一种南方城市雨水可利用量计算方法与流程

文档序号:12421720阅读:677来源:国知局

本发明涉及一种南方城市雨水可利用量计算方法,属于水文水资源技术领域。



背景技术:

雨水资源也称雨洪资源,其利用方式是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面降水所产生的径流,采取相应的措施,收集、利用,以达到充分利用水资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力等目的,属于资源利用于灾害防范的系统工程。在我国,城市化进程的加快影响了城市产汇流的自然规律,雨水作为一种资源逐渐被人们所重视。雨水资源化研究一直是学者研究的一个难点和热点,合理利用城市雨水能给城市带来良好的社会效益和经济效益,我国城市雨水利用发展迅速,也得到了一定的推广。目前,国内讨论的雨水资源为城市通过相应措施,建设相应设备搜集的可利用的雨水资源量,而设备设计与建设的依据是城市可利用雨水资源量,目前,城市可利用雨水资源量的计算一般采用经验公式,且公式中参数较多、获取困难。



技术实现要素:

本发明的目的在于基于水量平衡原理,提供一种南方城市雨水可利用量计算方法,从而通过推求城市雨水可利用量,为城市水资源开发与利用提供借鉴和参考。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

第一步、解析城市基本要素,基本要素包括城市陆面面积、城市多年平均(简称年均,以下同)面降水量、城市陆面年均蒸发量、城市境内地表年均水资源可利用量、城市年均土壤含水变化量等。

说明:城市陆面面积,指陆地面积,可通过城市总体面积扣除水域面积而得,也可以采用常规方法测量而得。

面降水量是描述整个区域(流域)内单位面积上的平均降水量的物理量,能较客观地反映整个区域的降水情况。可采用常规方法计算。

地表水资源可利用量是指在可预见的时期内,统筹考虑生活、生产和生态环境用水,协调河道内与河道外用水的基础上,通过经济合理,技术可行的措施可供河道外一次性利用的最大水量(不包括回归水重复利用量),可表示为:W地表水可利用量=W地表水资源量-W河道内最小生态环境需水量-W洪水弃水,地表水资源量、河道内最小生态需水量和洪水弃水可以采用常规方法计算。

陆面蒸发是特定区域天然情况下的实际总蒸散发量,又称流域蒸发,它等于地表水体蒸发、土壤蒸发和植物散发量之和。可以采用常规方法计算。

土壤含水变化量是指一定时间内土壤含水量的变化值,可正可负,可采用常规方法计算不同时段的土壤含水量推求。

第二步,建立城市陆面水量平衡方程P-E=Wp+Wr+△W,其中,P为城市年均面降水量(mm)、E为城市陆面年均蒸发量(mm)、Wp为城市年均可利用雨水资源量(mm)、Wr为城市境内地表年均水资源可利用量(mm)、△W为城市年均土壤含水量变化量(mm)。

说明:流域水量平衡是一个流域在任一时段内,其收入的水量等于支出的水量、时段始末蓄水变量和流域内外交换水量的代数和。若流域为闭合流域时,则无流域内外的交换水量。此处将城市看作一个闭合流域(当流域的地面、地下分水线重合,河流下切比较深,流域面积上降水产生的地面、地下径流能够全部经过出口断面排出者,称为闭合流域),不考虑流域流域内外的交换水量,则可建立如下水量平衡方程P-E=Wp+Wr+△W。认为地下水资源量平稳。

第三步,推求城市年均雨水可利用量Wp=P-E-△W-Wr

说明:各单位必须统一,为mm。

第四步,转换城市年均雨水可利用量的量级单位W′p=Wp·A·10-5,其中,A为陆面面积(km2)。

说明:上述时间尺度为年。

本发明方法为定量分析南方城市雨水可利用量提供了新的技术方案,有助于南方城市雨水资源量的分析,对城市水资源开发与利用具有重要意义,该方法规避了传统方法参数过多的弊端,且通过水量平衡原理推求避免了雨水资源漏算的弊端。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1:

按照如下步骤实施:

一、解析城市基本要素,该实施例城市面积为1895km2、水域面积57.2km2,则陆面面积A=1837.8km2,面降水量P=1182.4,陆面蒸发量E=800mm;城市境内地表年均水资源可利用量5.233亿m3;城市大部分为不透水面积,且南方湿润地区认为年变化为0,故△W=0。

二、统一单位,将城市境内地表年均水资源可利用量5.233亿m3转换为284.7mm。

三、建立水量平衡方程,并推求城市年均雨水可利用量为Wp=P-E-△W-Wr=1182.4mm-800mm-0mm-284.7mm=97.7mm。

四、转换量级,W′p=Wp·A·10-5=97.7×1837.8*10-5=1.7955亿m3

需要强调的是,本发明所述的是雨水可利用量,而不是实际资源化量,也就是指该城市最大可利用雨水资源的总量。

此外,本发明所述实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明并不限定于实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。

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