區(qū)域水資源規(guī)劃和評價復習

1、第一章 緒論一. 城市化可廣義地定義為都市影響向外擴張的過程。二. 城市化發(fā)展帶來的城市水文水資源問題（重點）三、水資源的基本概念1. 水資源可定義為“地球上目前和將來人類可直接或間接利用的水體和水量，它應包括如下幾種要素：水量、水質、水深、體積及儲藏等。（老師說考填空）2水資源的特點（考的可能性不大）u 再生性可重復使用；u 儲存形式和運動過程受自然地理和人類活動的影響；u 年內變化的周期性，不重復性；u 不可替代性；u 不同水源成分相互轉化性。3城市水資源系統(tǒng)結構城市水資源系統(tǒng)由于受到都市化等等人為因素的影響，而較天然水資源系統(tǒng)顯得更為復雜，如存在儲水、供水、配水、及排水等諸環(huán)節(jié)。第二章

2、區(qū)域水資源資料處理 區(qū)域水資源開發(fā)、利用、管理、評價及規(guī)劃的科學性及合理性依賴于有關資料 資料的一致性、代表性和可靠性（三性審查，重點） 水資源規(guī)劃和評價包括水資源的開發(fā)，利用，節(jié)約，保護，配置和管理六個部分（老師上課補充的）第一節(jié) 基本資料的收集與分析（了解，建議自己找書本看看，有個印象就行了）第二節(jié) 計算分析代表站的選擇 降雨徑流分析計算中，選擇恰當的分析代表站的原則： 1. 雨量站。選擇資料質量好、實測年限較長、面上分布均勻和不同高程的測站2. 流量站。選擇中等流域面積（3005000km）、資料質量好、實測年限較長的測站 3. 蒸發(fā)站與泥沙站。選取面上分布均勻、資料質量較好的測站。 4

3、. 當區(qū)域內基本雨量站、徑流站比較少時，應充分選用專用站或汛期雨量站、流量站資料，并進行必要的精度考證、插補延長，并要充分論證其合理性 第三節(jié) 水文特征時間變異性識別一、水文特征時間變異性及其影響 “水文特征時間變異性”：水文要素除去純隨機變化以外，受諸如人類活動或氣候等單因素影響或多因素綜合作用下在時間上出現的穩(wěn)定而異常的變化。 “變異”是一種帶趨勢的有偏變化。水文特征時間變異的直接影響是：水文特征的時間不對應、頻率的不一致性，從而導致水文分析計算的困難或計算結果的誤差、防洪決策和判斷失誤并影響水資源合理調配及水利工程的設計施工.補充：水文特征主要有降雨，水位和流量。 變異關鍵要素主要有氣候

4、變化和人類活動，其中人類活動主要有上游水利工程建設，城市化和河道采砂等。二、水文特征時間變異性標度與識別（老師好像說過不考時間充裕時建議看看。）分割點的確定是重點，基本思想是先確定分割點，再判斷該分割點是不是變異點。識別水文時間序列在某一個階段發(fā)生了變異的步驟： 第一步：尋找序列變異前后兩個階段的分割點 第二步：分析分割點兩邊序列的統(tǒng)計特征 第三步：識別出該水文序列是否在某一階段發(fā)生了變異當且僅當可能分割點兩側序列的統(tǒng)計特征值差異大于某一臨界值（標度）時，可能分割點才是真正的變異性分割點，此時，可以識別其兩側的時間序列發(fā)生了變異。 第四節(jié) 徑流還原計算 還原計算的徑流量主要包括：測站以上大、中

5、、小型灌區(qū)耗水量，城、鎮(zhèn)工業(yè)及生活用水耗水量，跨流域引水量，河道分洪決口水量，測站斷面以上大、中型水庫蓄變量以及因擴大水面面積而增加的蒸發(fā)耗水量、滲漏損失水量等。 處理用水量調查資料時，應注意將河水和井水（地下水）分開，還原時一般只計算河川徑流量部分。 一、分項調查法 還原計算時段內的水量平衡方程式（記住公式及各項的含義即可）W天然=W實測W灌溉W工業(yè)DW庫蓄W庫蒸W引水W分洪W庫滲 式中， W天然 還原后的天然徑流量（億m3）； W實測 水文站實測徑流量（億m3 ）； W灌溉 灌溉耗水量（億m3 ）； W工業(yè) 工業(yè)耗水量（億m3 ）； DW庫蓄計算時段始末水庫蓄水變量（億m3 ，增加為正，減

6、少為負）； W庫蒸 水庫水面蒸發(fā)量和相應陸地蒸發(fā)量之差（億m3 ）； W引水 居民生活引水和跨流域引水量（億m3 ，引出為正，引入為負，引入水量若為農業(yè)灌溉之用時，只計算引入水量中的回歸水 量）； W分洪 河道分洪水量（億m3 ，分出為正，分入為負）； W庫滲 水庫滲漏水量（億m3 ）。水庫蓄變量 DW庫蓄=W末-W初 二、徑流雙累積法（了解）三、流域蒸發(fā)差值法（了解）第五節(jié) 資料的插補延長及代表性分析資料的展延通常借助于參證站進行。參證站的選擇應考慮以下原則：（1）具有質量較高的長系列資料；（2）參證站與設計站（待展延站）控制流域具有相似的水文氣象和自然地理特征；（3）參證站與設計站控制流域

7、面積相差不大。 、降水資料的插補延長（各方法了解即可）1. 地理內插法：有算術平均法，等值線法和加權平均法2. 相關法。要求參證站與設計站的降水成因具有一致性，必須有較長的平時觀測資料且參證站必須有足夠長的實測資料。3. 比擬法二、徑流資料的插補延長 P20（了解）二、徑流資料的插補延長 P21（了解）第三章 城市水資源量分析計算 第一節(jié) 降雨量和蒸發(fā)量計算在閉合流域內，天然情況下的大氣降水是水資源的總補給源，總徑流量(地表、地下徑流量之和)與總蒸發(fā)量之和等于總排泄量，總補給量與總排泄量之差則為地表、土壤和地下的蓄水變量，其水量平衡方程可表示為：P=R+EV式中，P、R、E、V分別表示一定時段

8、內閉合流域的降水量、總徑流量、總蒸發(fā)量和蓄水變量(單位均為億m3)。在多年平均情況下，流域蓄水變量可以忽略不計，上式可以簡化為：一、降水 年降水量特征值，一般用年降水量的多年平均值、變差系數Cv和偏態(tài)系數Cs三個統(tǒng)計參數來表示。據此，便可推求區(qū)域不同頻率的年降水量。 （一） 統(tǒng)計參數的確定主要有矩法，三點法，圖解適線法以及權函數法。（各方法了即可）（二） 等值線圖的繪制與分析 繪制不用管，了解等值線圖的合理性分析（如下三點） 自然地理因素對年降水量影響的一般規(guī)律是：靠近水汽來源的地區(qū)年降水量大于遠離水汽來源的地區(qū)，山區(qū)降水量大于平原區(qū)，迎風坡大于背風坡，高山背后的平原、谷地的降水量一般較小。降

9、水量大的地區(qū)Cv值相對較小。 多年平均年降水量等值線圖要與陸地蒸發(fā)量、年徑流深等值線圖對照比較，并力求三者協(xié)調平衡。 與鄰近區(qū)域及以往編制的相應等值線圖進行對比分析，發(fā)現差異應作進一步分析論證。（三）降水量的年內分配與多年變化1降水量的年內分配可以采用以下兩種方式來表示： 降水量百分率及其出現月份分區(qū)圖。 代表站典型年降水量年內分配的計算。 也可以以供水期(如灌溉期)降水量為控制的年內分配。這種方法考慮了具體服務對象和目的，實用意義更大。2降水量的多年變化 年降水量變差系數Cv值表示某站年降水量的相對變化幅度，Cv值等值線圖則反映年降水量多年變化的地區(qū)分布。 除繪制年降水量變差系數Cv等值線圖

10、以外，尚可選擇一定數量具有長系列資料的代表站，分析旱澇周期、連旱連撈和大范圍的旱澇出現年份及其變化規(guī)律。這時，可將年降水量劃分為五級：豐年(p12.5%)，偏豐年(p12.537.5%)，平年(p37.562.5)，偏枯年(p62.5可利用水資源量現在條件下的可供水量第二節(jié) 水資源可利用量計算（略）第三節(jié) 可供水量的計算弄清課本P99頁表4-1中的計算原理即可。第四節(jié) 地下水可開采資源量（概念是重點！）一、地下水可采資源的確定原則 可采資源(允許開采量或可采量)是指通過技術經濟合理的提水工程，在整個開采期限內，水量不能減少，動水位不超過設計要求，水的理化性質變動在允許范圍內，不影響鄰近已有水源

11、地的開采，不發(fā)生危害性工程地質現象等為前提，單位時間從單元含水層中能夠獲得的最大水量。按上述定義，對可開采資源的確定和評價，必須依據其規(guī)定的基本原則。（一）“激化開采”就是在保證正常取水的條件下，利用“技術經濟的取水工程”最大限度地奪取補充量、截取天然排泄量以便滿足各種用水的需要。（二）“均衡開采”即是在“整個開采期限內”水量不減少，動水位變動在設計要求之內由補給來保證取水，即它是以地下水天然補給量作為均衡開采的依據。 （三）節(jié)制開采的限制條件：“不影響鄰近已有水源地的開采”和“不發(fā)生危害性工程地質現象”。二、局部（或集中）開采區(qū)的地下水可采量確定方法局部開采區(qū)，是指開采區(qū)在整個地下水流域中所

12、占的面積比較小，或開采時問不長，開采形成的地下水降落漏斗不僅在整個地下水流域中的影響范圍不大，而且該漏斗與其附近地區(qū)的地下水降落漏斗無明顯的聯系，或當集中開采區(qū)附近有大面積的井灌區(qū)(即在大面積井灌區(qū)內有集中開采區(qū))，但井灌區(qū)的機井密度很小，而且用水量遠比集中開采區(qū)用水量少，兩者相比，前者可以忽略不計時，均可稱為局部開采區(qū)。局部開采區(qū)可采資源量的確定方法有： （1）非穩(wěn)定流法 （2）相關分析法 （3）穩(wěn)定流抽水試驗法 （4）側向地下水徑流量法三、區(qū)域地下水可資源量確定方法 區(qū)域：一般是指開采范圍比較大，如一個獨立的地下含水層系統(tǒng)，或者擴大到一個地下水分水嶺圈定的地下水流域，通常比較多的是指一個大

13、的行政區(qū)或一個沖、洪積平原，井多面大，總開采量大。 區(qū)域地下水可采資源的主要評價方法如下： 1. 依地下水可采資源不超過地下水天然補給量評價 2. 依地下水天然補給量扣除無效損失量后的可利用量評價地下水可利用量：指地下水含水層長期有保證的供水量。 地下水可利用量地下水可能最大補給量 - 地下水無效損失量（末被利用） 無效損失量指未被利用量，包括地下水流出量、越流排泄量和潛水蒸發(fā)的無效部分。 3. 直接用地下水動態(tài)均衡法評價 對于單元含水層(組)來說，在補給和消耗的不平衡發(fā)展過程中，任一時段的補給量和消耗量之差，永遠等于單元含水層(組)中水體的變化量。這就是水量均衡的基本原理。 單位時間內單元含

14、水層中水體積的變化量，其中u為平均給水度；F為含水層面積（均衡區(qū)面積）；t是時間段（均衡期）；H為t時間內水位的平均變幅側向流入和流出量之差。垂向補給量和消耗量之差其中是平均越流量為地表水滲漏補給量是潛水自然蒸發(fā)量為降水入滲補給量是垂向天然補耗量為預測的開采量4. 依地下水天然補給量與實際開采量歷時(歷年)曲線相交法評價區(qū)域可采資源（略）5. 按地下水天然補給資源(或可利用量)保證率曲線評價6. 開采試驗法第五節(jié) 入境與出境水量的計算入境水量是天然河流經區(qū)域邊界流入區(qū)內的河川徑流量；出境水量則是天然河流經區(qū)域邊界流出區(qū)外的河川徑流量。一、 多年平均及不同頻率年入境、出境水量的計算（這一節(jié)計算不

15、是重點，所以了解一下就行了）P108二、 入境與出境水量的時空（略）第六節(jié) 水資源供需分析這一節(jié)隨便看看，有個印象就行了。補充：配水優(yōu)先原則：生活用水 河道內生態(tài) 基本糧食生產 重要工業(yè)一般工業(yè) 一般農業(yè)第五章 區(qū)域水源水質分析評價（評價內容了解、因素為重點，方法為非重點）第一節(jié) 地表水水質評價地表水水質評價，包括河流水質評價和湖泊水體水質評價等兩種類型。(一)評價程序和內容 河流水質評價程序和內容大體按以下次序進行。1河流水環(huán)境背景特征評價2污染源調查與評價3河流污染現狀評價4河流水體自凈能力評價5河流預斷評價6河流綜合防治評階(二)評價因子的選擇 1評價因子的選擇方法根據河流水體質量。評價

16、的目的和要求進行選擇，或根據污染源評價結論（主要污染物及其特點等）進行選擇，也可根據現有分析評價的試驗條件進行選擇。2.河流評價的因素（重點中的重點，必考內容）河流水體質量評價的因素主要有河流水質、底質和水生物。一般應選擇在河流水體中起主導作用，對環(huán)境、生物、人體及社會經濟危害大的因素作為主要評價因素。主要因素有：（1）感官性因素；（2）氧平衡因素；（3）營養(yǎng)鹽類因素；（4）毒物因素；（5）微生物因素或者：（1）無機物；（2）有機物；（3）重金屬；河流水質評價的因素，一般可選用水溫、電導率、PH值、COD、BOD、DO、懸浮性固體、酚、氰、砷、汞、鉻、大腸桿菌等。（三）、河流水體水質評價方法水

17、體污染指數法（四）主要污染物與主要污染源的確定采用等標污染負荷法湖泊水庫水質評價及地下水水質評價老師沒有講，肯定不會考，放心不管。上課老師補充內容：（了解）環(huán)境影響評價的主要內容：一、 背景評價等級、原則，依據（標準）技術路線二、 建設項目分析-工藝、污染源（物料平衡圖）三、 建設項目周邊的自然社會現狀四、 環(huán)境現狀評價五、 環(huán)境影響預測與影響評價六、 污染控制對策（不要寫“普通話”、廢話，要寫具體工藝的對策）七、 清潔生產八、 風險分析九、 環(huán)境監(jiān)察審核計劃十、 公眾參與十一、 評價結論第六章 水資源合理調配及其決策支持系統(tǒng)第一節(jié) 河川徑流調節(jié) 水資源合理調配的本質即為河川徑流調節(jié) 一、河川

18、徑流調節(jié)的必要性 核心：河川徑流在時空分布上的周期性、隨機性以及不均勻性，故需進行河種徑流調節(jié)。當然最好加上下面的套話。 為了充分利用河川水利資源興利，同時也為了減輕汛期的洪澇災害，就必需發(fā)揮人類的主觀能動作用，實施人對河川徑流進行控制和調節(jié)的管理職能，即人工地對天然徑流在時間上進行分配，以達到興利與除害的目的。二、河川徑流調節(jié)的概念、意義和分類 廣義上的河川徑流調節(jié)，是指人類對天然徑流過程的一切有意識的控制和干涉，并重新調配河川徑流的變化，人工地增加或減少某一時期或某一區(qū)域的水量，以適應各用水部門的需要。狹義上的河川徑流調節(jié)是指建造水庫，通過蓄與調來改變徑流的天然狀態(tài)，解決供與需的矛盾，達到

19、興利除害的目的。這種徑流調節(jié)的全部意義在于：通過對水資源實施有效的管理，人工地改造、控制和調節(jié)天然徑流，更好地發(fā)揮河川徑流的潛力，提高水資源的開發(fā)利用價值，興利除害，為國民經濟建設服務。 分類屬于了解內容，在課本P142頁，隨便看看，有個印象即可。三、河川徑流調節(jié)計算原理與基本方法 徑流調節(jié)計算，通常把整個調節(jié)周期劃分為若干較小的計算時段，按時段進行水量平衡計算，其公式為。 V T 式中：T為計算時段; V為T時段內蓄水量的變化，蓄為正，泄為負； Qi為T時段內平均入庫流量； Q0為T時段內平均出庫流量，包括各興利部門的用 水流量Qu、蒸發(fā)損失流量QE、及滲漏損失流量Qs、以及蓄水工程產生的棄

20、水流量QX等。 上式可進一步寫成下面較詳細的形式 上式中各部門的用水量往往是隨蓄水位或引水水頭而變化的，這種蓄水位與需水量之間的相互依存關系，使上述水量平衡方程式呈隱函數形式。第二節(jié) 地表水和地下水的聯合應用一、 地表水和地下水聯合運用數學模型舉例P148-P149頁，系統(tǒng)七個部分及圖6-1均為重點內容，應熟記。這里不贅述了。二、 數學模型的建立P150為了解內容，有個印象就行。三、 補充內容：水資源系統(tǒng)優(yōu)化1. 目標函數（1） 單目標：一般為規(guī)劃年度內系統(tǒng)的綜合凈效益最大（2） 多目標：除上面的單目標外加上其他據實際情況而定的目標2. 約束條件：3. 準則：（1） 經濟準則：凈效益最大；總效

21、益最大；費用最?。?） 非經濟準則：供水量最大；損失最??；環(huán)境生態(tài)指標第三節(jié) 灌溉用水優(yōu)化調配 （老師沒講，不用管，肯定不會考）第四節(jié) 不同部門用水合理分配（重點內容）重點掌握大系統(tǒng)分解協(xié)調配水原理：（目前還沒有找到合適的答案，暫且用課本P147最后一段分解協(xié)調法的定義作答，自己去看！）重點看P158-P160的舉例及圖6-3所示線性規(guī)劃模型的目標函數和約束條件，至少要能根據六個控制點寫出六個約束條件。第五節(jié) 略第七章 城市水文氣候效應第一節(jié) 城市氣候概述 城市氣候是指在同一區(qū)域氣候的背景上，由于受到城市特殊下墊面和人類活動的強烈影響，在城市地區(qū)形成不同于當地區(qū)域氣候的局地氣候。重點掌握勞瑞公

22、式及表7-1，其他可以不管，課本P184、P185，這里不贅述。v 勞瑞(Lowry)用下列表達式來說明城市氣候特征的三個組成部分v M(i，t，x)C(i，x)十L(i，x)十E(i，t，x)v 式中：M表示t時刻x地點i型天氣條件下某氣候要素變量的取值；C該氣候變量的背景值，代表當地區(qū)域氣候因素的作用，假定是不隨時間變化的常數；L該氣候變量的地形影響分量，代表由于地形地理特性使氣候變量偏離背景值的差額，假定也不隨時間變化；E該氣候變量的城市化影響分量，代表城市化使該氣候變量偏離背景值的差額，顯然對于非城市化自然狀態(tài)的情況，E0。城市化對各種氣候特征的影響是不同的，可概略說明如下。（一） 輻

23、射與氣溫：由于城市空氣中粉塵、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、碳化氫等有色氣體和微粒比郊區(qū)多，必然減弱空氣的透明度、減少城市的日照時數和降低太陽直接輻射強度。但因城市下墊面熱容量小，空氣中二氧化碳等吸收地面長波逆輻射，又有人工熱源等原因，城市氣溫般高于郊區(qū)。（二） 風和湍流：城市熱島效應會產生熱島環(huán)流（城市地面空氣向熱島中心輻合，在熱島中心上升，到一定高度空氣向四周郊區(qū)輻散下沉，郊區(qū)地面氣流向城區(qū)輻合）。這種局地風系在天氣形勢比較穩(wěn)定、風速微弱時尤為顯著。又由于城市中建筑物高低交錯，大大地增加了地面的粗糙度。在大多數情況下，使城市的風速小于郊區(qū)，風向更為復雜多變?？諝獾耐牧髟龆啵牧鞯慕Y構與郊區(qū)

24、不同，這都是城市中特有的熱力性質和動力性質造成的。（三） 蒸散發(fā)和濕度：蒸散發(fā)包括地面水分的蒸發(fā)和植物水分的散發(fā)兩部分。由于城市中地面大部分為不透水的路面和建筑物，人工排水管網能夠迅速地排泄降水，植被減少了很多，蒸散發(fā)量理應明顯低于郊區(qū)。但由于城市氣溫高于郊區(qū)，使城區(qū)濕度降低提高了蒸發(fā)能力。在這些因素的綜合作用下，城鄉(xiāng)間蒸散發(fā)量的差別一般不很顯著。應當指出的是在一定條件下，城市夜間有時絕對濕度可能較大，會形成“城市濕島”現象。（四） 霧和露：觀測表明，城市中或城市周圍的霧比遠郊區(qū)多。這是因為城市空氣中粉塵、吸濕性核極其豐富的緣故。雖然空氣中的水汽并末達到飽和，但在相對濕度為7080時，城市中往

25、往就會有霧出現。有些城市因汽車尾氣排放的廢氣在強烈陽光作用下，還會形成“光化學煙霧”。郊區(qū)空氣濕度雖比市區(qū)大，但凝結核少，霧日反而稀少。露是在地面或地面物體上的水汽凝結物。郊區(qū)因土壤潮濕，又有豐富的植被，因此其凝露量遠比市區(qū)為多。（五） 云和降水：城市中由于有熱島中心上升氣流，而且湍流又較多，加之空氣中凝結核極多，因此云量比郊區(qū)多。根據多數學者的觀測研究，認為城市降水亦較郊區(qū)為多，但也有少數學者持相反意見，認為城市降水比郊區(qū)少。美國近年所組織的大都市研究計劃(METROMEX)所取得的觀測資料數據，有力地支持了城市降水增多的觀點。第二節(jié) 城市熱島狀況 一、城市熱狀況的一般特征城市空氣中二氧化碳

26、等氣體和微粒含量要比鄉(xiāng)村高得多，必然會減弱空氣的透明度、減少日照時數和降低太陽輻射強度。但是，城市空氣中的二氧化碳和煙霧會在夜間阻礙并吸收地面長波輻射，加上城市的特殊下墊面具有較高的熱傳導率和熱容量，又有大量的人工熱源，其結果使得城市的氣溫明顯高于附近郊區(qū)。這種溫度的異常被稱作 “城市熱島效應”。二、城市熱島結構（了解） 城市中心上空氣溫分布的形式為：近地面有一層不厚的不穩(wěn)定層，其上有一層位溫基本不變的混合層，再上則進入位溫隨高度增高而提高的穩(wěn)定層。三、城市熱島形成的七大條件（重點內容） (一)城市中由于下墊面性質特殊，如有高大的建筑群、磚石、水泥、柏油鋪筑的路面，因其反射率小，能吸收較多的太

27、陽輻射。特別是深色屋頂、墻壁和地面吸收率更大，再加上墻壁和墻壁間，墻壁與地面之間多次的反射和吸收，在其他條件相同的情況下，能夠比郊區(qū)獲得更多的太陽輻射能，為城市熱島的形成奠定了能量基礎。(二)城市下墊面的建筑物和構筑物的材料比郊區(qū)自然下墊面的熱容量C大，導熱率K高，其總的熱導納要比郊區(qū)大得多。因而，白天城市下墊面吸收的輻射能，即貯存在下墊面中的熱量Qs也比郊區(qū)多。這就使得日落后城市下墊面降溫速度比郊區(qū)慢，同時通過各種方式提供給空氣的熱量比郊區(qū)多，城市熱島強度夜晚大于白晝，這是主要原因之一。 (三)城市因下墊面貯熱量多，夜晚下墊面溫度比郊區(qū)高，通過長波輻射提供給空氣的熱量比郊區(qū)多。再加上城市內部

28、上空有污染覆蓋層善于吸收地面長波輻射，特別是二氧化碳吸收地面輻射能力很強。這就使得城市夜晚氣溫比郊區(qū)高，大氣逆輻射也比郊區(qū)強，地面不易冷卻。 (四)城市下墊面有參差不齊的建筑物，在城市覆蓋層內部街道“峽谷”中天穹可見度小，大大減少了地面長波輻射熱的損失。 (五)城市中有較多人為的熱能進入大氣，在冬季對中高緯度的城市影響很大，故許多城市的熱島強度冷季比暖季大。另外，工作日的熱島強度比周末大，也是這個原因造成的。 (六)城市中因不透水面積大，降水之后雨水很快從人工排水管道流失，地面蒸發(fā)量小，再加上植被面積比郊區(qū)農村小，蒸發(fā)量小，城市下墊面消耗于蒸散發(fā)的熱量遠較郊區(qū)為小。而通過湍流輸送給空氣的顯熱卻

29、比郊區(qū)大，這對城市空氣增溫起著相當重要的作用。 (七)城市建筑密度大，通風不良，不利于熱量向外擴散。在大多數情況下，城區(qū)風速比郊區(qū)小。城市氣溫比郊區(qū)高，促使在日落后城市氣溫下降速度往往比郊區(qū)小得多， 這也是原因之一。以上七個原因，對城市覆蓋層熱島的形成都有作用，但在不同緯度、不同區(qū)域氣候條件下，不同的城市、不同季節(jié)和一天中不同的時段所起作用的程度不同。v 城市邊界熱島的形成主要有以下四個原因。v 1城市覆蓋層中的暖空氣通過上升運動進入城市邊界層。v 2由建筑物頂部和煙囪放散出來的人為熱。v 3城市邊界層之上為逆溫層所覆蓋，其上空有更暖的空氣。城市產生的湍流運 動，可以沖破逆溫層的底部，并且在穿

30、透對流中使上層較暖的空氣向下混合，因而使城市邊界層氣溫增高。v 4在城市污染的大氣中，通過短波輻射熱交換獲得較多的熱量。第三節(jié) 城市化對降雨的影響 （略）第八章 城市雨洪計算（重點在計算）第一節(jié) 城市設計暴雨概述“設計暴雨”一般包含下列各種要素：頻率(重現期)、雨量與歷時的對應關系以及設計暴雨在時間和空間上的分配過程。城市設計暴雨必須能適應于推求排水管網各個節(jié)點處設計洪峰雨量的要求。一、 選擇設計暴雨的般假定是：如果所設計系統(tǒng)的承載能力能抵御該次降雨事件，則系統(tǒng)的運行既能滿足設計要求。設計暴雨有兩個型: 第一類型是最常用的虛擬事件，就是常說的設計暴雨。它是根據歷史資料分析雨深歷時頻率關系得到的

31、。這類設計暴雨適用于排水設計或其他主要考慮洪降流量的有關問題； 第二類型是直接使用一次實測歷史降雨資料。這類設計暴雨可用于滯水庫的設計，或用于著重考慮水質的工程設計中。城市設計暴雨一般不考慮雨量在空間分布的不均勻性。主要原因是城市排水管網所負擔的地面排水區(qū)面積不大，可以忽略點雨量與排水區(qū)面平均雨量的差別，雖然一場實際暴雨的空間分布是不均勻的，雨量在空間分布的梯度可能相當大，但由于暴雨中心的位置是不確定的，使點面雨量之間的差別不那么明顯。二、 年最大24小時設計暴雨量（了解） 城市設計暴雨計算的要求，是推求各節(jié)點處符合設計頻率的成峰暴雨。在計算時，一般不考慮暴雨在空間分布上的不均勻性，以中心點的

32、設計暴雨量代替設計面雨量。城市設計暴雨計算方法必須適應當地無資料的條件。 目前的方法是分成兩步走：先求中心點年最大24小時設計雨量24,p,再由雨量頻率歷時關系來推求任意歷時t的設計成降雨量t,p。 推求年最大24小時設計雨量的常用方法有兩種，可根據當地資料條件而定。(1)由年最大一日設計雨量間接推求。 （有足夠長的人工觀測資料系列）X24,P X(1),P 由各地分析所得值變化不大，一般都在1112之間，常取11。(2)如果當地無資料，可查用年最大24小時雨量統(tǒng)計參數，Cv等值線圖。我國各省、市、自治區(qū)的水文部門已繪制了上述暴雨參數的等值線圖。根據工程所在地點的地理位置，可從圖上求得當地年最

33、大24小時雨量均值和離差系數Cv，偏態(tài)系數，Cs一般取34倍Cv。根據皮爾遜型頻率曲線表，通過查算可以得出中心點年最大24小時設計雨量。 三、雨量頻率歷時關系的分析和應用 （重點） 目前計算城市設計暴雨的方法分成兩步：先求中心點年最大24小時設計雨量,再由雨量-頻率-歷時關系來推求任意歷時t的設計成峰雨量 分析雨量頻率歷時關系時，是先對具有充分資料系列的測站作分析，得出各單站的關系，再作地區(qū)綜合，分區(qū)確定其雨量頻率歷時關系。此關系有兩種表達方式：一是用曲線圖形，一是用經驗公式。現分別說明如下。 （一）、雨量頻率歷時曲線 (1)有資料條件下單站的關系曲線繪制。對本地區(qū)內少數具有長期自記雨量記錄系

34、列的測站，特其資料分別作單站分析。其步驟如下。 1從實測短歷時暴雨資料中，摘錄出每年各種時段的最大雨量，統(tǒng)計時段一般常用10，30，60，180，360，720，1440(分鐘)。必須要注意基本資料的精度和系列的代表性。 2對每個時段的逐年暴雨量進行頻率計算。頻率計算方法可采用適線法. 3繪制各時段的暴雨量頻率曲線(可繪在同一張機率格紙上)，并綜合比較各種歷時暴雨量的頻率曲線。對突出的曲線進行適當的調整，使不同歷時暴雨資料的頻率曲線成一組不相交的頻率曲線。當短歷時暴雨的頻率曲線受特大值影響而適線較為困難時，可分區(qū)將相同歷時各站暴雨資料的頻率曲線綜合在一起進行比較，然后，根據地區(qū)平均曲線變化的規(guī)

35、律，調整所選站的頻率曲線。 4從不同歷時暴雨量頻率曲線上，將不同頻率的設計暴雨雨量讀下，再以同一頻率p的雨量為縱坐標，降雨歷時t為橫坐標，在均勻格紙或對數紙上繪制出雨量頻率歷時關系曲線或重現期(頻率)雨強歷時曲線(2)雨量歷時關系曲線的地區(qū)綜合。(P196,略)四、暴雨經驗公式的形式與參數的確定 國外： 式中；Sp雨力，對于給定的重現期是常數； 相應給定頻率p，歷時t的平均降雨強度；t歷時；n、c與重現期無關的常數。 我國水利部門： 注意：該公式為老師PPT上所有，與書本P197頁上不一致。 式中的n又稱為暴雨衰減指數。當需要計算時段設計雨量：時，采用下式 式中的單位為毫米小時；的單位為毫米；

36、的單位為毫米小時；n的值一般為0.5-0.7。 經驗公式的參數確定為非重點內容，在PPT第八章第25頁可以查看。第二節(jié) 設計暴雨過程的推求（重要考點）設計暴雨的時程分配設計暴雨時程分配一般是將設計雨型用各時段雨量占最大24小時雨量的百分比表示?；蛘呖紤]到最大3小時或6小時對小流域洪峰流量的計算影響較大，時程分配可以最大3小時，6小時或24小時雨量為控制。 一、方法一：凱弗和丘提出的根據某一特定重現期的強度歷時曲線制定出來的芝加哥法。設計降雨過程用公式可表達為(以最大強度時間作為原點或時間標度)注：r代表峰前歷時與總歷時的比值，由于上面是圖片，不便修改，請自行修改。 峰值等于 二、方法二：皮爾哥

37、瑞姆(Pilgrim)和柯德瑞(Cordery)(1975)研究了一種設計暴雨過程線的方法，包括下述各步：(一) 選取一定歷時的大雨的樣本。為使成果具有統(tǒng)計意義，用記錄中最大的50次暴雨。 (二) 分歷時為若干時段，時段的長度取決于設計洪水計算的需要和觀測資料的分段情況。 (三) 對每次降雨，根據每個時段的雨深，排列各時段的序號，由全部各次降雨，計算每一時段的平均序號，作為時段排列的序號。表明最大雨深時段最可能的序號、次大雨深時段最可能的序號等。 (四) 確定每次降雨每個序號時段雨量占總降水量之百分比。對各次降水計算在序號1、3、時段的平均百分數。 (五) 以第三步中所確定的最大可能的次序，和

38、從第四步中確定的相對值，安排時段，構成雨量過程線。三、方法三：顏本倚(Yen)和周文德(Chow)曾建議一種確定設計暴雨雨型的方法，其基本原理是以暴雨過程的各階原點矩作為雨型的數字特征，根據選定的設計暴雨雨型特征值，配合某種概化的雨型；如三角型、拋物線型等，即可確定設計暴雨的時程分配。（以下為嚴格三角形形式）假如以一系列在相同時段t內的雨量增量d代表這一分布的無因次的一階矩可由下式給出。一次實測暴雨其次雨量為P，總歷時為D。Dnt 其一階原點矩可按下式計算 m1代表暴雨過程線下面積的重心G與原點的時間間隔。 由于各次暴雨的歷時D長短不一，因此采用相對值Kt作為雨型參數顯然值愈大反映雨型偏后，反

39、之亦然。根據歷年暴雨資料特別是大暴雨資料，選定設計；暴雨過程的雨型參數 ,可以取若干次典型大暴雨的平均值和雨型參數，也可以采用若干次典型暴雨的平均值。對于一次慨化的三角形暴雨過程，由幾何原理可以證明式中： 三角形頂點與原點的時間間隔。顯然三角形面積代表本次降雨量Pd，底長為歷時D，則高h代表最大雨強根據設計暴雨的次雨量Pd，歷時Dd和雨型參數不難得出概化的三角形暴雨過程，其底長為Dd，高為=2Pd/Dd 頂點位置可由下式求得說實在的，方法三較為繁鎖，且較難理解，卻也是最重要的，如果有弄不明白的建議去問問陳老師，我自己也是一知半解。另外，PPT第八章第49頁（課本203頁）有該方法應用實例，強烈

40、建議去看看！第三節(jié) 城市流域的產流計算（重點）城市流域的產流過程也就是暴雨扣損過程。暴雨損失主要有截留、填洼和下滲三個部分。其中截留和填洼的計算為非重點內容，自己到課本P205和P206去查閱。 注：課本公式（8-12）中應為,不是乘！下滲量的計算：（重點）一、考斯加柯夫公式：（下滲曲線經驗公式） 式中：a為經驗系數。該公式實際上認為在下滲過程中，下滲容量與累積下滲量成反比，a為比例常數。（考證明題，只需將對t積分后再跟相乘即可得*=a）二、霍頓公式： ffc十(f0一fc)e-kt (63)式中：f0初始下滲率(英寸/小時)；fc最終下滲率(英寸小時)：k由現場試驗估計的衰減指數(1小時)；t下滲歷時(小時) 注：可結合課本P207頁圖8-6和圖8-7理解，其中，課本中f0初始下滲容量即為初始下滲率。圖8-6中曲線起點縱坐標為f0，虛線縱坐標為fc，請更正。三、格林和安普特公式（重中之重！考計算題） 式中：k濕潤鋒面以上的土壤水力傳導度(與下滲率f的單位相同)；H0地表表面積水深(常忽略不計)；Hc毛細管作用水頭；Lf地表表面到濕潤鋒面的距離。注：該公式中的符號與書本中不盡一致，建議以此文檔（PPT）里的符號為準。 該公式的物理基礎是水流通過多孔介質的達西(Darcy)定理，另外增加如下假設，即在深度Lf處有一界線分明的濕潤鋒面和毛