城市水文学探讨.ppt

第四节 城市化对水文影响的分析 1、统计检验方法 一般，城市化对水位和流量资料影响较为明显，可以采用水文统计中的ｔ检验和Ｆ检验方法对水文样本系列的均值和方差进行显著性检验。 为了进行显著性检验，水文变量系列被划分为容量为ｎ１（城市化前）和ｎ２（城市化后）两个不重迭的子系列，并分别计算出它们的均值ｍ１和ｍ２，方差ｓ12和ｓ２2。 首先对方差进行方差比检验或Ｆ检验。计算检验统计量  Ｆ＝ｓ12/ｓ２2  ｓ1ｓ２   Ｆ＝ｓ22/ｓ12  ｓ1ｓ２  与Ｆ分布表中置信水平为α／２、自由度为ｎ１－１和ｎ２－１的Ｆ值比较。在大部分实用中，α值采用５％比较适当。一般统计教科书和手册中都附有这类统计表 。如果Ｆ的计算值超过表列数值，则拒绝关于ｓ1与ｓ２为相同总体方差估计量的零假设。 ｔ检验适用于对两个子系列的均值检验。计算检验统计量  与ｔ分布表中置信度为α/２，自由度为n１+ n２-２的ｔ值比较。若计算值超过表列数值，则拒绝关于ｍ１和ｍ２是同一总体均值估计量的零假设。 2、经验分析方法 （1）水文系列分析 对水位、流量、雨量系统的时间滑动平均分析，分析水文变量是否受到城市化影响。 （2）降雨径流关系分析 城市化不同阶段年或次降雨径流关系的差别可以分析城市化的影响程度。 （3）峰量关系比较分析 城市化会引起洪峰～洪量之间的关系变化，对不同时期峰量关系的比较可以分析城市化的影响。 （4）相邻流域间同一水文变量比较 如果参证流域水文变量（R1）未受城市化影响，则两流域间不同时期水文变量关系变化可以反映城市化的影响。 如果统计检验结果拒绝了零假设，或通过经验检验方法认为该地区城市化对水文变量影响显著，则表明该地区水文系列的一致性受到破坏。此时，不宜直接采用流量资料由频率分析方法推求设计值。 一般说来，与流量和水位资料相比，降雨受城市化影响相应较小，因此常假定降雨不受城市化影响，采用由设计暴雨推求设计流量和设计水位的途径。 图3-1 应用推理公式推求管道设计流量框图 第（6）栏，设计雨强。由表5－3查得北京市雨强公式，把T＝2年和t＝τ代入i ＝ 167×11.98（1＋0.811Lg2）/（τ＋8）0.711 ＝ 2489.1/（τ＋8）0.711  i1＝ 2489.1/（17.7＋8）0.711 ＝ 248（L／s·hm2） 第（9）栏，计算出的设计管径，这里按满管重力流由曼宁公式计算D ＝（3.2084nQp/J0 0.5）3/8  D1＝（3.2084×0.014×0.706/ 0.0180.5)3/8 ＝0.582（m） 第（10）栏，实际采用的管径。 据流域等流时线图，可以作出流域的汇流面积随汇流时间的累积曲线，简称汇流曲线。全流域汇流曲线ω～T是由各子集水区域汇流曲线累积得出，即ω（t）＝∑ωi（t） 式中 ω（t）— t 时刻全流域汇流面积，hm2； ωi（t）— t 时刻第i个子集水区域汇流面积，hm2。  由汇流曲线错开ΔT相减，得等流时面积Δωi＝ω（ti＋Δt）－ω（ti） i＝1，2，… ，n 根据各时段的等流时面积Δω1，Δω2，… ，Δωn，由设计净雨推求设计流量过程线。 3、调蓄计算：把管渠系统看作一个调蓄水库，把未经管渠系统调蓄的，用等流时面积途径推求出的流域出流，作为水库的入流。再采用水库演算方法计算经调蓄的出流过程。  （Q1+Q2）/ 2 -（q1+q2）/2 =V2-V1 Q ＝F（V ） 式中， Q1，Q2— 时段ΔT 始、末经管渠水库调蓄的入流 量，L／s； q1，q2— 时段ΔT始、末未经管渠水库调蓄后的出 流量，L／s； 联立求解以上两式，可求得经调蓄的出流过程线Q～t。  第五章 城市雨洪水质模型 第一节 雨洪管理模型（SWMM） 第二节 蓄水、处理、溢流模型（STORM） 第三节 沃林福特模型（Wallingford procedure） 第四节 伊里诺排水模型（ILLUDAS） 在排水系统径流计算方面的水文模型，并不是象水工实验通过几何尺寸变换的物理模型，而是用数学语言来描述的数学模型。采