《城市生态环境学与可持续发展城市》课程教学资源（PPT讲稿）第四章 城市水文及水资源

第四章城市水文及水资源 松辽流城 海河流城 淮河流城 黄河流城 长江流城 珠江流城 太湖流城

§4-1城市化地区的水文效应 ※城市化的最主要特征: 人口集中和建筑密度增大 道路铺装,不透水面积增大 世界上得不到安全饮用水的人12亿 整治河道,兴建排水管网等 人类可利用的该水资源只占全球水总量0,325%5 一项在北京、上海、广州三市的 改变了当地的雨洪径流形成 爱 调查结果显示 会主动及时关掉答水939 条件 水 公共场所用 用水间隔 x88 民 城市社会经济发展对水的 b资 家中有派 取 源时 部水x84.7%的 节 需求量增大,废、污水增多, 0一水k多用,如洗衣 水用来拖地,再神 18 水 使用节约型水具 从而对水的流动,循环等产 如节水鸦桶3 为 生了影响 资料来源零点食 然六云度制竖物4月21星划

§4-1 城市化地区的水文效应 ※ 城市化的最主要特征： ◼ 人口集中和建筑密度增大, 道路铺装，不透水面积增大， 整治河道，兴建排水管网等 改变了当地的雨洪径流形成 条件 ◼ 城市社会经济发展对水的 需求量增大，废、污水增多， 从而对水的流动，循环等产 生了影响

城市化地区的水文效应 城市水系的一般情况 1、地面水系人工化:河道裁弯取直,修建水库 开辟人工河道,天然的河流被闸、坝、堤设防控制 地下建成排水系统

城市化地区的水文效应 一、城市水系的一般情况 1、地面水系人工化：河道裁弯取直，修建水库 开辟人工河道，天然的河流被闸、坝、堤设防控制 2、地下建成排水系统

城市化的水文效应 1、城市水循环过程变化 天然地域地表:有良好透水性 降水:50%下渗地下;40%填洼和蒸发;10%地表径流 城市化:不透水下垫面增加,贮存水量减少,地 表径流增大 降水:32%下渗;25%蒸发;13%屋顶径流;30%地表径流 降水100% 降水100% 蒸发40% 蒸散发25% 屋顶 地面径流10% 地面径流30% 噪雨下水道43% 地下水50% 地下水32%

二、城市化的水文效应 1、城市水循环过程变化 ● 天然地域地表：有良好透水性 降水：50％下渗地下；40％填洼和蒸发；10％地表径流 ● 城市化：不透水下垫面增加，贮存水量减少，地 表径流增大 降水： 32％下渗；25％蒸发；13％屋顶径流；30％地表径流

二、城市化的水文效应 2、河流水文性质的变化 地表径流增加:径流系数增 大,增大了对河道和排水沟 渠的压力 径流系数:某段时间内径 流深与降水量之比,表示降 水量用于形成径流的有效雨

二、城市化的水文效应 2、河流水文性质的变化 ◼ 地表径流增加：径流系数增 大，增大了对河道和排水沟 渠的压力 径流系数：某段时间内径 流深与降水量之比，表示降 水量用于形成径流的有效雨 量

城市化的水文效应 2、河流水文性质的变化 城市化对天然流道整治, 城市化后 截弯取直等,增加了河 道汇流的水文效应。 城市化前 现状: 城市化地区洪峰流 量约为城市化前的3倍 洪峰历时缩短三分 图4-17城市化前后洪水过程线比较 (引自:杨凯,袁雯、1993) (Q1、Qbm2为洪峰流量;!1、t2为峰况历时(滞时);T1,T2为 洪水过程线底宽(洪水历时)P为有效降雨

二、城市化的水文效应 2、河流水文性质的变化 城市化对天然流道整治， 截弯取直等，增加了河 道汇流的水文效应。 现状： 城市化地区洪峰流 量约为城市化前的3倍； 洪峰历时缩短三分 之一

三、城市化的水文效应 3、径流污染物荷载量增加 地下水位下降,水量平衡失衡,生态环境恶化 城市化 人口密度增大 建筑密度增大 污水增多 需水量增加 不透水区 改变了 面积扩大 排水系统 水源问题 城市气候 发生变化 暴雨水质恶化 地下水 径流量增加 补给量减小 [速加快 承受水体 水质下降 基流减小 蜂值流量增 L流时间和 时基缩短 献污染问题 控制洪水问题 图4.3城市化水文问题框图

二、城市化的水文效应 3、径流污染物荷载量增加 4、地下水位下降，水量平衡失衡，生态环境恶化

§4-2城市化地区的雨洪径流特征 城市化对地面径流的影响 1、城市地面的产流过程 截留、填洼,下渗是影响产流的主要因素 地面不透水面积增大,植被少,蒸发少,地表径流快 汇集雨水快,产流量大,洪峰高

§4-2 城市化地区的雨洪径流特征 一 、城市化对地面径流的影响 1、城市地面的产流过程 截留、填洼，下渗是影响产流的主要因素 ◼ 地面不透水面积增大，植被少，蒸发少，地表径流快 ◼ 汇集雨水快，产流量大，洪峰高

城市化对地面径流的影响 水量平衡:任一时段内,区域水量收入量与支 出项代数和为零, 天然流域水量平衡式:P-E-R±△w=0 P一流域降水量E蒸发量R径流量亼W流域贮水 量的变化 城市的年径流量可能是天然流域的2-2.5倍

一、城市化对地面径流的影响 ● 水量平衡：任一时段内，区域水量收入量与支 出项代数和为零， ◼ 天然流域水量平衡式：P－E－R±△W＝0 P－流域降水量 E蒸发量 R 径流量 △W流域贮水 量的变化 ◼ 城市的年径流量可能是天然流域的2－2.5倍

城市化对地面径流的影响 水量平衡: 如果包括城市供水系统抽取的深层地下水和从外 流域引水 城市地区年径流量:R=R0+R+△PC±△E一R”-L R_城市地区年径流量R_区域多年平均年径流量 R一外流域引进的水量或深层地下水 R?-输送到流域以外或直接排入到大海的下水道排水量 亼P一城市地区降雨量的增量(mm)c-年径流息系数 L一供排水系统的损失水量

一、城市化对地面径流的影响 水量平衡： 如果包括城市供水系统抽取的深层地下水和从外 流域引水： 城市地区年径流量：R＝R0＋R’＋△P·C±△E－R’’－L R –城市地区年径流量 R0－区域多年平均年径流量 R’－外流域引进的水量或深层地下水 R’’－输送到流域以外或直接排入到大海的下水道排水量 △P－城市地区降雨量的增量（mm） c－年径流息系数 L－供排水系统的损失水量