Abstract The expansion of built-up areas within urban and peri-urban river catchments has the potential to increase flooding. Hydrological modelling of these catchments is an important tool to analyse and manage the increasing flood hazard, but it requires an understanding of the areas contributing to runoff from the urban parts of the catchment. This is difficult as in many catchments fine resolution data is not available and the connectivity of the impervious areas, sewer networks and the drainage network are not well understood. In this research, we present a novel approach for calculating the separate and combined sewer fractions for an urban river catchment and use these fractions to improve hydrological modelling of the catchment. The fractions are calculated using monthly runoff coefficients from paired rural/urban catchments, with the procedure carried out for 20 highly urbanized catchments within the UK. The calculated fractions have been compared with the OS MasterMap high-resolution land use data set and also verified against results obtained with the standard method of using hourly rainfall-runoff data in an event-based approach. Hydrological modelling using the physically-based Shetran system demonstrates improved results using the approach developed here. For urban and peri-urban catchments without fine resolution sewer and hydrological data, it is recommended that this new method should be applied before detailed hydrological modelling of the catchments is undertaken in order to evaluate the flows to the drainage network and determine the impact of urbanisation on the water balance.

中文翻译：

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使用径流系数改进城市集水区的水文模型

摘要 城市和城郊河流流域内建成区的扩张有可能增加洪水。这些流域的水文模型是分析和管理日益增加的洪水灾害的重要工具，但它需要了解导致流域城市部分径流的区域。这很困难，因为在许多集水区，无法获得高分辨率数据，并且对不透水区域、下水道网络和排水网络的连通性还不是很了解。在这项研究中，我们提出了一种计算城市河流流域的分离和合并下水道分数的新方法，并使用这些分数来改进流域的水文建模。这些分数是使用来自配对的农村/城市集水区的月径流系数计算的，该程序在英国 20 个高度城市化的集水区进行。计算出的分数已与 OS MasterMap 高分辨率土地利用数据集进行了比较，并与使用基于事件的每小时降雨径流数据的标准方法获得的结果进行了验证。使用基于物理的 Shetran 系统进行水文建模展示了使用此处开发的方法改进的结果。对于没有高分辨率下水道和水文数据的城市和城郊集水区，建议在对集水区进行详细水文建模之前应用这种新方法，以评估流向排水管网的流量并确定城市化的影响关于水平衡。计算出的分数已与 OS MasterMap 高分辨率土地利用数据集进行了比较，并与使用基于事件的每小时降雨径流数据的标准方法获得的结果进行了验证。使用基于物理的 Shetran 系统进行水文建模展示了使用此处开发的方法改进的结果。对于没有高分辨率下水道和水文数据的城市和城郊集水区，建议在对集水区进行详细水文建模之前应用这种新方法，以评估流向排水管网的流量并确定城市化的影响关于水平衡。计算出的分数已与 OS MasterMap 高分辨率土地利用数据集进行了比较，并与使用基于事件的每小时降雨径流数据的标准方法获得的结果进行了验证。使用基于物理的 Shetran 系统进行水文建模展示了使用此处开发的方法改进的结果。对于没有高分辨率下水道和水文数据的城市和城郊集水区，建议在对集水区进行详细水文建模之前应用这种新方法，以评估流向排水管网的流量并确定城市化的影响关于水平衡。