黄土地区城市雨洪资源利用及其水文生态效应研究

论文摘要

随着城市化进程加快,城市下垫面类型发生改变,雨水管网排水能力有限,致使大量雨水在地表积蓄,进而引发城市内涝等一系列问题,研究雨洪资源利用对于解决城市水资源问题具有重要意义。我国西北干旱半干旱黄土地区受气候及地质因素影响,水资源短缺及洪涝灾害已成为制约经济社会发展的瓶颈,由于黄土具有湿陷性等特殊工程地质性质,其所在城市雨洪资源利用相比于其他地区存在较大差异。本文以西安市主城区雨洪资源利用及其水文生态效应为研究内容,得出主要结论如下:(1)分析西安市主城区雨水资源利用潜力,得到其雨水资源可利用量1.42×10~8m~3,与西安市年平均城镇公共用水量相近,表明西安市雨水资源利用潜力较大。(2)在西安市主城区东南区域建立暴雨管理模型SWMM(Storm Water Management Model)模型,布置低影响开发LID(Low Impact Development)设施,并设置7种LID开发模式分别模拟1a、2a、5a、10a、20a重现期下降雨径流过程,得出不同LID开发模式均能对研究区径流总量、峰值流量及综合径流系数有不同程度削减作用。同一重现期下不同LID开发模式雨洪控制效果由大到小为:组合4(绿色屋顶&雨水花园&透水铺装)>组合3(绿色屋顶&雨水花园)>组合2(雨水花园&透水铺装)>雨水花园>组合1(绿色屋顶&透水铺装)>绿色屋顶>透水铺装。其中组合4雨洪控制效果最好,相比无LID设施,10a一遇降雨条件下,径流总量削减率为59.08%,峰值流量削减率为66.83%,综合径流系数削减率为59.08%。(3)根据研究区黄土湿陷性特点及水资源短缺现状,提出实施雨洪资源利用时应考虑地基处理、防渗等工程措施,同时将“蓄”、“用”作为城市雨洪资源利用的重要方面;采用降雨量估算法、回用水量计算法、经济容积计算法计算长安大学雁塔校区校园建设蓄水池容积,得出其建设合理容积为760m~3。(4)通过对绿色屋顶蒸散发计算,得出西安市主城区东南区域有无绿色屋顶所产生年蒸散发量分别为328.13×10~4m~3,49.48×10~4m~3,两者相差约6倍,表明绿色屋顶具有强大蒸散发作用。

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第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的与意义

1.2 国内外雨水利用研究进展

1.2.1 国外雨水利用研究进展

1.2.2 国内雨水利用研究进展

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章黄土地区城市雨洪资源利用探索

2.1 黄土地区特点

2.1.1 黄土分布

2.1.2 黄土分类

2.1.3 湿陷性黄土的性质

2.1.4 黄土入渗模型

2.1.5 SWMM模型中下渗模型的选择

2.2 城市化

2.2.1 城市化进程

2.2.2 城市化对水循环的影响

2.3 黄土地区城市雨洪资源利用的必要性分析

2.3.1 降雨条件分析

2.3.2 城市内涝事件

2.3.3 城市雨洪资源利用方式

第三章研究区雨水资源利用可行性分析

3.1 研究区概况

3.1.1 地理位置

3.1.2 气象水文

3.1.3 河流水系

3.1.4 地质地貌

3.2 雨水资源利用潜力计算

3.2.1 雨水资源利用潜力计算方法

3.2.2 西安市主城区雨水资源可利用量计算

第四章基于SWMM模型低影响开发设施雨洪控制模拟

4.1 SWMM模型概述

4.2 SWMM模型构建

4.2.1 模型建立范围

4.2.2 数据导入

4.2.3 子汇水区划分

4.2.4 各项参数设置

4.2.5 降雨数据设置

4.2.6 参数率定及验证

4.3 低影响开发设施的选取及参数设置

4.3.1 LID设施的选取及布置方案

4.3.2 LID设施的参数设置

4.4 现状与低影响开发设施雨洪控制效果模拟

4.4.1 无LID设施的现状雨洪模拟效果

4.4.2 不同LID设施的雨洪控制效果模拟结果

第五章黄土地区雨洪资源利用的要点及其水文生态效应

5.1 黄土地区雨洪资源利用的要点

5.1.1 湿陷性黄土的处理

5.1.2 雨洪资源利用重点—“蓄”和“用”

5.2 黄土地区雨洪资源利用的水文生态效应

5.2.1 防洪减涝净化水质

5.2.2 蒸散发效应

5.2.3 降低区域温度缓解热岛效应

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李璐路

导师: 刘招

关键词: 雨水利用,黄土地区,入渗模型

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,资源科学,环境科学与资源利用,水利水电工程,建筑科学与工程

单位: 长安大学

分类号: TV213.9;X16;TU992

总页数: 94

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