市生态景观用水被挤占，城市生态环境恶化问题严重，甚至造成一系列地质灾害。面对这一系列问题，人们将目光转向了雨洪资源。 雨洪资源指的是在自然条件下，大气降雨降落到地面后，超过城市下垫面自然消化能力的那部分雨水。由于这部分雨水容易形成地表径流，是一种致灾因子，因此称之为雨洪。对于这部分雨水，传统上一直采取的是尽快排走的办法。但值得注意的是，这部分雨量同时又是一种非常宝贵的可再生资源。在城市水资源严重短缺的今天，充分有效地利用好雨洪资源，不但能够有效缓解城市水资源短缺危机，还能减轻城市防洪压力，可谓一举数得。 二战后，全世界进入第三次产业革命，城市的数量和规模都在不断扩大，人口高度集中。随着城市工业用水、居民生活用水量不断增加，地下水资源量锐减，城市水资源短缺问题引起了各界的广泛关注。城市雨洪资源利用大致可分为4个阶段。 第一阶段主要以地面截留、自然下渗回补地下水为主。通过城市天然水体涵蓄雨水或通过树林、草地等天然透水层下渗补给地下水。为了更多地截留雨洪资源，人们想出了一系列办法。例如这个时期日本在建设绿地的时候，采用下凹式的方法，即将绿地低于周围地面适当深度，使得周围地面的地表径流流入绿地下渗。这种 措施能够有效消纳自身和相同面积不透水地面流入的雨水，涵蓄更多的雨水资源。另外日本还充分利用有限的地上空间，将操场、绿地、公园、花坛、楼间空地的地面高程降低，在遭遇较大降雨时可蓄滞雨洪，雨水排出后再尽快恢复正常使用。随后，日本又在一些城市中修建了雨水入渗设施，包括渗井、渗沟、渗池等。这些设施可以将硬化路面产生的地表径流收集起来，回补地下。美国的一些城市将入渗池和回灌井结合起来。在入渗池下面，水平铺设多孔波纹塑料管，然后与入渗池末端的水泥管相连，雨水经土壤过滤后自流注入回灌井。这种将水平入渗和垂直入渗相结合的方法，防止了回灌井淤堵，提高了回灌能力。 第二个阶段主要以蓄水为主。这个时期，由于城市水资源缺乏，城市雨洪利用的目的转向蓄积雨水，作为城市生产生活用水和城市生态用水。这个阶段日本在许多大城市修建了地下储水系统。如大阪市建造了隧洞式地下防洪调节池，这些地下隧道直径十余米，长度达十余公里，可蓄水112万m 3。名古屋市则修建了方形地下蓄洪池，可容纳洪水10万m 3。美国的芝加哥等大都市也相继建造了地下隧道蓄水系统,用以解决城市防洪和雨水利用问题。 另外，这个时期香港通过转移城区雨洪的方式，实现“城中集雨城外存”的设想。20世纪60年代，香港政府相继在海湾筑坝修建了船湾水库和万宜水库，两库容共达5.11亿m 3。香港在这两个水库的基础上，实行分流域引水，水库分水岭外的地表水通过集雨渠道大部分可以靠重力引入水库，小部分通过低地间接集雨区抽水站抽水进入水库。这种方法可以最大限度地储存雨洪资源，减少地表径流，综合发挥水库的资源型优势。 第三个阶段主要依靠社区、建筑物集雨。随着科技的发展和人们节水意识的增强，许多国家开始探索利用 城市雨洪利用技术综述 孙德威 （中国水利水电科学研究院，北京100038） 摘要：目前城市水资源短缺已成为制约中国社会经济发展的重要影响因素，科学合理地利用雨洪资源是缓解城市水危机的重要途径。在参考国内外城市雨洪资源利用经验的基础上，对我国城市雨洪资源利用技术方法进行了评价，并针对中国城市雨洪资源利用的不足，结合实际提出适合中国国情的城市雨洪资源利用方法。关键词：水危机；雨洪资源化；利用技术；启示 收稿日期：2009-11-04 作者简介：孙德威（1984-），男。 1城市雨洪资源利用背景 2国外城市雨洪利用技术发展过程 减灾技术 32
1 国内外雨洪资源利用的发展历程 王林威 1.1 雨洪资源利用的意义及必要性 1.1.1水资源短缺 中国水资源总量丰富，除地表水和地下水相互转化的重复量，我国水资源总量为2.8万亿立方米，但人均水资源量仅为2200m3 ,仅相当于世界人均水资源占有量的四分之一，位列世界第一百二十一位，是联合国认定的“水资源紧缺”国家。扣除难以利用的洪水径流以及散布于偏远山区的地下水，实际能利用的淡水资源非常有限，仅仅为1100m3,按此推算，人均可利用量只有900m3。而且水资源时空分配不均衡，北方地区拥有占全国43.2%的人口和58.3%的耕地面积，但其水资源占有量仅为全国的14.7%。这大大阻碍了国民经济的发展和人民生活水平的提高。降水水资源补充的最重要途径，我国大部分地区尤其是北方地区降水受季节性影响较大，大部分降雨集中在汛期，甚至是汛期的几场大暴雨中。这使得大部分的水资源白白流入大海，没有得到充分利用，而在非汛期经常出现旱灾，形成旱涝交替的局面。水资源短缺与洪水泛滥形成鲜明的对比，抗旱与防洪之间的矛盾越来越明显，造成了水资源与经济发展的需求不相适应，导致国民经济发展受到了水资源条件的限制，中国洪水年平均造成的损失是国内生产总值的1％，而由于水资源短缺造成的经济损失则达到国内生产总值的1．7％。因此我们必须扭转治水思路，善待洪水，充分利用雨洪资源，这将是解决我国日益短缺水资源的一项重要举措，将带来巨大的经济效益和社会效益。 1.1.2城市化进程加快，城市水问题日益突出 随着城市化进程的不断加快，城市规模不断扩大，城市人口膨胀，城市生活用水、工业用水和生态用水大幅度增加，不仅导致了城市用水与农业用水的矛盾，同时也加重了地下水的负担，许多城市不同程度的出现地下漏斗。以长三角地区为例地下水资源被过度开采，地面沉降对长三角地区造成的直接和间接损失已经达到3150亿元。不仅如此，目前很多城市的资源出现严重污染，水资源量的不足和水质的恶化，已成为许多城市面对的突出问题城市。在全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足的问题，其中缺水比较严重的城市有110个，全国城市缺水年总量达60亿立方米。与此同时，每年各个城市有许多的雨洪资源白白流失，有的甚至形成洪水，危害人民的正常生活，造成大量经济损失。以沈阳为例，沈阳市降雨主要集中在7—9月，占全年的70%以上，有利于收集利用，市中心城区雨洪资源可利用量约1．22亿m3，通过植被浅沟、下凹式绿地、人工雨水湿地等生态手段对雨水进行净化贮存，可以补充地下水和河湖生态用水的同时，减少新鲜水的使用，对于改善沈阳市的水生态环境有着及其重要的作用。南方城市也不容乐观，。湖南省省内气候属亚热带冷暖气团交汇地带。境内雨量丰沛，多年平均降雨量在(1200—1700)mm之间。省会长沙市虽然有湘江从南向北穿越而过，但仍然是个资源性缺水、污染型缺水、供水不足型缺水三者皆有的缺水型城市。据《湖南省水资源开发利用现状分析报告》预测：到2015年，长沙市在一般干旱年，缺水率将达21，9％；特殊干旱年，缺水率可达28．3％，用水形势十分严峻。 1.1.3雨洪资源利用的可行性
计算书 1设计依据 1.1工程等别及建筑物级别 1.1.1根据枢纽的任务确定枢纽组成建筑物 由于大华桥工程主要任务为发电，兼有防洪等功能，故需的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站。为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。 1.1.2确定工程等别及建筑物等级 表2.1 水利水电枢纽工程的分等指标 工程等别工程规模 分等指标 水库总库容 （亿米3） 防洪 灌溉面积 （万亩） 水电站 装机容量 （万千瓦）保护城镇及工矿区 保护农田面积 （万亩） 一大（1）型>10 特别重要城市、工矿区>500 >150 >120 二大（2）型10～1 重要城市、工矿区500~100 150~50 120～30 三中型1～0.1中等城市、工矿区100~30 50~5 30～5四小（1）型0.1～0.01 一般城镇、工矿区30~5 5~0.5 5~1 五小（2）型0.01～0.001 <5 <0.5 <1 表2.2 永久性水工建筑物的级别 工程等级主要建筑物次要建筑物 Ⅰ 1 3 Ⅱ 2 3 Ⅲ 3 4 Ⅳ 4 5 Ⅴ 5 5 根据表2.1和表2.2（参照~~~规范） 已知条件：正常蓄水位1477m，相应库容2.93亿3 m，调节库容0.41亿3m，具有 周调节性能，电站总装机容量900MW (225MW×4)，年发电量40.7亿kW?h，按表2-1知水库属Ⅱ等大（2）型工程，查 表2-2知主要建筑物拦河坝、溢流堰、排
沙底孔为2级建筑物，相应的次要建筑物等级为3级，则引水道、消能防冲、导流墙、挡土 墙为3级，厂房按装机也属3级，导流围堰、明渠等临时建筑物为4级。 1.2洪水标准 根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。 表2.3 山区、丘陵区水利水电永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）] 项目 水工建筑物级别 1 2 3 4 5 设计1000~500 500~100 100~50 50~30 30~20 校核 土石坝10000~5000 5000~2000 2000~1000 1000~300 300~200 混凝土坝、 浆砌石坝 5000~2000 2000~1000 1000~500 500~200 200~100 由表2.3知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。 1.3主要技术规范 [1]华东水利学院.水工设计手册:混凝土坝[M].北京:水利电力出版 社,1987. [2]华东水利学院.水工设计手册:泄水与过坝建筑物[M].北京：水利电力出 版社,1987. [3]林继镛.水工建筑物(第5版)[M].北京：国水利水电出版社,2010 [4]混凝土重力坝设计规范,SL319-2005,2005. [5]水工建筑物荷载设计规范,DL5077-1997,1997. [6]水工建筑物荷载设计规范（DL5077-1997） [7]水利水电工程制图标准（SL73-95） [8]吴媚玲.水工设计图集[M].北京：水利电力出版社,1995. [9]胡明,沈长松.水利水电工程专业毕业设计指南(第二版) [M].北京:水利水电出 版社,2010.
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2018, 7(2), 182-189 Published Online April 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/061746540.html,/journal/jwrr https://https://www.doczj.com/doc/061746540.html,/10.12677/jwrr.2018.72020 Urban Storm Water Modeling and Analysis Based on SWMM LID Modules Jie Liu1,2, Xiang Zhang1, Hua Chen1, Yuqiong Li3, Qiang Zeng3 1State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan Hubei 2School of Architecture and Civil Engineering, Chengdu University, Chengdu Sichuan 3Chengdu Engineering Corporation Limited, Power China, Chengdu Sichuan Received: Feb. 22nd, 2018; accepted: Mar. 6th, 2018; published: Mar. 13th, 2018 Abstract The urban green garden department and its surrounding areas in Jinniu District, Chengdu city were se-lected as the study area. The SWMM (Storm Water Management Model) was used to simulate the dis- charge hydrographs at the outlets of the drainage system when the study area encountered design storm with different return periods under current situation and LID (Low Impact Development) applied situa-tion. The results were then analyzed to estimate the reduction effects of sponge city with LID measures on urban storm flood. The results show that LID measures can effectively reduce urban storm flood, and the reduction effects are more obvious when the return period of design storm is smaller, which will provide reference for the application of LID measures in the urban storm floodcontrol. Keywords Urban Storm Flood Control, LID, SWMM 基于SWMM低影响开发模块的 城市雨洪模拟与分析 刘洁1,2，张翔1，陈华1，李玉琼3，曾强3 1武汉大学，水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 2成都大学建筑与土木工程学院，四川成都 3中国建设集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 收稿日期：2018年2月22日；录用日期：2018年3月6日；发布日期：2018年3月13日 作者简介：刘洁(1983.06-)，江西省景德镇市人，副教授，研究方向城市水文，城市水环境。