飞行场地排水设计模型的研究

飞行场地排水设计中流量计算一般采用推理公式，此式有时不能满足设计要求，基于机场暴雨径流的理论研究，提出了飞行场地排水系统设计流计算及管渠尺寸确定的数学模型。模型包括设计暴雨计算，产流计算，地面汇流计算，管渠汇流计算，管渠设计等部分，实例应用表明，模型精度较高，且能获得完整的流量过程线，不仅可用于一般的飞行场地排水设计，还可解决一些比较复杂的飞行场地排水计算问题。     

港区雨水径流模型的建立及检验

针对港区的情况建立了港区雨水径流模型,包括了地表产流计算模块、地表汇流计算模块和管网汇流计算模块,其中地表产流采用霍顿下渗公式计算下渗量;地表汇流采用瞬时单位法计算;管网汇流模块采用运动波法求解.经长沙市港区的实测资料检验,证明该模型在港区小流域的雨洪分析中有较高的精度,洪峰流量和径流总量最大相对误差分别为2.8%、7.563%,最小相对误差分别为0.7%、0.408%.可用于港区雨水排水的径流模拟.该模型的建立可以为港区的雨水排水系统的设计、校核及管理提供科学依据.     

城市地表产流特性与计算方法分析

分析了城市地表雨水产流特性，讨论了城市地表雨水产流的计算方法，通过比较分析得出：对城市不透水区，降雨损失主要以初损中的洼蓄为主，若精度要求较高，宜采用蓄满产流中的指数分布计算方法或变径流系数法；若精度要求一般，可采用SCS曲线法或综合径流系数法．对于城市透水区域，降雨损失主要以下渗为主，若精度要求较高，宜采用结合下渗曲线公式的下渗曲线法；若精度要求一般，可采用指标法。     

适合沼泽湿地地区的分布式次降雨径流模型

根据流域降雨径流的基本过程,在充分考虑了流域下垫面水文要素和各种参数的空间异质性的基础上,建立了一个网格型的分布式次降雨径流水文模型.模型基于DEM将流域离散为栅格计算单元,将整个流域降雨径流过程分为产流和汇流两大部分.产流采用考虑地表覆被类型和土壤类型的SCS模型;汇流根据水流特性分别采用运动波方程和Muskingum-Cunge法基于分级汇流的思想进行汇流演算.模型结构简单、参数较少,大多数参数可利用DEM、土地利用类型图直接获取,少数敏感参数通过率定确定.应用研究区内的实测数据对模型进行检验,结果表明:确定性系数都在0.8以上,洪量和洪峰的相对误差基本在10%以内,峰现时间的绝对误差不超过2小时,其结果令人满意.     

流溪河模型I：原理与方法

 提出了一个流域洪水预报的分布式物理水文模型——流溪河模型。模型分成流域划分、蒸散发计算、产流计算、汇流计算、参数推求5个模块。流域划分模块将一个研究流域沿水平方向划分成一系列的单元,沿垂直方向划分成植被覆盖层、地表层和地下层;蒸散发计算模块根据单元流域上的降雨量及土壤前期湿润指标,计算确定各个单元流域上的蒸散发量;产流计算模块根据单元流域上的降雨量、蒸散发量,计算确定各个单元流域上的产流量,并划分成地表径流、壤中流和地下径流。地表径流根据蓄满产流模式计算,壤中流则根据Campbell公式计算;汇流计算模块将地表径流汇流分成边坡汇流、河道汇流和水库汇流三种类型,对各单元流域上产生的径流量进行逐单元的汇流计算;参数推求模块将模型参数分成不可调参数和可调参数,对不可调参数根据DEM直接计算,对可调参数提出一个逐步迭代求精的过程对参数进行调整。流溪河模型还提出了一整套基于DEM及遥感影像对流域进行单元划分及对河道单元断面尺寸进行估算的方法,解决了目前在大部分流域不能应用分布式物理水文模型的难题。     

分布式格林-安普特降雨径流模型研究

构建了一种基于网格计算流域蒸散发及产汇流的分布式格林-安普特降雨径流模型,并选择陕北黄土高原地区两个半干旱流域为研究区域,研究该模型在半干旱地区的应用效果。结果表明：在两个半干旱流域,分布式格林-安普特降雨径流模型的应用效果好于GA-PIC模型和格林-安普特模型,尤其对于洪峰的模拟精度更高;分布式格林-安普特降雨径流模型中基于网格的坡面汇流与河道汇流模块能够更准确地计算出径流汇集到流域出口断面的时间;分布式格林-安普特降雨径流模型能更精确地计算出流域不同位置的产流过程,并准确地模拟流域产流面积分布情况;半干旱地区降雨时空分布不均,超渗产流主要受降雨强度的影响,降雨观测精度对径流预报精度影响较大。     

淮安市龙王山水库流域洪水预报研究及应用

介绍了利用新安江三水源模型计算流域的产流以及分水源及蒸发等的计算，并用变动雨强瞬时单位线计算流域的汇流，用坐标轮换法优选模型的参数，将此方法应用到龙王山水库流域，取得了比较好的预报效果。     

基于Holtan产流的分布式水文模型

基于GIS与DEM技术,构建基于Holtan产流的分布式水文模型(Grid-Holtan模型)。模型以栅格为计算单元,栅格产流采用基于Holtan下渗方法的超渗产流计算,坡面汇流和河道汇流均采用逐栅格的一维扩散波水流演算模型模拟。将Grid-Holtan模型、陕北模型与新安江模型应用于半干旱的沁河孔家坡流域。结果表明,Grid-Holtan模型、陕北模型的模拟效果好于新安江模型,GridHoltan模型洪峰模拟效果更好。     

降雨坡面径流汇集模型及其在茅坪滑坡中的应用

采用运动波理论，并基于地形对坡面流流向的控制作用，建立了一种能够模拟坡面流集中汇流过程的数值计算模型，该模型得到了人工降雨试验的良好验证.将该模型运用于茅坪滑坡实际情况，得到了茅坪滑坡的表面产流特征，尤其是较好地显示了茅坪滑坡表面的径流汇集路线，可为合理设计茅坪滑坡表面排水工程提供科学依据.     

基于运动波模拟的雨水管网设计流量计算方法

雨水管网中管段的设计流量计算一般以恒定均匀流理论为基础，由于偏离了雨水管网实际流态，当应用于较大规模管网时，产生的误差会逐步累积。因此，该文提出一种基于运动波模拟的雨水管网设计流量计算方法，在地表产汇流阶段，基于管网设计参数等价原则，采用径流系数与φ指数法结合的方式进行产流计算，并与等流时线法耦合，完成产汇流阶段设计条件的等价设置；采用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)运动波模块，计算管段汇流过程，并基于GDAL(geospatial data abstraction library)开发技术，实现雨水管网设计流程。对某区雨水管网进行实例验证，结果表明：与恒定均匀流计算相比，采用运动波模拟法得到的雨水管段集水时间短、设计流量大，且随汇水时间和汇水面积的增长，2种方法的流量计算差值呈递增趋势；在超标降雨情景下，运动波模拟法设计的方案具有更好的防涝性能，提高了管网的可靠性。     

城市暴雨积水预报系统的理论模型及模拟计算

提出了一个城市暴雨积不预报系统的模式。这个系统由暴雨、地面径流、管网汇流和地面积水四个数学模型串联构成。在输入暴雨气预报信息后，系统即可对可能发生的城市暴雨积水进行模拟计算，最后对发生地面积水的概念、地点，持续时间和最大积水深度作出统计预报。     

城市雨水管网模型参数的率定与评价

为推动排水管网模型在城市雨水管理领域的应用,建立了上海市某居住小区雨水管网模型,通过实施管道流量测量,对常用产汇流模型的主要参数进行了率定,并对径流体积和洪峰的影响参数进行了灵敏度排序.结果表明:对径流体积与洪峰流量,最主要的影响因素是不透水表面径流系数/有效不透水面积因子和不透水表面比例;对径流体积影响较小的参数是管壁粗糙系数和地面坡度;对洪峰影响较小的参数为透水表面的渗透性能和地面坡度.总体而言,Horton公式参数的灵敏度最大,英国模型参数的灵敏度最小.研究成果可为城市排水管网模型参数的选择与率定提供参考.     

城市居民小区SWMM降雨径流过程模拟——以营口市贵都花园小区为例

为克服没有实测数据校准SWMM（storm water management model）的难点,选用传统的径流系数法,从降雨径流总量以及降雨径流过程2方面来验证SWMM.结果表明,SWMM模拟的场次降雨径流总量以及年降雨径流总量与径流系数法估算的径流量的相对误差在可接受范围内,并且模拟的降雨径流过程与径流系数法推算的径流过程匹配结果也较好,说明SWMM能够较好地用于城市降雨径流总量以及过程的模拟,为后期进行降雨径流污染物总量及产生规律的研究提供了工作基础.     

黄土坡面漫流过程的有限元模拟

本文应用有限元法求解地表径流的运动波方程,模拟了陕北子州岔巴沟流域内径流实验场的天然降雨的坡面漫流过程,效果尚好。这表明,有限元法是求解地表径流物理模型的可行方法。文中还分析了此模型在基本假定上的欠缺以及用于实际预报尚待解决的问题。     

进水模式对植被浅沟雨水水文调控效能的影响研究

进水模式是影响植被浅沟雨水水文调控效能的主要因素之一。设计植被浅沟人工模拟试验装置,探讨不同进水模式下植被浅沟对径流量及径流峰值的影响。结果表明:在4 m~3/h恒定进水条件下,源头集中进水、沿途多点进水和沿途漫流进水3种进水模式下植被浅沟的径流总量控制率分别达到7.06%、8.33%和9.51%,径流峰值削减率分别为2.67%、5.83%和6.44%,峰现时间较传统管道排水分别延后9.6 min、10.3 min和12.2 min。以上表明采用沿途漫流进水的植被浅沟对雨水各水文参数的调控效能均优于其它进水模式。     

降雨和坡度对坡面流水动力学参数的影响

坡面流是土壤侵蚀和泥沙输移的动力,其水力学参数是构建侵蚀物理模型的基础.本文通过上方来水和模拟降雨试验,探讨了降雨和坡度（2.6%—25.9%）对坡面流水力学特性的影响.结果表明,坡面流速随坡度的增大而增大,而水深与坡度呈反势.总体上坡面水流呈条带状或斑点状分布,降雨具有增大陡坡表层流速效应,且平均流速与表层流速之比主要在0.4—0.7之间.一般地,坡面流有滚波产生,滚波数随坡度的增大而增加,而波高和波长在坡度为5.2%时达峰值,尔后呈减小趋势.降雨可触发更多滚波产生,但对波形影响不显著.随着坡度的增大,水流弗劳德数和阻力系数分别呈增大和减小趋势,且降雨对它们均无显著影响.在试验条件下,弗劳德数与水流阻力关系较雷诺数更为密切,这可能说明弗劳德数对坡面流阻力具有重要意义.     

Modeling on runoff concentration caused by rainfall on hillslopes and application in Maoping slope

Based on the fact that the concentration flowlines of overland flow depend on the surface landform of hillslope, a kinematic wave model was developed for simulating runoff generation and flow concentration caused by rainfall on hillslopes. The model-simulated results agree well with the experimental observations. Applying the model to the practical case of Maoping slope, we obtained the characteristics of runoff generation and infiltration on the slope. Especially, the simulated results adequately reflected the confluent pattern of surface runoff, which offers a scientific foundation for designing the drainage engineering on the Maoping slope.     

基流分割对城市雨洪过程模拟的影响研究

准确预报洪水过程对城市防洪减灾至关重要．基流一般是指来源于地下水,河道中常年存在的基本径流,在进行城市洪水模拟时对模拟结果具有重要的影响．为提高模型模拟精度,本文构建了济南市主城区流域SWMM（storm water management model）,借助基流水平分割法处理模型率定所需流量数据,将基流分割前后流量数据应用于模型率定和验证,模拟6场不同历史暴雨洪水过程并定量评价基流分割前后的模拟效果．研究结果表明:基流量大小约占洪峰流量的10%,对洪水模拟结果影响较大;当采用原始流量数据率定模型时,未区分降水和其他径流组分来源,模拟效果一般（纳什效率系数均值为0.532）;当使用基流分割后的流量数据时,模拟精度明显提高（纳什效率系数均值为0.765）,场次暴雨模拟精度平均提高43.7%,洪峰流量相对误差降低3.59%,对峰现时间误差等洪水过程波动趋势特征影响不明显．本文拓展了基流分割在城市雨洪模拟中的应用,并为相关部门在城市暴雨洪水灾害预报预警方面提供了一定的科学依据和技术支撑．