城市水文學(xué)（urban hydrology），也稱(chēng)都市水文學(xué)，是水文學(xué)的一個(gè)分支，專(zhuān)門(mén)研究大中型城市環(huán)境中受城市化影響的水文過(guò)程。這門(mén)學(xué)科旨在為城市規(guī)劃、建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、市政管理和居民生活質(zhì)量提升提供水文基礎(chǔ)。城市水文學(xué)涵蓋的內(nèi)容廣泛，包括城市化對(duì)水文過(guò)程的影響、城市水文氣象的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)、城市供水與排水、城市水環(huán)境、城市的防洪除澇、城市水資源、城市水文模型和水文預(yù)測(cè)以及城市水利工程經(jīng)濟(jì)等方面。它是一門(mén)綜合了水文科學(xué)、水利工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和城市科學(xué)的邊緣學(xué)科，對(duì)于城市發(fā)展和社會(huì)生活的各個(gè)方面都有著重要的影響。
特點(diǎn)
綜合性
城市水文學(xué)是一門(mén)綜合性極強(qiáng)的交叉學(xué)科，融合了水文科學(xué)、水利工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和城市科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。
動(dòng)態(tài)性
由于城市地區(qū)的人類(lèi)活動(dòng)頻繁且不斷變化，城市水文學(xué)不僅關(guān)注長(zhǎng)期的穩(wěn)定狀態(tài)，更強(qiáng)調(diào)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
發(fā)展歷史
城市水文學(xué)的歷史可以追溯到1851年，當(dāng)時(shí)T.J.摩爾凡尼提出了一種計(jì)算洪峰流量的合理化公式，標(biāo)志著這一領(lǐng)域研究的開(kāi)端。直到1967年，城市水文學(xué)主要采用傳統(tǒng)的水文學(xué)方法來(lái)解決問(wèn)題。此后，隨著城市化進(jìn)程的加速，城市水文學(xué)逐漸建立了適應(yīng)城市特性的分析方法，并開(kāi)發(fā)出了多種能夠同時(shí)考慮防洪、排水、供水和水質(zhì)控制的城市水文學(xué)模型。
研究?jī)?nèi)容
城市水文學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括城市水文氣象、城市暴雨徑流及防洪、排水，城市水資源及供需平衡，以及城市水質(zhì)評(píng)價(jià)及水污染控制等基本問(wèn)題。此外，城市水文學(xué)還探討了一系列重要課題，如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題、城市流域暴雨徑流模擬、城市供水及優(yōu)化調(diào)度、城市污水排放及處理等。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題
在城市防洪和排水工程的設(shè)計(jì)中，安全性與經(jīng)濟(jì)性之間的平衡至關(guān)重要。傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)常以洪水流量的發(fā)生頻率或重現(xiàn)期為基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)代研究指出，除了重現(xiàn)期外，還應(yīng)考慮風(fēng)險(xiǎn)率和可靠度等因素。風(fēng)險(xiǎn)率反映了特定重現(xiàn)期水文要素在工程運(yùn)行期間出現(xiàn)的可能性，而可靠度則通過(guò)安全因素體現(xiàn)，即設(shè)計(jì)值與實(shí)際觀測(cè)值的比例。針對(duì)城市區(qū)域，設(shè)計(jì)暴雨時(shí)尤其需要注意短歷時(shí)（5至60分鐘）的點(diǎn)暴雨規(guī)律。而對(duì)于較大城市集水區(qū)或研究非點(diǎn)污染源的情況，還需要考慮暴雨的時(shí)空分布。
城市流域暴雨徑流模擬
城市排水系統(tǒng)的構(gòu)成通常包括管網(wǎng)和排水河網(wǎng)。城市面積上的暴雨洪水會(huì)先流入管網(wǎng)，隨后進(jìn)入河網(wǎng)。為了模擬城市流域的暴雨徑流，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種不同的模型。其中，有的僅提供洪峰流量，有的還能提供洪水過(guò)程線，還有一些則是多功能模型，能夠同時(shí)處理多個(gè)方面的問(wèn)題。
城市供水及優(yōu)化調(diào)度
城市供水需求龐大，且具有自身的規(guī)律和特殊要求。城市供水來(lái)源多樣，可能包括地表水和地下水。無(wú)論是單水源還是雙水源供水，都需要評(píng)估水資源量、水質(zhì)并進(jìn)行供需平衡分析。此外，還需探索水資源的循環(huán)利用和最優(yōu)化供水方案。
城市污水排放及處理
城市中的工業(yè)廢水和生活垃圾都是水污染的重要源頭。污染源可分為點(diǎn)污染源和非點(diǎn)污染源兩類(lèi)。點(diǎn)污染源指集中排放的廢水，而非點(diǎn)污染源則由人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的污染物經(jīng)雨水沖刷后形成的。后者是城市污水處理中亟待深入研究的問(wèn)題。
參考資料 >
城市水文學(xué).百度學(xué)術(shù)搜索.2024-11-26
城市水文學(xué).百度學(xué)術(shù)搜索.2024-11-26
城市水文學(xué).百度學(xué)術(shù)搜索.2024-11-26