第四章城市水文及水資源§4-1城市化地區的水文效應※

城市化的最主要特征：

人口集中和建筑密度增大,道路鋪裝，不透水面積增大，整治河道，興建排水管網等改變了當地的雨洪徑流形成條件城市社會經濟發展對水的需求量增大，廢、污水增多，從而對水的流動，循環等產生了影響城市化地區的水文效應一、城市水系的一般情況

1、地面水系人工化：河道裁彎取直，修建水庫開辟人工河道，天然的河流被閘、壩、堤設防控制2、地下建成排水系統

二、城市化的水文效應

1、城市水循環過程變化●

天然地域地表：有良好透水性

降水：50％下滲地下；40％填洼和蒸發；10％地表徑流

●

城市化：不透水下墊面增加，貯存水量減少，地表徑流增大

降水：32％下滲；25％蒸發；13％屋頂徑流；30％地表徑流二、城市化的水文效應2、河流水文性質的變化

地表徑流增加：徑流系數增大，增大了對河道和排水溝渠的壓力徑流系數：某段時間內徑流深與降水量之比，表示降水量用于形成徑流的有效雨量二、城市化的水文效應2、河流水文性質的變化

城市化對天然流道整治，截彎取直等，增加了河道匯流的水文效應。

現狀：城市化地區洪峰流量約為城市化前的3倍；洪峰歷時縮短三分之一。二、城市化的水文效應3、徑流污染物荷載量增加4、地下水位下降，水量平衡失衡，生態環境惡化§4-2城市化地區的雨洪徑流特征

一、城市化對地面徑流的影響1、城市地面的產流過程

截留、填洼，下滲是影響產流的主要因素地面不透水面積增大，植被少，蒸發少，地表徑流快匯集雨水快，產流量大，洪峰高一、城市化對地面徑流的影響

●

水量平衡：任一時段內，區域水量收入量與支出項代數和為零，

天然流域水量平衡式：P－E－R±△W＝0

P－流域降水量E蒸發量R徑流量△W流域貯水量的變化

城市的年徑流量可能是天然流域的2－2.5倍

一、城市化對地面徑流的影響水量平衡：如果包括城市供水系統抽取的深層地下水和從外流域引水：城市地區年徑流量：R＝R0＋R’＋△P·C±△E－R’’－L

R–城市地區年徑流量R0－區域多年平均年徑流量R’－外流域引進的水量或深層地下水R’’－輸送到流域以外或直接排入到大海的下水道排水量

△P－城市地區降雨量的增量（mm）c－年徑流息系數L－供排水系統的損失水量一、城市化對地面徑流的影響2、城市雨洪徑流計算

計算方法有其特殊性：①著重于地表徑流，壤中流不予考慮②把地下水徑流當作損失來處理

城市降雨的徑流過程，依水流方式可分為地表徑流和下水道傳輸兩種過程

計算方法：水動力學方法，水文學方法

雨水設計流量：Q＝q·ψ·Fψ－徑流系數設計暴雨強度：

暴雨強度：某一連續降雨時段內的平均降雨量，（單位時間內單位面積上的降雨體積）徑流高峰出現的滯后時間：

一、城市化對地面徑流的影響3、城市水文模型

路面、停車場模型

屋頂排水模型4、城市防洪標準《水利水電工程水利動能設計規范》中的防洪標準

二、城市地面雨洪排水系統

（一）建排水系統的原因和目的

分洪、調蓄、排水（二）排水系統的組成

1、地表徑流子系統

庭院場地、街道、邊溝、小下水道、

2、傳輸子系統3、受納水體子系統二、城市地面雨洪排水系統（三）

排水系統的類型

1．合流制：將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管渠內排除的系統截留式合流制：缺點：仍有部分混合污水未經過處理直接排放，

成為水體的污染源而使水體受污染。

國內外改造老城市的合流制體系時通常采用

二、城市地面雨洪排水系統（三）

排水系統的類型2．分流制：

將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除。

污水排水系統和雨水排水系統按排除雨水的不同，分流制系統又分為完全和不完全兩種體系

三、城市徑流水質污染及防治

1、污染來源：

工業廢水和生活污水的點源排放雨洪徑流淋洗和沖刷大氣和地面各種污染物2、防治

點源控制：城市污水處理系統：物理法，化學法，生物法面源：采取綜合防治措施

控制污染來源及時清掃街道，貯運垃圾植樹種草修建沉淀池、及時清除下水道中沉積的污染物

§4-3城市水資源系統及管理一、城市水環境的特點1、淡水資源的有限性受降雨的影響受過境徑流水量的制約一、城市水環境的特點

2、城市城市水環境的系統性：組成城市水環境的各個方面互相影響、相互制約，結合成了有機的整體。

特別是城市地面水和地下水、江河和湖泊等之間在水量上互補余缺而且表現在水體的環境質量上相互影響。城市水環境除了自成系統外，還同城市土地環境相互結合,成為城市自然環境系統

3、城市水環境系統自凈能力（selfpurificationcapacity)的有限性特點二、城市水資源問題

1、城市用水量激增，水資源短缺2、城市水質污染嚴重3、城市用水不合理三、城市水資源系統1、組成和結構

l

組成：供水系統，用水系統，處理系統，容納系統，水資源管理系統

l

供水水源：地表水源；地下水源；污水的回用也是一種水資源。

l

管理控制系統。三、城市水資源系統2、城市水資源系統的特征

l

門類多，用戶情況復雜，包括工業用水，生活用水，郊區農業用水，環境，美化綠化等其他用水。l

城市供水要求連續性，不能間斷，沒有季節性，供水保證率>90％。四、城市水資源供求平衡預測和模型1、城市水資源供求平衡：是指在一定區域、一定時段內，對某一發展水平年和某一保證率的各部門供水量和需水量平衡關系的計算。四、城市水資源供求平衡預測和模型2、影響城市供需水平衡的主要因素l

城市所處位置和地理環境，供水條件不同；l

城市的社會經濟活動，如城市性質、規模、人口、政策、管理、科技水平。l

城市的產業結構、規模和特點，對用水的要求也不同。l

國家和地方的經濟政策、產業政策、土地利用政策、人口政策、環保法規等，特別式水資源保護政策，水資源開發利用政策，節約用水政策等，都影響水資源的供求。四、城市水資源供求平衡預測和模型3、城市供需水平衡預測和模型l

城市需水量：城市生活用水、工業用水、城郊農業用水、環境與綠化等用水；l

城市供水：蓄水工程、引水工程、提水工程、跨流域調水工程、海水淡化、咸水利用工程等。l

先預測需水，再在需水的情況下進行供水預測四、城市水資源供求平衡預測和模型3、城市供需水平衡預測和模型七個方面的模型估算：

城市經濟和產業發展規劃模型；

城市總的需水量及供水需水平衡預測模型；