吉文平 李传书 王勇成 李涌 周倩 邢亚
（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州 221000）
姚庄闸水文站于2016年设站观测至今，属淮河流域洪泽湖水系奎濉河流域，设站目的为探求徐州市城市建成区产汇流规律。实验流域地势为西北高、东南低，西北向东南缓倾，高程100m～40m不等；
平原面积占90%，低山丘陵占10%。该流域为奎河河源，自云龙湖老溢洪闸起至姚庄闸止河段长8.6km，流域集水面积30.0km2，实验流域共设立雨量站5处，水位站2个，水文站1个，水量调查站9处。
2.1 试错法推求Im值
本文对该站降雨径流实测资料分析，先通过假定Im=100mm、60mm、20mm、0mm试算，再分别根据假定的Im值所建立的P+Pa～R相关关系，发现假定Im=20mm时的(P+Pa)～R相关系数r=0.973；
较Im=0,60mm,100mm的P+Pa～R相关系数r=0.796,0.918,0.961的相关性显著较好。详见图1：(P+Pa)～次净雨R关系（不同Im值）对照图（见图1（a）～(d)）。
图1 (P+Pa)～次净雨R关系（不同Im值）对照图
为验证上述假定Im=20mm是否可信，再分别假定Im=15mm,30mm时，分别建立其对应的P+Pa～R关系，相关系数分别为r=0.970,0.963，较Im=20mm降雨径流相关系数r=0.973其相关性均较弱；
至此，可以基本确定Im=20mm是所要推算的流域最大损失量Im值。
该实验流域的P+Pa～R的直线相关公式为：R=0.952(P+Pa)-29.60，r²=0.946，r=0.973。
式中：P为次洪降雨量；
Pa为前期影响雨量；
R为次洪净雨量；
r为相关系数。
2.2 Im值合理性分析
经分析，现状条件下流域最大损失量Im=20mm，较自然条件下Im=90mm的下垫面蓄水能力减小70mm；
递减幅度达80%。只因姚庄闸水文站以上流域属淮河流域洪泽湖周边的徐州市城市建成区，现状条件下该实验流域下垫面大都为不透水层所覆盖，下垫面蓄水调节能力显著下降，Im=20mm反映了该流域现状实际情况。
3.1 徐州市城市建成区降雨径流模型
依据2016—2021年姚庄闸以上实验流域近年降雨径流实测资料，根据《江苏省暴雨洪水图集（84年）》推荐，径流曲线采用不通过原点的双曲线数学模型[1]：
该曲线特点是曲线上方以45°线为渐近线。
式中Cp为相关曲线在纵轴上交点的坐标，（Ci+Cp）为相关线的渐近线在纵轴上的截距，P为面平均次雨量，Pa为前期雨量，R为径流深，适线后R计算公式为：
该公式即徐州市城市建成区降雨径流模型，简称现状城市建成区径流曲线，该曲线详见图2中现状建成区降雨径流曲线。
3.2 1976年前降雨径流模型
姚庄闸以上实验小流域属洪泽湖水系奎濉河流域，1976年以前，当时城市规模小，下垫面硬化率低，因无城市水文站资料，其径流模型借鉴《江苏省水文手册（76年）》[2]以及《江苏省暴雨洪水图集（84年）》提供的产流模型公式，按照苏北旱地降雨径流情形处理，其（P+Pa～R）相关关系表示如下：
该时期降雨径流模型的关系曲线详见图2 1976年前径流曲线（虚线）。
随着城市化进程快速推进，工业区、商业区和居民区等城市建成区规模迅速扩大，实验流域下垫面不透水面积不断扩大，而透水面积逐步减小，使得流域蓄水能力急剧下降，地表径流比例显著增加，姚庄闸水文站以上流域徐州市城市建成区产流规律研究，现阶段主要成果如下。
（1）现状条件流域最大损失量Im=20mm，较自然条件下（1976年以前）Im=90mm减小70mm；
下垫面蓄水调节能力下降，递减幅度达80%。
（2）现状条件次洪降水径流系数均值为0.692；
较自然条件下（1976年以前）次洪降水地表径流系数均值0.511；
增加幅度达21.3%。
（3）现状条件下P+Pa～R曲线（实线），较1976年前P+Pa～R曲线（虚线）总体右移，即同一P+Pa值所对应的R值增大0～80mm。详见图2徐州市城市建成区（现状条件）与1976年前P+Pa～R关系对比图。
城市建成区降雨径流规律研究并非一蹴而就，不同的城市、不同地理区位、不同水文分区产流规律差别较大。对于当前徐州市城市建成区产流规律研究而言，城市化改变了降雨径流条件，使得下垫面蓄水调节能力下降，地表径流量增大，城市防洪压力增大，究其原因主要是城市建成区不透水下垫面大幅增加等因素导致，建议开展以城市建成区下垫面为课题的专项径流实验，对不同下垫面类型、占比等因素的城市产汇流规律开展定性、定量深入研究。
对于城市化建设产生的城市防洪压力突出问题，建议完善城市绿化、雨水管理、水环境治理等政策法规体系；
加大雨水收集、透水路面铺装等领域技术攻关力度；
增加渗水池、雨水调节池和湿地面积等雨水拦蓄系统全面防治、综合治理。
