人工降雨的方式范文第1篇

关键词：DSH1型称重式降水传感器；固态降水；对比分析

中图分类号：P412.13文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-01-24-1

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对天气预报和灾害性天气的预警能力的需求也日益增强。北方冬季降雪频繁，出现灾害性暴雪天气次数增多。实时监测雪情，为做好气象防灾、减灾提供有利依据已成为观测台站的一项重要任务。DSH1型称重式降水传感器增强了对固态降水自动连续观测能力，提高了观测资料密度和时效性，可为全社会应对重大冰雪灾害的应急保障能力提供快速、准确、动态的实时监测信息。

1所用实测降水数据及对比分析

1.1所用实测降水数据

2012年1月～ 4月、2012年10月～ 2013年4月，共11个月的称重式降水传感器实时监测与口径为20厘米雨量器人工定时实测的固态降水（固态和混合降水）资料。

1.2从数据的完整性、可靠性、准确性三方面进行对比分析

数据的完整性。从实测记录看，无由于客观（如长时间停电或仪器故障）或人为原因造成的记录丢失或缺测；数据的可靠性。通过统计每月有无降水一致率来分析数据的可靠性。

（1）有无降水的一致率：以自动气象站采集数据Z文件中的过程降水量（降水间歇时间不超过2小时）为依据，过程降水量≥0.1毫米即为有降水，否则视为无降水。当自动站过程降水量为0，而人工观测降水量≥0.1毫米；或自动站过程降水量≥0.1，而人工观测降水量为0，均作为一次不一致统计，否则为一致。从实测数据看：在实有56次降水过程中，只有一次人工观测降水量为0.1毫米，DSH1型称重降水传感器没有显示降水量（记为0.0毫米），即有降水一致率为98.2%。（2）自动站观测降水量只与人工定时降水量比较，当人工定时降水量≤10.0毫米时两者差值≤0.4毫米，定时人工降水量>10.0毫米时两者差值百分率≤4%，则为一致。月一致率（%）=对比差值小于一致率范围的次数/有效总次数×100%，从实测数据统计出各月的一致率为：

从上表可看出有7个月一致率达100%，说明人工20厘米口径雨量器观测降水量与DSH1型称重式降水传感器采集的降水量两者相关关系显著，同步性较好。但仍有4个月一致率未达100%，造成不一致的主要原因是当降水量≥2.0毫米时，称重式降水传感器采集的降水量较人工雨量筒测量的降水量偏多2.5%～20.0%左右。产生此种偏差的主要原因是称重式降水传感器承水口顶部有防风圈（人工雨量筒无防风圈），减少了风对降水的影响。另一原因是两种仪器承水口距地高度不同，雨量筒承水口距地面只有70厘米，而称重式传感器承水口距地面120厘米。

数据的准确性：准确度的评估仅采用有降水时间段的资料（过程降水量≥0.1毫米），设X为参考标准降水量（人工雨量筒测量降水量），Xi为称重式传感器采集的累计量。

由图1可看出，共有45次过程降水量≤5.0毫米，有7次过程两者差值超过0.2毫米，占总次数的15.5%。差值小于0.2毫米占总次数84.5%，准确度较高。

由图2可看出，有11次过程降水量>5.0毫米，但只有一次两者降水量对比差值≤4%，其他两者降水量对比差值均超出了规定范围，称重式降水传感器采集的降水量较人工雨量筒观测降水量偏多5%～12%，只有一次为偏少16%（称重式降水传感器滞后，前期降水量未记录上）。分析原因：（1）因风场变形或其他因素导致20厘米口径的雨量器测得的降水量较实际降水量偏少10%～50%。称重式传感器相对于20厘米口径的雨量器测得的降水量更接近真实值。（2）分析称重式固态降水传感器测量数据偏少原因，可能为测量原理导致降水数据漏采样，数据采集上传时间滞后。

3结论

人工降雨的方式范文第2篇

关键词：下凹式绿地；雨水利用；绿地深度；工业企业

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号

Abstract：The downgoin grassland is an effective and convenient way for utilization of city rainwater, this article describes the function of downgoing grassland and depth of downgoing grassland at industrial enterprises according to the analysis of the necessity of downgoing grassland at industrial enterprises.

Key words： Downgoinggrassland； Utilization of rainwater； Depth of grassland；IndustrialEnterprises

0、雨水利用现状

20世纪80年代初国际雨水集流利用系统协会（IRCSA）成立标志着国际上对城市雨水管理的研究和实践的形成。其中日本早在1980年开始实施雨水贮留渗透计划，并在1992年颁布的“第二代城市下水总体规划”中要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置就地下渗雨水的设施。发展到今天，城市对雨水管理的方式有政策层面的，有技术层面的，种类多样。其中以德国的MR系统(Mulden Rigolen System)，又称(水洼)渗透渠组合系统，评价最高。该措施是通过雨水在低洼草地中短期储存和在渗渠中的长期储存，延长雨水下渗时间，保证最多雨水下渗［1］。

在我国，雨水利用在农业领域由来已久，2001水利部颁布的《雨水集蓄利用工程技术规范SL267-2001》标志着农业、农村利用雨水技术的成熟。同农业、农村相比我国城市雨水利用方面研究、实践起步比较晚，到20世纪90年代，北京、上海等城市率先开展了城市雨水利用研究，至2006年原建设部颁布《建筑与小区雨水利用工程技术规范 GB 50400-2006》，标志着雨水利用技术在城市领域初步形成。近年来雨水利用工程主要集中在住宅、商业等建设领域，在工业建设领域鲜有尝试。

1、工业企业下凹式绿地的必要性

我国传统对城市雨水管理理念是“快速排除场地雨水，不积水，不内涝，避免洪水威胁”。通常做法是把雨水口设在路面上，路面低于绿地，屋顶径流、路面径流很快汇集到雨水口排走。如下图1所示。

传统雨排水示意图 1

国土资源部［2008］24 号文件规定“工业企业内部一般不得安排绿地，但因生产工艺等特殊要求需要安排一定比例绿地的，绿地率不得超过20%”。换言之：工业企业内80%的地面将被屋面、道路、广场等不透水物质所覆盖，综合径流系数达0.81~0.83，是自然地面综合径流系数的2.7~4.15倍。地面形态如此改变，一方面致使雨水径流量增加洪涝灾害频发；另一方面雨水径流下渗被阻隔，导致城市地下水位日益下降［2］。此外，气候恶化、水体恶化、生态环境恶化等一系列问题接踵而至。如何在节约土地的同时减轻对生态环境的冲击和破坏，恢复和重建自然生态，实现发展与生态保护的和谐统一，在工业建设中显得攸关重要。

《建筑与小区雨水利用工程技术规范 GB 50400-2006》中规定“雨水利用应采用雨水入渗系统、收集回用系统、调蓄排放系统之一或其组合”

 收集回用：收集屋面、路面等雨水，长期存储，净化使用。

 调蓄排放：在暴雨期间把雨水收集储存起来，待最大洪峰过后排放。

 雨水入渗：利用人工设施或天然地形使雨水渗入地下。

比较以上三种方式，收集回用是把雨水径流量转化为生产生活用水，是雨水资源化的一种方式，然而通常要求屋面、路面等材料无污染（或污染小），需要专门的雨水存储和净化设施，工程造价很高而且对地下水补给没有改善；调蓄排放是延迟雨水排放时间，一般需要独立的雨水调蓄设施，不但工程造价高，而且对节约用水、地下水补给没有任何改善；雨水入渗是最接近自然的一种方式，对环境冲击最小，可以修建独立渗沟等设施，也可以通过降低绿地标高（下凹式绿地）来实现。

下凹式绿地是一种还原自然、源头控制、不增加投资的雨水管理模式，与工业企业节省投资、降低环境冲击相契，是工业企业雨水管理的理想模型。

2、下凹式绿地的作用

下凹式绿地通过延长雨水在绿地内停留时间，强化绿地的渗透功能，提高绿地消减雨水径流、减少污染、蓄积雨水的作用。对此很多人有较为深入的研究：

种玉麒、张为华等［3］比较1990、1991年北京地区高草坪、平草坪、低草坪雨水拦蓄、入渗补给发现：高草坪外排雨水量占降雨量的12.1%，地表下1m界面入渗量占降雨量的7.0%；低草坪接纳客地雨水量为降雨量的0.121，消减雨水径流是高草坪的1.3倍，地表下1m界面入渗量占降雨量的33.4%，为高草坪的5.43倍。低草坪（下凹式绿地）对拦洪、入渗有很多的提高。

叶水根、刘红、孟光辉等［4］分析设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果表明：在5倍汇水面积（绿地率20%）的情况下，对于1年、2年和5年一遇的暴雨，下凹式绿地的降雨拦蓄率分别为62.85％、45.38％和32.37％，减峰率分别为49.92％、43.85％和27.26％，蓄渗、减峰效果明显。

聂发辉，李田，宁静等［5］用概率分析法计算上海市下凹式绿地长期运行效率显示：绿地面积为20%，蓄水深度为5cm的情况下，对于稳定入渗速率1×10-6和3×10-6的绿地，雨水径流截留效率为72.9%和83.3%。

3、工业企业下凹式绿地深度设计

下凹式绿地做法是把雨水口设在绿地里，雨水口高于绿地（以下把雨水口和绿地之间高差称为凹式绿地深度），低于路面，如下图2所示。

下凹式绿地雨排水示意图 2

下凹式绿地的目的是在暴雨期间绿地储存一定深度的雨水，并且使超过绿地入渗量的雨水顺利溢流进雨水口。对于绿地率变化小的工业企业厂区来说，雨水口标高是设计关键。雨水口设置不但要最大接纳雨水量，而且要保证绿地植物正常生长。其主要与土壤渗透系数、植物耐淹性和降雨时间有关，即要求植物的耐淹时间不小于降雨时间与下渗时间总和。如当土壤渗透系数为6×10－6m/s时，20cm深的蓄水全部下渗需要9.26h，绿地植物耐淹时间必须大于9.26h。高士博、张思聪、谢森传等［6］研究大羊胡子草、野牛草、高羊茅、早熟禾等10种市区常用绿化植物发现：耐淹2 d的有9种，耐淹4 d的有7种，耐淹6d的有4种。结合景观、卫生要求及降雨时间，按最长下渗时间1d计算，渗透系数为1×10－6m/s～1×10－5 m/s的土质，可以入8.6cm~86.4cm深度的渗蓄水。考虑行车、行人安全结合国内诸多研究［7］ ［4］绿地深度取5.0~25.0cm。

4、结语

下凹式绿地对消减雨水径流量、增加渗透有明显作用，是工业企业项目不增加投资实现低冲击开发的有效途径。在绿地比例受制约的情况下，下凹式绿地深度是其唯一设计参数。其深度应满足在最不利情况下，雨水浸没绿地时间不能超过绿地植物耐淹时间，通常下凹式绿地深度取5.0~25.0cm。

参考文献:

［1］李永福，王冬梅．下凹式绿地对城市雨水集蓄利用作用研究进展［J］．南水北调与水利科技，2011，9(1)：161～161．

［2］宋进喜，李怀恩，李琦．城市雨水资源化及其生态环境效应［J］．生态学杂志，2003，22(2)：32～35．

［3］种玉麒，张为华．北京城区雨洪利用的研究［J］．北京水利，1996，(5)：24 ～27．

［4］叶水根，刘红，孟光辉．设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果［J］．中国农业大学学报，2001(6)：101～103．

［5］ 聂发辉，李田，宁静．概率分析法计算下凹式绿地对雨水径流的截留效率［J］．中国给水排水，2008(6)：53～56．

［6］ 高士博，张思聪，谢森传．国际研讨会专题报告．http：//www．Hwcc．com．cn．2006：05～06．

人工降雨的方式范文第3篇

石家庄市雨水资源综合利用的必要性

石家庄市位于华北平原中北部,是中国北方典型的干旱缺水城市,人均水资源占有量为244立方米，远远低于全国平均水平,常年平均降水量基本维持在450mm―550mm之间，且全年80%降水量集中在六月中旬至九月上旬短短不到三个月内，全年降水量超低，加上时空分布异常不均的特点，极易造成石家庄市夏季暴雨成灾，其它三季干旱缺水状况。

同时，石家庄市又是一座新兴工业城市，是河北省经济、政治、文化中心，现形成建成区320平方公里，市区常住人口达260多万，远期规划要达到500万，生活、生产和景观环境用水量巨大，日抽取地下水量在10万立方米以上，远远大于合理供应量，由于连年超量开采地下水，造成地下水水位以每年平均1.2―1.5米速度下降，成为华北地区最大的地下水降落漏斗区中心，水资源环境迅速恶化，如不加以节制用水和另觅水源，三、四十年后石家庄市会形成无水可采局面，这将严重影响石市经济社会可持续发展。

鉴于石家庄市地下水资源严重匮乏现状，市政府从1996年开始利用西部山区的岗南、黄壁庄大型水库雨水资源，通过修建输水管道，建设地表水净化厂解决了市区部分饮用水问题。这是目前石市规模最大、也是唯一利用地表雨水资源项目,市区本身没有形成雨水资源综合利用系统，雨水资源利用率非常有限，不断扩大的城区面积、高度硬化的城市设施人为阻断了雨水下渗循环途径，增大城市道路雨水径流量，加上雨水收集、输送、排放、利用设施不完善，形成实际意义上的市区雨水资源零利用，甚至是负利用（雨、污水混合增加污染水体处理量，加重下游环境污染），市区短时强降雨时，还会造成道路积水、城市内涝，影响安全生产和居民生活。

因此，从节约地下水资源、缓解水资源供需矛盾、改善城市生态环境、提高城市防汛能力考虑，对城市雨水资源进行研究利用十分必要、刻不容缓。从全市经济跨越、社会发展战略考虑，雨水资源综合利用已是石家庄市一项十分紧迫、意义重大的研究课题。

石家庄市雨水资源综合利用的可行性

从国外看，德国、日本等经济技术发达国家，以及水资源相对贫乏的以色列等中东国家早已开展了雨水资源综合利用的研究和实践；从国内看，北京、兰州等部分大中城市也已经开始了这方面工作的研究探索，在北京，雨水资源综合利用已上升到政府层面，政府制定了有关技术标准，规划和实施了不少雨水利用设施，强力推进雨水资源综合利用的实践和应用。

无论是国内还是国外，总结实践经验，大都是根据雨水应用分类，结合利用方式对雨水进行收集、输送、（净化）和利用。石家庄市也完全可以结合城市建设特点，采用切合实际的方式、方法，开展雨水资源综合利用的研究利用。石家庄市的建筑物一般具有平顶特点，市政道路雨水收集、输送设施比较完备，园林绿化分布较广，城市水景观规模巨大，客观上具备了雨水资源综合利用的基本条件，只要增加和改造一些辅助设施，就能开展雨水资源综合利用的研究利用。具体来讲，石家庄市可采用以下几种方式来进行雨水资源综合利用的探索和实践：

1、道路路面雨水利用

道路路面雨水不需要建专门的蓄水、输水设施，一般也不需要对雨水进行净化，只要结合市政道路工程建设，设计施工时稍加考虑即可，例如：修建人行便道可屏弃传统的水泥、石质便道砖，改铺透水性便道砖，基础采用级配钢渣或石子即可实现雨水下渗功能；修建道路绿化隔离带时，可将绿化隔离带地面下沉到道路路面25―30cm处，两边路牙石每隔20米设30cm长缺口；修建街旁绿地时，作成下沉式地势造型，便道下路牙石至绿地间铺设小口径输水管道或过水小方沟。通过这种方式，降雨时雨水或渗入地下或灌溉街旁绿地，实现改善城市环境、节约地下水资源、减少路面排水压力等诸多好处，是经济、可行的雨水利用方式之一。

2、居民小区内雨水利用

居民小区内雨水利用可结合建筑物平顶特点，对楼房屋顶进行加固、防渗处理，在房顶落水管口处设活动堵头，在地面落水管口处建小型储水池，降雨时对雨水进行有效拦截和收集；小区内道路和绿化也可参照市政道路绿化模式收集和利用雨水；另外，还可在小区内绿化用地和地面停车场下面建设中小型蓄水设施，连接小区雨水管道，收集雨水。

通过上述方式，做到中、小降雨量时雨水利用、不外排，还可减少小区外路面排水压力。小区内收集和储蓄的雨水可用于小区绿化浇灌、道路冲洗，经进一步过滤和沉淀净化后还可用于车辆冲洗、家庭保洁和卫生用水。

3、厂区内雨水利用

厂区内雨水利用方式同居民小区大致相同，另外，厂区内还可建设中、小型雨水水处理设施，处理过程和工艺比污水处理要简单得多，处理过的雨水可用于工业生产，既环保又经济。

4、利用公园设施达到雨水利用

石家庄市大型公园数量众多、遍布全市，功能主要以绿化景观为主，只需将绿化景观改造成深度下沉式，同时利用石家庄市地下6―7米即纯沙层的特点，将沙层上土层换填成粗沙砾石，表面绿化造景，形成大型自然蓄水池，公园周围道路雨水管道在自然蓄水池边设出水口。

通过这种蓄水和排水方式，降雨量达到中等强度时，雨水可迅速汇集并渗入地下，既能缓解城市防汛排水压力，补充公园景观水体，又能有效修复水体自然循环、减少绿化取水量，还可局部改善空气质量，可谓一举多得。

5、完善雨水排水设施，改造部分水利景观工程，合理划定雨水储蓄区和回灌区实现利用雨水综合利用。

人工降雨的方式范文第4篇

雨水蓄渗工程建设多为雨水集蓄利用或雨水入渗模式，其建设内容主要包括雨水收集工程、雨水池工程、雨水水质处理、雨水入渗工程等内容。依据河北省开展雨水利用工程的实践，科学总结了河北省生产建设项目雨水蓄渗工程技术规范，并对典型地区的雨水利用措施综合配置模式及效益进行了研究。根据下垫面条件的差异，各典型地区在实施雨水利用后生态效益明显，有效改善了区域生态环境。

关键词:

生产建设项目;雨水蓄渗;技术标准

河北省受季风气候影响，降水时空分布严重不均，雨季往往水土流失严重。近年来随着生产建设项目的扩张，地面硬化面积增加，渗水面减少，同样强度的降雨，现在形成的地面径流比原来增加了40%至60%［1］，50%左右的雨水资源形成地表径流而白白流失。同时若排水措施跟不上，易造成水蚀、冲蚀，水土流失加剧，对项目区或工程建设区域防洪易形成压力。为全面落实科学发展观，实现雨水资源的综合利用，兼以改善生态环境，围绕河北省政府倡导的“海绵城市”建设，开展雨水资源利用具有十分重要的意义［2］。合理利用雨水资源作为缓解干旱和水资源短缺等问题的一项重要措施正日益受到重视。目前围绕山区、城市雨水资源化河北省已经展开了许多相关研究，石家庄、邯郸、沧州、秦皇岛等相继出现了许多雨水综合利用的精品工程，为总结生产建设项目雨水蓄渗工程建设技术标准提供了很好的样板［3－5］。鉴于此，本研究在总结、提炼雨水利用工程建设技术标准的基础上，分析了不同类型区雨水利用措施在空间配置上的结构、功能和效益。

1雨水蓄渗工程建设技术标准

适合于雨水集蓄利用的生产建设项目类型和区域包括:①城镇居民小区、机关、部队营区、学校、厂矿等点型工程建设项目;②线型工程地表硬化面积比较集中，且成井困难的区域;③高等级公路收费站区及其沿线有灌溉用水需求的区域;④风力发电、生物质发电建设项目的变电站及生活区;⑤海港区开发建设项目有淡水需求的区域。

1．1工程规划

根据生产建设项目占地类型以及项目所在地的气象、水文地质和下垫面条件可选择以下雨水集蓄利用或雨水入渗模式:①雨水集蓄利用模式主要有:屋面雨水集蓄利用模式和道路、小区、广场雨水集蓄利用模式;②雨水入渗模式主要有:土壤入渗模式、工程设施入渗模式和下凹式绿地雨水利用模式。雨水集蓄利用工程主要包括集流工程、输水管渠、雨水池、水质处理、雨水回用等设施。雨水入渗工程主要包括透水性铺装地面、下凹式绿地、渗沟、渗井、地下渗透管沟等设施。

1．2工程设计

生产建设项目工程竣工后，建设区域内的雨水径流量和外排水总量不应大于项目建设前径流量和外排水总量的25%。(1)雨水收集工程。城镇居民小区、机关、部队、学校等建设用地内地面雨水收集时，集雨面应有一定的纵向坡度;雨水口宜设在汇水面的低洼处，顶面标高宜低于地面1～2cm;雨水口所担负的汇水面积不应超过其收水能力，一般最大间距不超过40m;雨水收集宜采用具有拦污截污功能的商品雨水口。城镇道路雨水收集可设计为以下3种模式:“透水人行道+下凹式绿地+环保型道路雨水口”模式;“透水人行道+下凹式绿地+绿地雨水口”模式;“道路雨水调控排放”模式。(2)雨水池工程。雨水收集回用宜设置雨水池，雨水池规模不应小于重现期1a的日最大降雨产流量;雨水可回用水量宜按雨水收集水量的90%计算。雨水池的有效蓄水容积可根据逐日降雨量和逐日用水量经模拟计算确定。道路雨水集流一般可选择5年一遇或2年一遇设计暴雨作为雨水池容积确定的依据;公路雨水蓄存设施主要有水窖和蓄水池等。(3)雨水水质处理。回用雨水对初期径流应采取弃除、沉淀、过滤、消毒等处理措施达到回用对象所要求的水质标准。雨水处理工艺应依据原水水质状况和回用目标水质要求确定，可参照下列流程选择:①雨水收集→弃除初期径流→滞蓄→入渗地下;②雨水收集→弃除初期径流→滞蓄→过滤→清水蓄存→回用;③雨水收集→弃除初期径流→滞蓄→过滤→清水蓄存→消毒→回用。(4)雨水入渗工程。雨水入渗可采用人工透水地面、渗透管沟、渗透井(池)、洼地入渗及下凹式绿地等工程形式，雨水入渗设施应优先采用绿地、透水地面等地面入渗方式，当地面入渗方式不能满足要求时，可采用其他入渗方式或组合入渗方式。透水铺装地面应设透水面层、找平层和透水垫层。透水面层可采用透水混凝土、透水面砖、草坪砖等;透水垫层可采用无砂混凝土、砾石、砂、沙砾料或其组合;面层厚度不少于6cm，孔隙率不小于20%;找平层厚度宜为3cm;透水垫层厚度不小于15cm，孔隙率不小于30%;透水地面面层的渗透系数均应大于1×10－4m/s，找平层和垫层的渗透系数必须大于面层的渗透系数。透水地面的设计标准不宜低于重现期为2a的60min降雨量。渗透管宜采用穿孔塑料管、无砂混凝土管等透水材料。渗透层宜采用砂砾石，外层应采用土工布包覆。入渗洼地或池塘应种植抗旱耐涝植物，且适应洼地内水位的变化。入渗池可采用钢筋混凝土、塑料等材质。塑料入渗池强度应满足相应地面承载力的要求，并设沉砂设施，方便清洗和维护管理。公共绿地应因地制宜采取雨水利用措施，使2a一遇24h降雨的自产雨水不外排，同时宜设置下凹区域，消纳外来雨水;小区绿地宜布置在建筑物周围，并低于散水和周围地面5～10cm;绿地低洼处的植物宜选择耐淹品种，并设置雨水口，其顶面标高应高于绿地2～5cm;宜将入河雨水管内雨水或河道雨水引入相邻较大面积公共绿地进行滞蓄下渗;地下水埋深小于3m的绿地区域不宜设置雨水入渗设施。地下水源保护区不宜直接将雨水引入透水层下渗。

2不同类型区的雨水利用措施配置结构及效果分析

雨水利用工程开展实施多年来，河北省不同类型区雨水利用措施配置结构略有差异。应结合各典型区自然环境的特点，选取适宜的雨水利用措施，在保证安全的前提下，重点加强雨水资源的收集，兼以改善生态环境。通过研究［6］可知，山区雨水利用应掌握以入渗为主的原则，在干旱缺水的太行山区应采取蓄渗并重的雨水利用措施，特别是绿地灌溉应以蓄集雨水利用为主;平原区(包括山前平原)雨水利用应体现蓄渗结合的理念，在现状水资源供需矛盾突出的背景下，集蓄雨水利用是缓解区域水资源短缺的主要措施。有水系工程条件的城区，应在确保雨水水质达标排放的前提下，考虑与城区水系联合调控的雨水管理措施;滨海平原区一般淡水资源严重短缺，地下水一般为含盐量较高的矿化水。本区城市雨水利用应体现蓄渗结合，以蓄用为主的雨水资源化利用思路。总之，需结合不同地区的自然特点，在不同位置合理配置雨水利用措施。鹿泉城区位于河北省西部太行山东麓，地形特点为西高东低。水务局为典型机关事业单位，雨水利用工程建设前存在的主要问题是，一方面绿地旱季灌溉需依靠自来水;另一方面雨季地面积水，环境问题突出。结合河北省水土保持生态建设工作，雨水利用方式为:蓄渗结合，以渗透间接利用为主。2009年降雨量698．9mm，年累计利用雨水量308m3，最终实现了小雨不产流，中雨不出院，大雨无涝灾的目标，有效地减轻了城市防洪压力，改善了小区生态环境，提高居民生活质量，社会生态效益十分显著。河北省水科院位于河北省石家庄市新华区西北部，属于机关事业单位。雨水利用方式为蓄渗结合，以利用为主，利用模式为:院区雨水－简单水质处理－蓄水池－雨水利用(冲洗车辆、绿地灌溉和地面喷洒等)。2007－2009年累计年降水量分别为430．4、707．7和698．9mm，三年累计集雨利用量分别为612、884和796m3，累计入渗蒸发量分别为192．0、421．7和407．7m3，三年平均雨水蓄存利用率为64．5%，雨水排出率仅为7．1%。透水砖地面铺装降雨入渗系数达到0．29～0．30，既减少了降雨径流量，又补充涵养了地下水资源，促进了雨水、地表水、土壤水及地下水之间的“四水”转化，对维持城市水循环系统平衡，减轻城区水涝危害和水体污染等发挥了重要作用。秦皇岛市“在水一方”旧城改造项目位于秦皇岛市海港区西部，属于典型城市居民小区。雨水利用方式为蓄渗结合，以集蓄利用为主。通过修建屋顶雨水收集系统、地下雨水收集池、渗透式(非渗透式)下凹绿地和人工湖雨水收集系统，实现2008年总降雨量532．7mm情景下小区集雨利用量5750m3，其中生活杂用450m3，绿地浇灌1300m3，补充水系4000m3;2009年总降雨量562．7mm情景下，小区集雨利用量6014m3，其中生活杂用480m3，绿地浇灌1334m3，补充水系4200m3。2008年和2009年利用透水性地面铺装和绿地增渗系统，增加雨水入渗量分别为7920和26117m3。大大改善了居住环境，减少雨水径流，缓解了雨季城市管网压力。

3结语

通过近几年实施雨水利用工程，河北省科学总结了雨水利用的成功经验，形成了河北省地方标准———《生产建设项目雨水蓄渗工程技术规范》。实践证明雨水利用工程建设模式在河北省是合理可行的，生态效益明显，具有很好的推广价值。典型雨水利用工程在实施后生态效益明显，有效改善了区域生态环境。将雨水就地收集、就地利用或回补地下水，既可减轻防洪压力，又可防止排涝设施不足导致的雨水排泄不畅和洪涝灾害的发生;削减雨季峰流量，增加水分蒸发，改善生态环境;减少或避免马路及庭院积水，改善小区水环境，提高居民生活质量。

作者：魏飒 郭永晨 王育新 单位：河北省水利科学研究院 河北省水土保持工作总站

参考文献:

［1］姜德文．城市化进程中的水土保持生态保护战略对策［M］．北京:中国水利水电出版社，2013:17－21．

［2］董淑秋，韩志刚．基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究［J］．城市发展研究，2011，18(12):37－41．

［3］黄群贤，刘红梅，李海燕，等．石家庄市多年降水分析及雨水利用研究［J］．河北科技大学学报，2006，27(4):332－336．

［4］孙建伟．邯郸市雨水利用及入渗补给地下水的研究［D］．河北邯郸:河北工程大学，2007:47－66．

人工降雨的方式范文第5篇

关键词：路基 边坡 降雨 渗漏

1 阶段划分

链式阶段性是灾害发育过程的重要反映，是灾害形成破坏力对人类构成威胁的程度表现，是物质和能量信息聚集与转化状态的标志，是人们认识灾害、控制灾变发育的突破口。在整个灾害演绎过程中，根据灾变链式理论的3个阶段，对降雨入渗到岩体直至灾害发生进行阶段划分。把降雨入渗岩土后且积水前划分为孕育阶段，积水后且边坡土体的变形还未超过土体变形的容许值时划分为潜存阶段。当积水到一定程度，且边坡土体的变形超过土体变形的容许值时划分为诱发阶段。对3个阶段分别进行断链、防御及治理。具体过程如图1所示。

通过对积水阶段，降雨强度和土体入渗能力关系以及入渗能力参数研究，可以初步估计边坡灾害规模，从而在边坡治理中合理地确定治理方案的参数，例如，在孕育阶段对灾害进行断链处理时所采用植被的种类以及相关参数的确定。

2 孕育阶段的断链措施

据调查，在影响边坡地质灾害的众多因素中，降雨量是主要因素之一。如果水分渗入到路基土体，尤其是砂性路堤，容易使路堤过湿，过大的含水量将严重降低其内摩擦力和粘聚力，一旦遭遇雨水冲刷或渗透，极易发生边坡灾害。对于粘性土来说也是如此。在降雨过程中，假设某个地区在某个时段的降雨强度不变，在这个时段内，土体的入渗能力随时间逐渐减小，在开始一段时间内，降雨强度小于土体的入渗能力。当在某一时刻，降雨强度等于土体的入渗能力，此时土体由非饱和性土逐渐变为饱和性土，这个过程称为孕育阶段。根据灾变链式理论，在阻止灾害发生的方法中，断链是最有效的方法，尤其是在早期孕育阶段，这样可以把灾害的损失减小到最低。由于孕育阶段是指在雨水渗入过程中降雨强度小于入渗能力这个阶段。在这个时段内，降雨强度一直保持为定值，土体中的含水量随着时间逐渐增大，而入渗能力随着土体中的含水量增加而减小。要对这个阶段进行断链，只有阻止土体入渗能力的进一步减小。除了对其采取有效的排水措施，还应种植相应的植被。

对于枝叶繁茂的植被来说，大面积的植被覆盖可以减少地表径流。同时对水土冲刷有极大的减缓作用。除此之外，枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量，庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，还可以稳定地表土层。这里引入截留量的概念。截流量（I）即为植被截留降雨量，分为灌木截流量和草本植物截流量。截流量对边坡水土流失有影响，采用公式计算。

I=a+bXn 式中：I为截流量，mm；X为某一次降雨量，mm；a、b、n为系数，根据植物种类定。灌木时a=1.0，b=0.8，n=0.5；阔叶型草本a=0.5，b=0.5，n=0.5；细叶型草本（主要指禾本科类）时a=0.5，b=0.15，n=0.5。

利用该式计算出每种植被所对应的I值，然后利用未截留量（W）的公式即W= X-I计算出相应的W值。将每种植被的未截留量（W）和当地土体入渗流量（Q）进行比较，从而选择适合该地区的植被种类。如果某一地区边坡入渗流量（Q）较大即Q>W，为了阻止雨水的进一步入渗，应该较大程度地拦截降雨量，此时应该选用I值较大的灌木。具体如表1所示。

而没有植被覆盖的地方，降水量全部落在地表面，形成地表径流，造成水土侵蚀和冲刷。因此，合理的种植边坡植被可以降低土体入渗能力减小的速率。从而达到在孕育阶段断链的目地。

3 潜存阶段的防御措施

在降雨一段时间后，降雨强度与土体的入渗能力相当，此时土体为饱和性土。土体的入渗能力也几乎达到极限。如果在孕育阶段，降雨量足够大超过土体的入渗量和植被的截留量时，雨水将在边坡表面形成地表径流且在表面形成积水。一方面，边坡表面上的植被可以减缓地表径流的冲刷。另一方面，随着降雨量的逐渐增加，边坡表面的积水也逐渐增加，从而对灾害的发生蓄积了潜存的能量，但此时边坡土体的变形还未超过土体变形的容许值。这个过程称为潜存阶段，对于这一阶段，主要采取防御措施。在这一阶段中，主要是由于边坡地表的累积雨量对其边坡稳定性造成影响。由于假设降雨强度在某一时间段内不变，降雨量随着时间而逐渐积累直至超过土体的入渗能力和植被的吸水能力。此时应利用降雨量，或者利用天气数据等对累积雨量进行监控判断。在对累积雨量进行监测时，应对该地区建立雨量预警基准。这里采用的雨量预警机制是以累积雨量为基准参数。并用“门槛累积雨量”作为雨量预警的基准。其目的是作为人员疏散避难的参考依据。如图2所示。从图2中可以看出，在开始一段时间内，边坡表面不形成地表水即无累积雨量，当达到积水点时，边坡表面开始形成累积雨量，并且累积雨量随着时间逐渐增大，达到该地区边坡的门槛累积雨量，此时应启动相应的雨量预警机制进行预警。

4 诱发阶段的治理措施

随着降雨量的不断增加，地表积水越来越多。边坡土体的下滑力增大。当边坡土体超过土体变形的容许值时，边坡开始下滑。表现为滑坡、泥石流、崩塌等边坡地质灾害。在诱发阶段，过程短暂且破坏力极强。所积蓄的能量也很大。在这个阶段，断链几乎是不可能的，由于时间很短暂，防御也是不可能的，只能对其采取治理措施。边坡的治理措施通常是预应力锚索框架、锚杆框架、挡墙、护坡及排水措施等。对于高度较大、面积广、且边坡土体多为粘性土体的边坡，通常对边坡采取锚杆框架梁边坡支护措施，即将框架梁与锚杆连为一体，在框架梁内喷播草籽，进行绿化。在锚杆施工方法中，首先利用锚杆成孔，最好采用风动潜孔锤钻进施工，该施工方法的优点是不需用水及泥浆清孔，能有效地避免冲刷坡体，施工速度快，然后进行混凝土框架梁施工。当边坡土体已出现变形或对变形要求严格的工程部位时，应采用受力比锚杆大的预应力锚索框架梁支护结构，此种施工方法是将预应力锚索施加的预应力和滑动岩土体与稳定岩体紧密连结为一体，增加岩土体各层面的抗滑力，同时又通过坡面上框架梁将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的加固体系，进而达到防止整体边坡失稳的目的，是一种新型的抗滑结构。