發(fā)布時間：2020-03-28 05:57

【摘要】：黃土高原地區(qū)缺水、干旱阻礙著這一地區(qū)的社會、經(jīng)濟的發(fā)展。近年來,氣候變化和強烈人類活動干擾共同作用,引起城市水文循環(huán)過程發(fā)生變化,使得黃土高原地區(qū)極端降雨事件增多,城市內(nèi)澇事件時有發(fā)生,不僅給人們的生產(chǎn)、生活帶來了不利影響,同時制約著城市的發(fā)展。城市建設(shè)過程中的城市地表自然滲透能力減弱,城市老舊排水設(shè)施不能滿足城市發(fā)展需求,使得城市區(qū)域徑流量不斷增大,城市區(qū)域洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次增加。城市暴雨洪水設(shè)計是城市防洪排澇等工程項目建設(shè)的重要依據(jù)。海綿城市建設(shè)是解決城市內(nèi)澇問題的有效途徑之一。目前,如何科學(xué)推求城市暴雨洪水設(shè)計結(jié)果是指導(dǎo)黃土高原溝壑區(qū)海綿城市建設(shè),使得海綿城市建設(shè)真正能夠發(fā)揮其相應(yīng)效果的關(guān)鍵。本文以甘肅省慶陽市西峰區(qū)為例,探討海綿城市建設(shè)過程中LID措施對徑流的調(diào)控變化特征。通過對慶陽市歷史降雨資料的收集與整理,推求慶陽市暴雨強度公式,設(shè)計不同重現(xiàn)期下短歷時降雨雨型。利用暴雨洪水管理模型(SWMM),通過水文模型模擬與實測驗證,分析研究現(xiàn)狀條件下城市雨洪關(guān)系及存在問題,并選取較為適用的低影響開發(fā)措施(LID)定量分析不同設(shè)計降雨重現(xiàn)期下(2a、10a、20a、50a)LID措施對于徑流的調(diào)控作用,提出最合理低影響開發(fā)措施。主要結(jié)論如下:(1)統(tǒng)計國家氣象局甘肅省西峰站1960年~2003年、2005年~2014年的降雨數(shù)據(jù),建立暴雨極值序列。采用耿貝爾分布曲線與皮爾遜-Ⅲ分布曲線對降雨資料進行頻率擬合分析,通過誤差對比分析,擇優(yōu)選擇耿貝爾分布曲線為最優(yōu)極值序列擬合線型,并利用最小二乘法得到慶陽市設(shè)計暴雨公式。通過對比分析不同雨型,選擇芝加哥雨型為設(shè)計雨型,對歷史降雨數(shù)據(jù)的峰值系數(shù)進行統(tǒng)計,得到慶陽市綜合峰值系數(shù)r=0.38。最終得到不同重現(xiàn)期下設(shè)計降雨過程。(2)利用ArcGIS軟件對慶陽市下墊面數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)等資料進行前期處理,構(gòu)建研究區(qū)域暴雨洪水管理模型(SWMM)。通過慶陽市兩場實測降雨,以及排放口實測徑流資料對于模型參數(shù)進行率定與模擬結(jié)果驗證。結(jié)果表明,模型模擬的納什效率系數(shù)分別為0.89和0.85,洪峰流量相對誤差分別為5%,7%。模型模擬結(jié)果與實測較為吻合,模型較為可靠。(3)通過分析不同重現(xiàn)期下暴雨洪水計算結(jié)果,排查與解析城市現(xiàn)狀地表徑流及管網(wǎng)負荷情況下存在主要問題。例如,當(dāng)重現(xiàn)期超過2a時,董志塬大道由于地勢較低,排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低等原因?qū)е碌乇韽搅髁枯^大,且隨著重現(xiàn)期的增大,董志塬大道與秦直東路地表徑流交匯,導(dǎo)致道路十字產(chǎn)生嚴重的內(nèi)澇情況,J95節(jié)點溢流時間、溢流深度為該路段最為嚴重節(jié)點等。(4)基于黃土高原溝壑區(qū)特殊的地形地貌、慶陽市城市建設(shè)等資料,構(gòu)建暴雨洪水管理模型(SWMM)。對比分析海綿城市建設(shè)“滲”、“滯”、“蓄”、“凈”、“用”、“排”六種技術(shù)措施在黃土高原溝壑區(qū)城市建設(shè)的適用性,結(jié)合地區(qū)土壤下滲特性,選擇出透水鋪裝和雨水花園措施作為本次模擬研究采用的兩種LID措施。分別從兩種措施相較于現(xiàn)狀情況下的徑流總量控制率,徑流峰值削減率,徑流系數(shù)減小率,滯峰時間進行對比,分析不同LID措施城市雨洪過程變化特征。結(jié)果顯示雨水花園相較于透水鋪裝對于徑流的控制效果更為明顯。透水鋪裝對于峰值的延遲效果較差,雨水花園對于峰值的延遲有明顯的效果。隨著降雨重現(xiàn)期的增大,LID措施對于徑流的控制效果逐漸降低。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文2.1.2 地形地貌慶陽市屬于黃河中游黃土高原溝壑區(qū)，境內(nèi)溝壑縱橫，丘陵起伏，地形地貌復(fù)雜，主要由塬、溝、梁、茆、丘陵、山地組成�？偟牡貏菔潜备吣系�，東西高，中間低，海拔高程在 885～2082m 之間，高差 1027m，西部有六盤山地，為涇河、渭河分水嶺；西北有毛井梁與清水河分界；東部有子午嶺與北洛河分界，黃土覆蓋最高層可達 100m 以上，塬面在涇河及其支流的切割作用下，呈現(xiàn)出溝谷縱橫的丘陵地貌，南部殘存的平整塬面則相對較多，塬面面積多在 140～680km2之間，其余諸塬面積均小于 100km2；北部侵蝕切割十分嚴重，呈梁、茆、溝壑等地貌。山間、河谷切割約在 200～300m，除去四周山脈及馬Uc山為石質(zhì)山地或土石山地之外，其余均為黃土山嶺，，黃土區(qū)域分布廣泛，厚 10～100m，局部地區(qū)超過 100m，呈山峰起伏，梁茆縱橫的地形，圖 2.2 為慶陽市地形地貌圖。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU992

【參考文獻】

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1 仇保興;;海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望[J];建設(shè)科技;2015年01期

2 許迪;;SWMM模型綜述[J];環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊;2014年06期

3 周毅;余明輝;陳永祥;;SWMM子匯水區(qū)域?qū)挾葏?shù)的估算方法介紹[J];中國給水排水;2014年22期

4 王玉德;;基于ArcGIS的泰森多邊形法計算區(qū)域平均雨量[J];吉林水利;2014年06期

5 張冬冬;嚴登華;王義成;魯帆;劉少華;;城市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險評估及綜合應(yīng)對研究進展[J];災(zāi)害學(xué);2014年01期

6 魏后凱;;讓居民望得見山、看得見水、記得住鄉(xiāng)愁——中央城鎮(zhèn)化工作會議亮點解讀[J];紫光閣;2014年01期

7 謝映霞;;從城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)看排水規(guī)劃的發(fā)展趨勢[J];城市規(guī)劃;2013年02期

8 孫艷偉;把多鐸;王文川;姜體勝;王富強;;SWMM模型徑流參數(shù)全局靈敏度分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2012年07期

9 黃金良;林杰;杜鵬飛;;城市降雨徑流模擬的參數(shù)不確定性分析[J];環(huán)境科學(xué);2012年07期

10 邵堯明;邵丹娜;馬錦生;;城市新一代暴雨強度公式編制實踐及建議[J];中國給水排水;2012年08期

本文編號：2604026