透水面是城市雨水利用的重要形式。通过现场试验研究城市透水面的集水特性,可为城市雨水利用的方案设计和效益评价提供可靠依据。本文回顾了透水面集水效应试验方面已有研究成果,并根据大连市的气候条件和透水面分布状况,确定了本文的研究范围和性质。通过多尺度的坡面降雨模拟试验,探索了大连市不同下垫面雨水就地入渗的基本规律,研究了下渗率与降雨动力、地形要素等之间的关系。研究取得了以下主要结论:(1)下渗率与降雨强度成对数关系,与降雨历时成负相关关系。降雨强度在试验过程中起主导作用,影响着植物茎叶的倒伏和泥沙的运移,并间接影响着下渗率和径流率的变化。在一定范围内,下渗率随降雨强度增长而增加,但存在上限值。相同降雨强度下,降雨历时越长,下渗率越小。(2)坡度对下渗率的影响与降雨强度有关。当雨强小于1.51mm/min时,坡度变化对下渗率影响较小。当雨强大于2.33mm/min时,坡度对草地下渗率的影响表现为三个阶段,即当坡度处在1.1-5.7°和10-16.1°范围内,下渗率随坡度增大而增大;而在5.7-10°范围内,下渗率呈下降趋势。灌木的下渗率受集水坑和冠层截留影响显著,坡度为5°时下渗率最大。当雨强大于2.12mm/min时,透水性路面坡度在0-6°范围内,下渗率随着坡度增大而变小。(3)空间尺度效应对草地下渗率影响不明显,但对透水路面下渗率影响剧烈。随着坡长增长,径流速度变化显著,草地1.6-3.2m位置的植被倒伏最为严重,但下渗率变化不显著。坡长越大,透水性路面径流特性波动幅度越大,空间尺度效应越显著。(4)表层土壤含水量随降雨变化反应迅速,深层土壤含水量高,退水过程缓慢。透水性路面在土层接洽处出现临时积水,土壤含水量基本稳定在0.5-0.6之间。坡面不同位置的土壤含水量大小关系为坡中＞坡下＞坡上。坡下积水快,退水慢,坡上反之。(5)自行研制的降雨模拟试验和观测系统能够满足城市透水面现场试验的需要。该系统组装灵活、可移动性好、模拟和观测的精确度较高,能够在尽可能少破坏原有地貌的条件下,快速完成区域雨水下渗过程的观测。