水環(huán)境風險主要指水質(zhì)以及洪澇對于社會經(jīng)濟生態(tài)系統(tǒng)的不利負中國開放的前沿陣地，水平高，進程快，水系發(fā)達，過茅洲河流域水污染綜合整治方案提出了水安全保障和水質(zhì)改善兩個方面的(1)100(2)502215cm；(3)30%綿城市建設(shè)標準即70%%(1)茅洲河干流近期消除黑臭，即在0.25米以上(要達到這個懸浮物濃度在15mg/L以下)，溶解氧在2mg/L以上，氨氮在8mg/L以下；(2)茅洲河干流遠期達到Ⅴ類水，即懸浮物濃度在以下，總磷在0.4mg/L以下。100年、50年、20年一遇暴17宗水庫水位以及建成區(qū)洪澇受災(zāi)區(qū)域，評估洪澇強度和風險。構(gòu)建地表考慮污染物降解和平移擴散水質(zhì)模型(COD污染物的非穩(wěn)態(tài)混合衰減累積流量模式等)，采用差分解法，模擬河干流從上游到中游12公里長截流箱涵工程、濕地凈化工程、70~90%的建成區(qū)實現(xiàn)截污納管、雨污分流部分或、光明污水處理廠改造提升工程、公明污水處理研究中使用的模擬軟件包括，ArcGIS10.1，ENVI5.1，SWMM5.0。研究中使用對現(xiàn)有的年份與人口數(shù)據(jù)作基于最小二乘法的擬合，并對未（DEM系統(tǒng)，針對我們不同情景模式，對茅洲河流域光明片區(qū)的水環(huán)境綜合整治方案可行進行評估。結(jié)果表明：(1)1005.67m，在8m50年重現(xiàn)期下超出假設(shè)88%50年的設(shè)計暴雨為例，各區(qū)域的最大積水時長為公明大凼區(qū)域和木墩東坑區(qū)域，均4.16小時，最小生態(tài)需水，有斷流干涸風險。(2)現(xiàn)有的截排式排水系統(tǒng)在旱季，經(jīng)由箱涵進2012小時的水量已經(jīng)超出污水處理廠的設(shè)計處理規(guī)模，洲河干流達到V類水質(zhì)的目標要求，每年的最大河流污染物容量為COD10178.70噸，TP143.13噸，TN406.26噸，在現(xiàn)有的截排模式下，TP的排放量均在最大負荷之下，CODTN2020年無法V類水要求。在雨污分流情景下，TP排放量不超容，CODTN均超57.34%COD議低影響開發(fā)比例設(shè)置在10%左右。研究背 研究區(qū)選擇和區(qū)域概 雨污分流與大截排情景對比分 市茅洲河流域水環(huán)境綜合整治技術(shù)方案簡述 技術(shù)方案擬定的水安全整治工 技術(shù)方案擬定的水環(huán)境治理工 科學問題的提 水安全治理工程模 問題重 模型假設(shè).............................................................................. 符號說 問題分 降雨歷程模擬............................................. 地表徑流量的演 地面匯流量的演算........ 匯流量計算 模型的建立與求 問題一：對現(xiàn)有防洪設(shè)施是否滿足防洪標準的分 問題 對當前設(shè)計暴雨量是否滿足內(nèi)澇設(shè)計標準的分 問題三：對上游生態(tài)需水量的分 水環(huán)境治理工程模 問題重 模型假 符號說 問題分 地表沖刷量計 人口預(yù)測模 模型的建立與求 1.問題一：假設(shè)情景下雨水直排所產(chǎn)生的污染物量在各段的排污量值問題二：在2020年前生活污水的產(chǎn)生 問題三：2020年前生活污水合雨水對污水處理廠造成的負荷的分析 問題四：雨水污染物的分段控制的分 小 海綿城市的低影響開發(fā)（LID）情景分 模型評價與改 結(jié)論與建 參考文 附錄1：芝加哥暴雨模 附錄2：地表徑流模 附錄3：地面匯流模 附錄 匯流模 附錄5：地表污染物積累模型 附錄6：地表污染物沖刷模型 附錄7：污染物混合一階衰減模 附錄8：面源污染物擴散模 附錄9：茅洲河流域各河道典型斷面設(shè)計洪水成 附錄 市1985—2014年年末常住人 附錄11：地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目標準限 研究背景研究區(qū)選擇和區(qū)域概述266.85km277.38km2。研究區(qū)選區(qū)茅洲河流域在光明片區(qū)的范圍，總面積146.14km2，區(qū)位圖如圖1-1所示。圖1-2所示。圖1-1 市茅洲河流域光明片區(qū)區(qū)位圖 圖1-2 研究區(qū)域水系圖235（如圖1-3所示其按照所處支流的匯水范圍進行分組（如圖1-4所示村木墩匯水區(qū)。匯水區(qū)域分組與子匯水區(qū)域編號對應(yīng)如表1-1所示。圖1- 子匯水區(qū)域編號圖1- 匯水區(qū)域分組表1- 匯水區(qū)域分組與子匯水區(qū)域編號對應(yīng)情1 、232、2 3、、、、、、、、、99、100 4 177、179、186、188、5、、、 6、、、、、、、、、99、100 7、、、、、、、、、50、52、、、、、、、、、72、73、、、、、、、、、89、9095、97、99、100、8、 、 、43、、、、、、、、、70、969、、、、、、、、、、、、、32、33、、、、、、、、、54、66 、 9條支流、4條排洪渠雨污分流與大截排情景對比分析雨污分流與大截排的系統(tǒng)概化圖見1-51-6。雨污分流情景下，雨污管圖1-5“”——雨污“分流”系統(tǒng)流程圖1-6“截排”——雨污“合流”系統(tǒng)流程圖市茅洲河流域水環(huán)境綜合整治技術(shù)方案簡述技術(shù)方案擬定的水安全整治工程9整個流域范圍內(nèi)主要排洪渠綜合整治工程，含《xx水務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)xx湖綜合利用開發(fā)工程智慧水務(wù)綜合管理平臺技術(shù)方案擬定的水環(huán)境治理工程雨污水分流建設(shè)工程未覆蓋污水區(qū)域工程及分散污水處理設(shè)施工程科學問題的提出城市建成區(qū)是否被淹？是否滿足實施方案中水安全目標？如果實施方案212公里長截流箱涵工程、濕地凈化工程、70~90%的建成區(qū)實現(xiàn)截污納管、雨污分流部分或、光明污水處理廠V類水水安全治理工程模型問題重述1966.6mm144d9d，大暴雨日數(shù)2.2d。近年來，每逢下雨，就會出現(xiàn)“小雨小淹、大雨大淹”，以及關(guān)外逢暴澇信息，掌握內(nèi)澇發(fā)生的分布特征及風險大小等信息。研究區(qū)域的水安全治理工程主要包括防洪、排澇、排水三部分，片區(qū)由1水和污水亂接現(xiàn)象嚴重，未形成完整的排污體系。10020-50年20205050年一遇的暴雨，不超過15cm；模型假設(shè)慮因素對產(chǎn)匯流的影響。）（在實際情況中，出口處的地表徑流的速度是變速運動，因此出流量Q是與t設(shè)地表徑流為均勻流，Q值即為常數(shù)，方便列式計算。）符號說明AabENgHmhImnnr㎡㎡㎡vW㎡ym問題分析降雨歷程模擬度基礎(chǔ)為：

i t

（2- a bib

tb

（2- aia

1

（2-ta1 其中，a1min設(shè)計降雨量（mm，b為降（minn峰后下降段的瞬時暴雨強度，tb，ta分別表示峰前和峰后的時間，r為雨峰系數(shù)，a，b，n由上述計算得到不同重現(xiàn)期P＝、、的暴雨強度歷程表（見2-1不同重現(xiàn)期下暴雨強度歷程表50002-12-1所示。由圖可知，一次降雨過程中，重現(xiàn)期P為、、時的雨峰值一致，均在74.88min時，整個降雨過程的2/5段，趨勢相似圖2- 暴雨強度歷程圖（P＝、 地表徑流量的演算由子匯水區(qū)域的總徑流量Rv計算[2]（詳見附錄I0.2ARIESIAS

（2-

I1面積，I為降雨量(mm)，E為蒸發(fā)量(mm)，A為洼蓄量(mm)，A0為潛在洼蓄量，2-2表2- 不同重現(xiàn)期下各匯水區(qū)地表徑流面積地表徑流量（萬噸82地面匯流量的演算 1.49 a i* 1yy3h （2-a S Q

yya3hn

（2-量(A)，h為匯水子區(qū)域坡度(m/m)，y為地表徑流的平均水深(m)，i*(mm/min)為P=20時第1個匯水區(qū)的地面匯流量Q(t)函數(shù)圖。圖2- P＝20時第1個子匯水區(qū)函數(shù)122-3表2- 不同重現(xiàn)期下各匯水區(qū)12小時地面匯流總地面匯流總量（萬噸2.4.4.匯流量計Q2vWv2WgWHgWF （2-f v(m/min)為管道平均流速，W(m2)為過水斷面面積，g為重力加速度，取9.8m/s，H(m)為靜水壓頭（靜止液體對相鄰接觸面所作用的壓力，1Mpa＝100m，F(xiàn)f為摩擦阻力，計算得到圖1-3中的235個子匯水區(qū)的匯流量，如圖2-2所示即為P=20時第1個匯水區(qū)的匯流量Q(t)函數(shù)圖。圖2- P＝20時第1個子匯水區(qū)函數(shù)通過累積12小時計算出各區(qū)域匯流總量，如表2-4所示。表2-4 不同重現(xiàn)期下各匯水區(qū)匯流總量匯流總量（萬噸模型的建立與求解問題一：對現(xiàn)有防洪設(shè)施是否滿足防洪標準的分析為了模擬主河道的防洪情況，根據(jù)天然匯水區(qū)（第10區(qū)）以及水庫地理位河道概化為明渠，選擇其中東坑水作為碧眼水庫的出流支流，模型概化如圖2-6圖2- 大面積匯水區(qū)模型概化2-520年河道水位情況2-650年河道水位情況據(jù)市水務(wù)局建成或基本建成水庫-庫容特性表設(shè)置，計算得到各水庫函數(shù)曲Hmax8H04米，也就是說當干流水8mHmax4H02米，也就是說當支流水深超過4m是河水會溢出。20年、50年、100年的降雨時序序列進行演算。2-7顯示了在暴雨強度接近峰值時河道水位的具體情況，其中深藍色表示管2-7100年河道水位情3m3-4m4-5m，黃色表示管段深度在5-6m，紅色表示管段深度大于6m。以上三張圖并結(jié)合圖例，可以觀察得出結(jié)論，在假設(shè)的最大水深范圍內(nèi)，茅洲河流域河道對三種不同重現(xiàn)期下的降水情況均具有良好的抗洪能力，并且主河道能夠承受百年一遇的暴雨。表2-5所示：表2- 干流和支流水位流量統(tǒng)計（年量（萬噸1343洪峰流量%%M-洪峰流量%%M-M-M-M-M-M-xxM-xxM-Y-Y-D-D-D-表2-6為題目后續(xù)研究給出的茅洲河流域各河道典型斷面設(shè)計洪水成果數(shù)據(jù)，將我們的計算結(jié)果（表2-5）與表2-6的設(shè)計洪水成果做對比，得到的對比結(jié)果如表2-7所示。表2- 各河段與設(shè)計洪水成果比較結(jié)最大設(shè)計洪峰流量（m3/s最大模擬流量（m3/s32992020年能夠達到干流百年一遇的防洪標準，支流河道達到20~50年一遇防洪標準。50年的情況下會發(fā)上溢流。同時，由于監(jiān)測點數(shù)量的限制且無法正確與所給斷面匹配，故結(jié)合各河流的設(shè)計洪峰流足20～50年一遇防洪標準。問題二：對當前設(shè)計暴雨量是否滿足內(nèi)澇設(shè)計標準的分析10個匯20年，50年，100年的降雨時序序列進行模擬，鵝頸玉田匯水區(qū)模型概化圖如圖2-8所示。2-8鵝頸玉田匯水區(qū)模型概化圖經(jīng)過SWMMH軟件計算后，得出地表徑流連續(xù)性誤差-0.21%，流量演算（，其中0.8m的節(jié)點深度（管段深度0.8－1.2m的節(jié)點深度（0.8－1.0m的管段深度1.2－1.4m的節(jié)點深度（1.0－1.2m的管段深度1.4－2.0m的節(jié)點深度（1.2－1.4m的管段深度，紅色表圖2- 鵝頸玉田匯水區(qū)20年重現(xiàn)期模擬情2-10鵝頸玉田匯水區(qū)50年重現(xiàn)期模擬情2-11鵝頸玉田匯水區(qū)20年重現(xiàn)期模擬情2-8所示。表2- 鵝頸玉田匯水區(qū)內(nèi)澇情況統(tǒng)計2050100顯然，各匯水區(qū)所淹沒的面積比例大約都在65%-88%之間，淹沒的范圍比圖2- 玉田東坑集水區(qū)淹沒面積和淹沒體積示意況如圖2-12所示。間[6]50年一遇的情形下，各匯水區(qū)從降雨開始起計算的最大積水SWMMH軟P＝50時各節(jié)點洪流最大積水時間，2-13為一個最大時間圖2- 時各節(jié)點洪流最大積水時最大積水時間表2-9 P＝50時最大積水時間50248482020問題三：對上游生態(tài)需水量的分析2-10部分支流生態(tài)補水量足支流最小需水量的河流流速為0.12m/s，最小水深為0.5m，計算得出支流的最小需水量為1075萬噸。2-10部分支流生態(tài)補水量，西田水、新坡頭水、鵝頸水已經(jīng)能滿足水環(huán)境治理工程模型問題重述V類水質(zhì)。同時目前該片區(qū)處于截流箱涵系統(tǒng)，屬于末端治理，會現(xiàn)檢查井被占壓填埋、井蓋丟失、部分管道淤積坍塌等現(xiàn)象。除此之外，污水2020年內(nèi)改善茅洲河水質(zhì)現(xiàn)狀，達到V類水的要求模型假設(shè)符號說明AmBmCC河流上游污染物的濃度（本底濃度Hmd-KN使用城市排水的設(shè)計人人Qruxmym問題分析染物的地表沖刷量及市人口將作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地表沖刷量計算6）CPCONVRcrPpCONVRc （3- A 排水區(qū)域面積，CONV為單位轉(zhuǎn)化系數(shù)，Rc為沖刷系數(shù)，r(mm/h)為在時t時算得235個子匯水區(qū)的地表污染物沖刷量，然后疊加得3-110個匯表3-1不同重現(xiàn)期下各匯水區(qū)地表污染物沖刷量12345678912345678912345264864763874902989人口預(yù)測模型項擬合（見圖3-1）得到市人口預(yù)測為 （3-圖3-1 市常住人口擬合曲線 圖3-2擬合效果表3- 市2015—2020年常住人年年末常住人口（萬人年年末常住人口（萬人模型的建立與求解問題一：假設(shè)情景下雨水直排所產(chǎn)生的污染物量在各段的排污量值!??!?? W為水環(huán)境容量，g/sq為污水流量，m3/s；C衰減系數(shù)，1/d；u為河流設(shè)計流速，m/s。點離排放口流線距離X(m)如表3-3所示。圖3- 河流附近排雨水口分布表3- 計算點離排放口流線距距離123456789根據(jù)非持久性污染物的非穩(wěn)態(tài)混合衰減[9]（詳見附 C u2By2Cx,yexp C p exp 186400u

H

yxu

xxy0, （3-，K1(d-H(m)根據(jù)上述帶入?yún)?shù)其中河流的平均寬度B為40m，河流流速u為0.14m/sMy5m2/sH4m，排放口離岸邊的距離0m，CODK0.11d-1，TNK0.08d-1，TP的降解系數(shù)K0.14d-1，污染物濃度Cp計算結(jié)果見表3-4。3-4不同重現(xiàn)期下各排水點污染物濃度01234567891234567891231645166167892-4并繪制其柱形圖（見圖3-5、3-6、3-7）COD濃度從上游到下游升高，TN、TP的濃度從上游到下圖3- 不同重現(xiàn)期下各雨水排放段COD濃圖3- 不同重現(xiàn)期下各雨水排放段TN濃圖3- 不同重現(xiàn)期下各雨水排放段TP濃3-4、3-5、3-620年重現(xiàn)期為例繪制了各污染物濃度變化圖，其中由紅色到綠色依次是污染物濃度由高到低，如圖3-7。圖3- P＝20年時各污染物濃度變問題二：在2020年前生活污水的產(chǎn)生量QdKqd （3-的設(shè)計人數(shù)，K為綜合生活污水量排放系數(shù)。市單位人口綜合用水量指標和人均綜合生活用水量指標可以參考表3-5。表3- 城市單位人口綜合用水量指標（萬m3/(萬人0.80-0.70-0.60-0.40-0.60-0.50-0.35-0.30-0.50-0.40-0.30-0.25-表3- 人均綜合生活用水量指300-290-280-240-230-210-190-190-190-180-170-170-綜合考慮各項因素，選取生活污水產(chǎn)生系數(shù)為185L/人?d，COD產(chǎn)生系數(shù)為79g/?d，TN13.9g/?d，TPg/?d。結(jié)合最小二乘法擬合預(yù)20152020201520203-73-72015-2020年研究區(qū)生活污水預(yù)測值（鵝頸玉田新坡頭樓村木墩東坑茅洲大凼樓村木墩149公明大凼358358東坑鵝頸大凼玉田白沙西田合表3- 2015-2020年研究區(qū)生活污水COD預(yù)測值（噸鵝頸玉田新坡頭樓村木墩東坑茅洲大凼樓村木墩公明大凼東坑鵝頸大凼玉田白沙西田合表3- 2015-2020年研究區(qū)生活污水TN預(yù)測值（噸鵝頸玉田新坡頭樓村木墩東坑茅洲大凼樓村木墩124公明大凼東坑鵝頸大凼玉田154白沙西田合表3- 2015-2020年研究區(qū)生活污水TP預(yù)測值（噸鵝頸玉田新坡頭樓村12木墩東坑茅洲大凼樓村木墩公明大凼東坑鵝頸大凼玉田白沙西田合2017年的生活污水總產(chǎn)量為2815.54萬m3，問題三：2020年前生活污水合雨水對污水處理廠造成的負荷的分析污水處理廠排放污染物量預(yù)測分析2737.5m3,2017年接入該污1006.50萬m320201036.82萬m35475m3,2017年接入該污水處理廠的生活污水總量為1808.97萬m3，至20201945.12m3，在該污水處理廠的處理能力范圍內(nèi)[11]20172020年來那個出污水處理產(chǎn)的設(shè)計規(guī)理廠排入茅洲河的污染物量如下表所示。（90%）3-11兩處污水處理廠產(chǎn)生污20172020預(yù)測值（噸4668.各段河流所能承受最大污染負荷分析表3- 各段河流最大污染物承載量（噸合V類水標準（結(jié)合分析表3-11兩處污水處理廠產(chǎn)生污染物 于最大負荷量，而TN的排放量在2020年已經(jīng)接近最大負荷量。.雨污分流模式分析表3-13地表徑流污染年TP達到了79.60143.132017年TN達到了619.25噸，2020TN641.72噸，超出最大負荷量406.26噸。由上述分析可得TP37.87%，單純的生活污水量遠低于兩處污9處雨水排放點的區(qū)域排量在最大負荷范圍內(nèi)，即控制9處區(qū)域的地表徑流污染。問題四：雨水污染物的分段控制的分析的分析可以看出，雨水對于河道污染物也貢獻了較大的一部分。傳輸模型，模擬現(xiàn)狀雨污混流排水系統(tǒng)，以鵝頸玉田區(qū)域為例，概化后模型如圖3-8所示。圖3- 鵝頸玉田區(qū)域管道排水概化模型道分布及流向進行概化。概化后分布如圖3-9所示。圖3- 鵝頸玉田區(qū)域概化模型表3-14區(qū)域在不同重現(xiàn)期下壓力情（萬噸（205010012小時，區(qū)域排放口總流量為鵝頸玉田區(qū)域箱涵最末端茅洲河流域光明片區(qū)目前處理箱涵中來水的污水處理廠為光明污水處理廠15萬m3d區(qū)3-15所示3-15不同重現(xiàn)期下接入污水處理廠的水量總流量（最大流量平均流量205010030現(xiàn)期下，箱涵12小時的排放量均已超出污水處理廠的最大設(shè)計規(guī)模。16時（120分鐘），COD濃度已經(jīng)降至低值，TN也呈現(xiàn)出下降趨勢。該段時間內(nèi)上游雨水平均COD濃度124.00mg/L，TN3.01mg/L59685.20m3；下游雨水平COD198.54mg/L，TN4.17mg/L,41144.86m3。5500 050 圖3-10 上游污水處理廠入流雨水 圖3-11下游污水處理廠入流雨水120分前，而此時的雨水小污水處理廠規(guī)模較大，但是單純的生活污水量難以滿足污水處理廠的單純的或者截排模式都無法完全達到預(yù)期的水質(zhì)目標。只進行清64.4762.13%9000COD、239TN、66TP1.8TSS2020年內(nèi)達V類水質(zhì)要求；完全的截排模式在發(fā)生暴雨時箱涵積聚的污水會嚴重沖擊污設(shè)計處理規(guī)模，而且進入污水處理廠的水質(zhì)污染物濃度波動較大，污水海綿城市的低影響開發(fā)（LID）情景分LID設(shè)施進行分析，LID5%、10%、15%25%的設(shè)置對于該區(qū)域徑流及污染物的影響如下4-120年重現(xiàn)期下不同LID比例的污染物控制率5%LID10%LID15%LID25%LIDLID設(shè)施，能有效的控制的COD，48.94%的TN，45.20%的TP以及60.14%的TSS。增加LID控制比例加不大，甚至COD、TN和TSS還有不同程度的下降。模型評價與改進2點模型概化：1）地表徑流模型概化；2）2點模型概化：1）河流容量及各排 結(jié)論與建議2020年達到防洪排澇、改善水1、現(xiàn)有以及規(guī)劃的防洪排澇設(shè)施在大部分區(qū)域能起到預(yù)期的效果和作用，2050100年設(shè)計暴雨重現(xiàn)期5.678m504m4m205088%50年的設(shè)計暴雨為例，各區(qū)域的最大積水時長為公明大凼區(qū)域和木墩4.163.31小時。在假設(shè)的2處理廠的水量只有35.53%和37.87%，要達到正常的運行，需要在河道補充進水；在雨季，20年的設(shè)計暴雨重現(xiàn)期下，12小時的水量已經(jīng)超出污水處理廠的設(shè)計TP1.8萬噸TSS排入河流?？?020年茅洲河干流達V類水質(zhì)的目標要求，每年的最大河流污染物容量為COD10178.70噸，TP143.13噸，TN406.26噸，在現(xiàn)有的截排模式下，TP的排放量均在最大負荷之下，COD和TN的排放量均超出最大負荷。即在2020年無法達到水質(zhì)V類水要求。55.05%48.94%45.20%60.14%25%的情57.34%COD120分鐘前的箱涵進水，之后的進水直排低影響開發(fā)設(shè)施，進行面源污染物控制。考慮到水質(zhì)的指標污染物為COD和TN，建議低影響開發(fā)比例設(shè)置在10%左右。參考文獻[1]秦攀.SWMM模型應(yīng)用于城市非點源污染負荷估算影響的研究[D].，2015:1-107[2]，.SWAT與MIKE21耦合模型及其在澎溪河流域的應(yīng)用[J].長與驗證[J].環(huán)境科學，2008，29(6):1495-1501郭良波，江文勝，等COD與石油烴環(huán)境容量計算[J中國海洋大學學.城市暴雨地面積水量分析研究[D].西安，2006：1-劉華祥.城市暴雨徑流面源污染影響規(guī)律研究[D]，2005：1-邊博.城市地表污染物累積模型研究[J].土木建筑與環(huán)境工程，2010，祁繼英.城市非點源污染負荷定量化研究[D].江蘇，2005:1-城市黑臭水體整治工作指南[S].2015:1-謝瑩瑩.城市排水系統(tǒng)模擬方法和應(yīng)用[D].，2007:1-.城市污水排放量預(yù)測研究[D]，2011:1-市氣象局，市規(guī)劃和資源.市暴雨強度及查算圖表[S].2015:1-23于雷，，等.河流水環(huán)境容量一維計算方法[J].水資源保護24(1):39-，，等.基于GIS和SWMM的城市暴雨內(nèi)澇淹沒模擬分析[J].史蕊.GISSWMM的城市洪水模擬與分析[D].云南，2010:1-增，，等.基于GIS和SWMM的帶權(quán)雨水網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[OL].黃國如，黃維，等.GISSWMM模型的城市暴雨積水模擬[J].水資[J].師范大學學報（自然科學版，2014，50(5):446-云.基于SWMM的市某城市小區(qū)排除地面積水能力校核[J].城市，秦將為，等.CN值及其在黃土高原典型流域降雨——徑流模擬中的應(yīng)用[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2008，22(8):67-702009:1-韓龍，余麟.市建成區(qū)地表污染物累積特征研究[J].化工43(2):90-逄勇，，等.水動力條件下太湖模擬研究[J].中國科學D輯地附錄1：芝加哥暴雨模雨水口流量過程線是城市排水入流過程線中最典型隨時間變化的非恒暴雨歷時的降雨都適用，只是平均強度不同，則暴雨強度基礎(chǔ)為：

i t

aib

aia

1

ta1 其中，a1min設(shè)計降雨量（mm，b為降（minn峰后下降段的瞬時暴雨強度，tb，ta分別表示峰前和峰后的時間，r為雨峰系數(shù)，a，b，n在《市暴雨強度及查算圖表（2015版）中，市暴雨強度定義nia1Clg nt根據(jù)國家基本氣象站1961～2014年共54年的降水記錄，a值取i8.70110.594lgi0

t利用Keifer和Chu雨型對暴雨進行時程分配，首先要確定暴雨的（2（3）0.35～0.45r＝0.416t180min，微小時段為5min，也就是說將瞬時雨程線（1s為時段）5min5min5min時段的雨強。a值隨Pa8.70110.594lgP函數(shù)關(guān)系。 （ib

8.70110.594lg1

ia

8.70110.594lg1

0

i 0 1555，i

1

11.3 tb5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70 i1ibtmaxt1，i2ibtmaxt2，maxi13ibttmax13 15 36i14iatt，i15iatt，，i36i13 15 36

17.482 i

1

1

1

i ，ii ，i

附錄2：地表徑流模型根據(jù)茅洲河流域的遠期規(guī)劃，202083.5km2，＃匯水子區(qū)域概化圖市化對流域內(nèi)影響的不確定性方面考慮，暫時不考慮城市F2-1匯水子區(qū)域概化蓄不透水面積S3(m2)三部分區(qū)域。其中，S1的寬度等于整個匯水子區(qū)域的寬度21L 21

S231L 31

S2 K1K2

后通過面積平均獲得。設(shè)無洼蓄不透水面積的地表徑流水深為R1(mm)、有洼蓄不透水面積的地表徑流水深為R2(mm)透水面積的地表徑流水深為R3(mm)。I為降雨量(mm)，E為蒸發(fā)量(mm)R1的計算為：R1I 流，設(shè)I為降雨量(mm)，A為洼蓄量(mm)，則R2的計算為：R2I 和度（土壤前期條件）I為降雨量(mm)，A0為潛在洼蓄量，則R3的計算為：3

I0.2A0I 0

I

R30，IA25.41000

A011.27mmA022.54mmRv1(m3)，有洼蓄不透水面積的地表徑Rv2R2S2Rv3R3S1RvRv1Rv2

（＃（＃（＃）21RIESIAS2I0.2A0

I附錄3：地面匯流模型F3-1匯水子區(qū)域非線性水庫概化我們假設(shè)匯水子區(qū)域出口處的地表徑流為水深等于yya的均勻流，且水m/min)為凈雨量，圖y為地表徑流的平均水深(m)，則地表匯流量的連續(xù)性方：dRVSdySi*

數(shù)，ya為匯水子區(qū)域的洼蓄量(A)，h為匯水子區(qū)域坡度(m/m)： Q

yya3hn

（26（27） 1.49 a i* 1yy3h a1.49

SLCON

S

1h2，i*if，f(in/hr)為下滲率,使用Horton求ff0fet

f0.532.47e0 i*iffetf

LCONyya L1，n，h，S，LCON是一個常數(shù)，iya也是可計算或可查表的已知量，ft有關(guān)的函數(shù)，因此微分方程（32）可解，y值可求。求出y值后帶入曼寧（27）中可解得Q值。附錄4：匯流模逆轉(zhuǎn)等因素，地面匯流進入過程如圖F4-1所示。圖F4-1地面匯流進入過首先根據(jù)一維圣方程組列管道控制方程，其中連續(xù)方（33，動量方（34設(shè)Q(m3/s)為流量，W(m2)為過水斷面面積，x(m)為管道長度，H(m)1Mpa＝100mg速度，取9.8m/s。則方程組為：WQ Q2 gWFf xW Q2W

Q2 v2W xW （35（36Q2Wvvv2WgWHgWFf QW 將連續(xù)性方程（33）和（37）聯(lián)立可得WWvvW WvvvWv2 Q2vWv2WgWHgWF f 0摩擦阻力Ff由曼寧計算，其中kgn2，n0為曼寧粗糙系數(shù)；g為重力加速度；R為水力半徑，流速使用絕對值可以保證摩阻與水流方向相反。0fF f

4Q

gWR將（41）和（42）用有限差分形式表現(xiàn)出來，t為時間步長，x為管道長度，下標1和2分別表示管道的上下游節(jié)點，即有：11 W W HH Q v t Q 1tgW 1t（43

t ttt

R 將（＃）中的 Q2vWtgWH2H1

t 1 1ktv W1 R

H

QtAHttHtA

聯(lián)立（45）和（46）可以一次求解時段t內(nèi)每個管段的流量和每算時間間隔tt限制條件如下：xv Courantx為管道長度，v為流速，gxv t 井內(nèi)面積，Q為管道流量：t

10Yn1Yn

附錄5：地表污染物積累模C(kg/km2)當前污染物積累量，Cmax(kg/km2)為最大累積量，D(d-1)為當污染物累積與時間成一定的冪函數(shù)關(guān)系，累積最大極限即停止時，CCMinCma