降雨-径流与非点源污染物浓度及流失量关系分析——以铁岭市柴河水库上游流域为例

以铁岭市柴河水库上游集水区域为研究对象,利用铁岭市柴河堡水文站降雨时节实测的暴雨径流数据、泥沙数据、污染物浓度数据进行分析,侧重研究降雨时节暴雨径流量与主要污染物浓度及污染物瞬时流失量之间的关系,以期为柴河流域农业非点源污染控制提供参考。研究结果表明:暴雨期内,非点源污染物浓度及瞬时流失量与径流峰值几乎同步出现,它们之间存在着非常密切的关系。     

上海中心城区苏州河沿岸排水系统降雨径流水文水质特性研究

为了解城市合流制管道系统降雨径流的水文水质变化过程与特征,于2007年7～9月对上海中心城区合流制排水系统(CSS)4类强度降雨(小雨、中雨、大雨和暴雨)的降雨量、径流量和污染浓度进行了同步连续监测与分析.结果表明,径流过程线滞后于降雨过程线约15～25 min,形态与降雨过程线相似,波动幅度低于降雨过程线.4类强度降雨的径流系数分别为：0.33、 0.62、 0.67和0.73.CSS基本存在30/30标准的降雨径流初始冲刷现象,污染物浓度过程线滞后于降雨过程线约30～40 min. 4类强度降雨径流的pH值和重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni的事件平均浓度(EMC)均符合地表水环境质量标准Ⅴ类水要求,COD、BOD₅、NH⁺₄-N和TP的EMC的变化范围分别为225.0～544.1、 31.5～98.9、 8.9～44.2和1.98～3.52 mg·L^-1,平均分别超过Ⅴ类水标准9.3、 5.6、 11.7和6.1倍,接近国外城市CSS的平均污染水平.SS与COD、BOD₅、NH⁺₄-N和TP在P<0.01水平上均具有一定的正相关性(R为0.359～0.736),颗粒态有机类和营养类污染物的比例平均为70.21%.     

增大库水位日降幅联合降雨条件下张家祠堂滑坡稳定性分析

库水位下降对滑坡的稳定性变化有重要影响。以张家祠堂滑坡为例,利用Geo-studio软件的Seep/W模块和Slope/W模块分别对滑坡渗流场和稳定性进行数值模拟计算,分析降雨和不同库水位下降速率对该滑坡稳定性的影响规律,并结合滑坡变形的调查情况和数值模拟计算结果对该滑坡进行稳定性预测与评价。结果表明:张家祠堂滑坡为降雨型滑坡,相对于降雨,增大库水位日降幅对滑坡稳定性影响非常有限;预测在非汛期增大库水位日降幅条件下,滑坡整体基本稳定;滑坡在中前部虽有变形,但滑坡整体并未形成连续贯通的软弱面,因此该滑坡目前为基本稳定;滑坡在最危险工况(库水位日降幅1.2m/d+降雨)下的稳定性系数为1.154,滑坡处于基本稳定状态。     

基于元胞自动机的极端降雨下地铁疏散模拟*

为研究地铁系统在极端降雨灾害下的人员疏散过程,分析人员疏散过程影响因素和改善方法,将数值模拟方法与模糊逻辑理论相结合,在传统元胞自动机疏散模型中引入人员疏散行为选择机制,模拟地铁隧道遭受洪水侵入以及采取改善措施后的疏散情况。研究结果表明:引入人员疏散行为选择机制可以较真实地模拟极端降雨下受限空间中的人员疏散过程;采取改善方案后,人员被迫改变疏散行为的比例下降53.95%,人群疏散安全度由0.201提升至0.633;当采取与防洪能力不适应的疏散平台高度时,疏散安全度较采取合理设施时平均下降30%且差异较大;硬件设施满足安全度达到0.6为宜,按照最终安全度为1设计疏散方案,可使硬件设施设计与疏散方案制定更加合理配套。研究结果可为地铁系统防洪设计与管理提供参考。     

城市河流重金属元素对降雨径流的动态响应

以海口市美舍河市区河段为研究对象,于2020年雨季分别采集降雨径流以及降雨径流汇入后的河流瞬时水样,测定并分析主要重金属元素的浓度及其变化规律,探讨其对降雨径流的动态响应。研究结果表明：降雨径流对河流可溶态污染元素质量浓度的贡献不突出,对可溶态锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、硒（Se）具有一定稀释作用,排水口下游 3 m处是可溶态铬(Cr）、锰（Mn）、钴（Co）对降雨径流响应最显著区域;降雨径流对各悬浮态元素质量浓度贡献较大,排水口下游7 m处是绝大多数悬浮态元素对降〖JP〗雨径流响应最显著区域;Mn、Zn、Cr、镍（Ni）、As、Co、Cd 7种元素的总质量浓度对降雨径流的动态响应表现为先上升后下降。其中,排水口下游3 m处是Cr、As总质量浓度对降雨径流响应最显著区段,排水口下游7 m处是Mn、Co、Ni、Zn及Cd总质量浓度对降雨径流响应最显著区段。降雨径流对河流主要污染元素年输入总量估算结果表明,海口市建成区降雨径流向美舍河等受纳水体直接年输入量最大的是Mn和Zn,其次是Cr、As、Ni,Se与Cd的年输入量最小。     

汽车环境风洞降雨模拟影响因素研究

目的 研究自然界降雨量与汽车环境风洞模拟降雨量之间的关系,得到中国气象条件的雨量设定经验公式,为汽车环境风洞模拟降雨量的设定提供理论依据。方法 理论分析自然界气象降雨和汽车环境风洞模拟降雨的特点和差异,研究影响汽车环境风洞模拟降雨量的因素。结果 在无风条件下,影响汽车环境风洞降雨量的因素有气象降雨量、前挡风玻璃倾角、雨滴直径和车速等。按照车速将降雨分为汽车停止和汽车行驶2种模式,提出结合中国气象条件的汽车环境风洞模拟降雨量的经验公式。结论 在相同降雨等级下,汽车停止状态下的汽车环境风洞降雨量一般大于车辆行驶状态。在气象降雨量等级为短时中雨时,行驶汽车的雨量设定值与车速呈指数增长关系。     

降雨作用下基于电导性能的土坡基质吸力时空变化试验研究

降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植马尼拉草,研究植草边坡在均匀降雨、前小后峰和前峰后小这3种动态降雨模式下的入渗特征。研究结果表明：动态降雨模式下,降雨强度变化对土体电阻率和含水率均能产生影响,但都存在一定滞后性。降雨前边坡土体基质吸力、电阻率较高,随着深度的增加逐渐递减。降雨后表层土体基质吸力、电阻率出现较大跌幅,分布上呈现由浅层到深层逐渐增大态势。结合Keller改进的Archie拓展模型与VG模型,得到基于电阻率的残积土基质吸力计算模型,并用试验数据进行验证,结果较为合理,为非饱和残积土基质吸力的测量提供一种快速便捷的方法。研究成果有助于探究非饱和残积土边坡在不同降雨模式下的渗流特征,揭示了降雨作用下坡残积土的电导性能演化规律与基质吸力空间分布特征。     

降雨入渗条件下双层非饱和土边坡渐进性破坏数值分析

为了研究降雨入渗引起的双层非饱和土边坡的破坏机理,提出了渗透变形水-土-气三相耦合的有限元数值分析方法。计算程序中通过采用合理的非饱和土弹塑性本构模型,使其可描述双层非饱和土边坡在降雨入渗时的渗透-变形耦合力学特性变化,进而更加清晰明了地阐述非饱和土边坡的破坏机理。以2层不同湿密度的非饱和砂土边坡的模型实验作为研究对象,采用所提出的数值计算方法对不同降雨强度(50、100 mm/h)与双层坡角(59°和68.3°)等4个工况进行了数值模拟分析。与试验结果对比可知,数值模拟结果可以很好地再现试验观测现象,包括不同工况下的孔隙水压力变化、破坏时间。计算结果表明：1)由于2个土层的透水系数有所差异,水在2个土层之间的水分迁移较为缓慢。2)坡角越小(59°)或者降雨强度越小(50 mm/h),边坡破坏所需要的时间越长。3)在降雨过程中塑性破坏是从边坡左侧的坡趾附近开始,逐渐延伸至坡顶,最后形成一条贯穿整个边坡的塑性剪切带。4)边坡左侧的土体整体沿着滑动带向下滑动。在降雨强度较大(100 mm/h)的情况下,边坡滑动的规模相对较小。     

降雨诱发公路滑坡社会风险评估∗

降雨诱发公路滑坡灾害威胁着行车人员的生命安全,评估公路滑坡社会风险具有重要意义。然而,目前的公路滑坡社会风险评估方法无法考虑不同伤亡人数的年发生概率。针对上述不足,提出公路滑坡两类影响方式下不同伤亡人数的年发生概率计算方法,两类影响方式分别为运动滑体冲击行进中车辆和运动车辆碰撞已滑落滑体。提出的方法被用于评估香港地区青山公路某滑坡社会风险。首先基于中国香港历史滑坡数据统计获得降雨诱发该滑坡的年发生概率,之后采用经验公式预测该滑坡可能的滑动距离,最后基于全概率理论对两类影响方式下不同伤亡人数的年发生概率分别进行计算,并基于F?N 图对社会风险进行评价。评价结果表明不同类型车辆人员的伤亡风险互不相同,运动滑体冲击行进中车辆造成的人员伤亡风险低于运动车辆碰撞已滑落滑体造成的人员伤亡风险。     

南宁市老城区降雨径流溯源及污染特征分析

降雨径流是城市河道污染的重要来源之一.为了解降雨径流的污染特征,对南宁市老城区进行降雨径流同步采样监测,分析不同降雨条件下不同下垫面污染状况、初期冲刷效应及污染贡献比等特征,探讨了径流污染初期冲刷计算方法及影响因素分析,并根据老城区菜市场下垫面讨论降雨径流下垫面选取标准与必要性.结果表明,南宁市老城区径流污染中,道路及...