城市水文学.docx

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1、城市水文学城市水文学(urban hydrology)讨论发生在大中型城市环境内部 和外部，受到城市化影响的水文过程，为城市建设和改善城市居民生活 环境质量供应水文依据的学科，又称都市水文学，是水文学的一个分支。 主要内容包括城市化的水文效应、城市化对水文过程的影响、城市水文 气象的观测试验、城市供水与排水、城市水环境、城市的防洪除涝、城 市水资源、城市水文模型和水文猜测以及城市水利工程经济等。是一门 综合性很强的边缘学科。对城市进展规划、城市建设、环境爱护、市政 管理以及工商企业的进展和居民生活都有重大意义。城市水文学有两个主要特点：综合性。城市水文学涉及水文科学、水利工程科学、环境科学和

2、城市科学，是一门综合性很强的交叉学科。动态性。由于城市地区的人类活动非常频繁，随时而变，因此城 市水文学不能只讨论较长时间内的准平衡状态，还须着重考虑随时间变 化的动态过程。1851年T.J.摩尔凡尼提出的计算洪峰流量的合理化公式可看作是 城市水文学的开头。18511967年为城市水文学的早期进展阶段，主要 沿用一般的水文学方法来处理城市水文学问题。1967年以后城市水文学 进展较快，逐步建立了一些具有城市水文特点的分析方法，先后提出了 多种能统一考虑防洪、排水、供水和水质掌握的城市水文学模型。城市水文学讨论的基本问题是：城市水文气象、城市暴雨径流及防 洪、排水，城市水资源及供需平衡，以及城市

3、水质评价及水污染掌握。 着重研讨的详细课题有：城市防洪、排水规划中的设计标准问题（含设计洪水流量或设计 暴雨）。在城市防洪和排水工程的规划设计中，首先需要解决平安性和 经济性的关系。以往都用超过某一量级的洪水流量发生的频率或重现期 作为设计标准。近年来的讨论认为，设计标准不仅要考虑重现期,而且要 考虑风险率和牢靠度。风险率是某一重现期的水文要素在工程运行期间 可能消失的概率。牢靠度可用平安因素来反映，平安因素为设计值与实 际观测值之比值。由于局部短历时大强度的暴雨是形成洪水的主要缘由, 因此，城市区域设计暴雨一般只须讨论超过短历时（560min）点暴雨 规律。但对于较大的城市集水区，或讨论城市

4、非点污染源的迁移集中， 则还应确定计算暴雨的时空分布。城市流域暴雨径流模拟。城市中的道路、屋面和飞机场跑道都是 不透水的，因此处理这些地区的降雨损失比较简洁。城市排水系统一般 由管网和排水河网组成。城市面积上产生的暴雨洪水通常先排入管网， 然后排入河网，排水系统较为优良。用于城市流域暴雨洪水计算的模型 可分为三类。第一类只给出洪峰流量，如合理化公式。其次类既给出洪 峰流量又给出洪水过程线，如芝加哥方法。第三类是多用途模型，如美 国环保局暴雨径流管理模型（SWMM）。城市供水及优化调度。城市中工业和居民用水量很大，用水规律有自身特点，对水质也有肯定要求。城市供水水源来自地表水和地下水。有些城市依靠单一水源供水，也有不少城市依靠两种水源联合供水。无 论采用何种水源供水，都存在水资源量的估算、质的评价和供需平衡分 析等问题，还要考虑如何重复使用水资源和探求最优的供水方式。城市污水排放及处理。城市中工业排放的废水和居民生活垃圾都 是水污染源。城市中的污染源分为点污染源和非点污染源两类。点污染 源是在离散点上的废水的集中排放，污水处理厂的出流就是点污染源的 实例。非点污染源是由人类活动产生的污染物积累于街道上再由暴雨径 流沿程运送到河流、湖泊而形成。非点污染源是城市污水处理中要着重 讨论的问题。