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水 利 学 报

２０２２年 ７月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５３卷 第 ７期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２２）０７ － ０８１１ － １２

基于 Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ模型的 ＬＩＤ措施雨水径流控制效应研究

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麦叶鹏 １，２ ，黄国如 ２，３，４ ，解河海 ，曾碧球 ，马兴华 １
（１．珠江水利委员会 珠江水利科学研究院，广东 广州 ５１０６１１；
２．华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 ５１０６４０；
３．华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室，广东 广州 ５１０６４０；
４．广东省水利工程安全与绿色水利工程技术研究中心，广东 广州 ５１０６４０）

摘要：为探究 ＬＩＤ措施在不同工况下的雨水径流控制效应，选取生物滞留池、下凹式绿地及透水铺装为研究对
象，构建 Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ模型来模拟分析其雨水径流控制效应。结果表明：生物滞留池的径流量削减率与汇水面积比
和蓄水层厚度为正线性相关关系，与种植土厚度（ ２０～４０ｃｍ）为负线性相关关系；下凹式绿地的径流量削减率与
汇水面积比、雨水口高度和种植土厚度为正线性相关关系；透水铺装的径流量削减率与降雨历时和透水砖渗透系数
为正相关关系，与雨峰系数为负相关关系。建议生物滞留池的蓄水层厚度取值为 ３０ｃｍ、种植土厚度取值为 ３０ｃｍ；
建议下凹式绿地的汇水面积比不小于 １５％、雨水口高度取值为 １０ｃｍ、种植土厚度取值为 ３０ｃｍ；当透水砖渗透
系数大于 ０．２９１ｃｍ?ｍｉｎ时，透水铺装产生的雨水径流较少。
关键词：生物滞留池；下凹式绿地；透水铺装；雨水径流控制效应；Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ
中图分类号：ＴＶ２１３．４ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０３３６
文献标识码：Ａ
１ 研究背景

试验和监测是探究低影响开发（ｌｏｗｉｍｐａｃｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＬＩＤ）措施对雨水径流控制规律和机理的必
不可少的环节，但是进行大量工况下的试验和监测会耗费大量财力物力，因此基于物理模型试验结
果，构建数值模型，并通过数值模型来模拟分析更加经济合理。模型模拟是优化 ＬＩＤ措施设计和预测
运行结果的有效手段，目前有不少研究 ［１ － ４］ 通过模型模拟或现场监测探究 ＬＩＤ措施在地块或片区尺度的
雨水径流控制效果，也有部分研究基于试验结果运用模型模拟分析 ＬＩＤ单项措施的雨水径流控制效应。
对于 ＬＩＤ单项措施模拟模型而言，常用的模型有 ＳＷＣ、Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ、ＤＲＡＩＮＭＯＤ和 ＲＥＣＡＲＧＡ。
ＳＷＣ模型可用于场次和长序列降雨条件下 ＬＩＤ措施的雨水径流水量分析，一般适用于选用 ＬＩＤ措施类
型及其面积 ［５］ ；Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ模型可用于场次和长序列降雨下可变饱和多孔介质中的水流运动和溶质运
移分析 ［６］ ，因此可用于分析 ＬＩＤ措施径流水量变化和径流污染物在填料中的迁移机理；ＤＲＡＩＮＭＯＤ模
型可通过长序列降雨数据来预测地下水位、排水速率和排水总量，以及模拟氮素的转化和盐分运移，
但不能进行场次降雨分析 ［７］ ；ＲＥＣＡＲＧＡ模型适用于模拟生物滞留设施水量变化过程，但其降雨间隔最
［８］
小为 １ｈ 。由于 Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ模型不仅可以模拟 ＬＩＤ措施的径流水量和径流污染物变化过程，而且还可
用于场次降雨分析，因此本研究选用 Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ模型展开 ＬＩＤ单项措施雨水径流控制效应模拟研究。
李家科等 ［９］ 利用 Ｈｙｄｒｕｓ － １Ｄ模型对不同情景下生物滞留池的水量削减效果进行模拟分析，结果表
明人工填料层为粉煤灰＋ 沙的生物滞留池对水量削减效果最佳，进入水量的增大会降低生物滞留池的

收稿日期：２０２２ － ０４ － ２８；网络首发日期：２０２２ － ０７ － ０５
网络首发地址：ｈｔｔｐ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２２０７０４．１４５２．００４．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金项目（５１８７９１０８，５１７３９０１１）
作者简介：麦叶鹏（ １９９３ － ），博士后，主要从事城市水文与海绵城市建设研究。Ｅ － ｍａｉｌ：１３９２７６０６３８＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者：黄国如（１９６９ － ），教授、博导，主要从事水文学及水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｇｒ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
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