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济南防洪实践与探索:全流域平均径流系数分析

时间:2023-09-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.全流域平均径流系数α的分析确定全流域平均径流深R为全流域径流总量与流域面积A的比值,全流域平均径流系数α为全流域平均径流深R与全流域面平均降雨深P的比值,即本次拟通过对小清河黄台桥以上流域内降雨径流特性的分析,推求出相应的径流系数等特征值,并将此特征值推广应用于整个研究区域。

济南防洪实践与探索:全流域平均径流系数分析

(一)分析计算公式

黄台桥水文站位于济南市小清河干流,可根据黄台桥水文站的实测径流资料和黄台桥以上流域的实测降雨资料分析计算黄台桥断面以上流域的径流系数,进而推广到研究区。

由于每场降雨的径流系数不同,可以某场降雨为例说明径流系数的分析确定方法,计算公式为

式中 R——某次降雨形成的径流深,mm;

W——某次降雨黄台桥以上流域面积上产生的径流总量,万m3

P——某次降雨黄台桥以上流域面积的面平均降雨深,mm;

A——小清河黄台桥以上流域面积,km2

对于每场降雨,黄台桥以上流域降雨所形成的径流量可认为由两部分组成:一部分为透水区域(非城区和城区内的非硬化面积)上产生的径流量W1;另一部分为不透水区域,即城区内硬化面积上产生的径流量W2,且W1+W2=W。两部分面积上径流量的计算方法讨论如下。

1.不透水区域产生的径流量W1的分析确定

可以用不透水区域次平均降雨深P1减去一个初损值ΔP(参考有关资料,本次研究中暂定6mm)得到净雨深h,净雨深h与不透水面积A1的乘积即为不透水区域产生的径流总量,用式(10-7)计算

2.透水区域产生的径流量W2和径流系数α′的分析确定

总径流量减去不透水区域所形成的径流量W1即为透水区域产生的径流量W2,用公式表示为

由W2可求得透水区域的径流深R2和相应的径流系数α′,其公式为

式中 P2——透水区域面平均降雨深,mm;

A2——透水区域的面积,km2

3.全流域平均径流系数α的分析确定

全流域平均径流深R为全流域径流总量与流域面积A的比值,全流域平均径流系数α为全流域平均径流深R与全流域面平均降雨深P的比值,即

本次拟通过对小清河黄台桥以上流域内降雨径流特性的分析,推求出相应的径流系数等特征值,并将此特征值推广应用于整个研究区域。(www.xing528.com)

(二)计算实例与计算结果

本次研究中,选择的代表年为2003年,济南市建成区面积采用132km2,黄台桥以上建成区面积采用82km2,城市绿地覆盖率采用36.5%,研究区面积为924km2,黄台桥以上流域面积为321km2

下面以2003年4月17~20日的一次降雨为例,说明其计算过程。

1.流域径流系数计算

根据4月17~20日小清河黄台站以上流域的降雨资料及黄台站的实测流量资料,可求得本次降雨黄台桥以上流域面平均雨量为113.27mm,产生的径流总量为806.14万m3。由此可求得小清河黄台桥以上321km2流域面积上的径流深和径流系数分别为

2.流域内透水区域的径流系数计算

该流域黄台桥以上城区面积为82km2,其中城区内不透水面积为

A1=82×(1-36.5%)=52.07(km2

透水面积(包括城区透水面积和郊区两部分)为

A2=321-52.07=268.93(km2

假定城区不透水面积上降雨的初损值为6mm,则城区不透水面积产生的径流量为

W1=(113.27-6)×82×(1-36.5%)×103=558.55(万m3

黄台桥以上透水区域(包括城区内的透水区域)产生的径流量为

W2=W-W1=806.14×104-558.55×104=247.59(万m3

由式(10-9)可求得该流域内透水区域的径流深和径流系数分别为

同理,可求得2003年其他7次较大降雨产生的径流深及相应的径流系数,计算结果见表10-1。

表10-1 2003年8次较大降雨的径流深及相应的径流系数计算结果表

根据表10 1的分析计算结果,利用式(10-1)~式(10-5),可求得济南市建成区和研究区2003年8次较大降雨形成的径流量,计算结果见表10-2。分析计算过程不再详述。

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