城市化的水文效应
现代水文学(新1版)第15章-水文学与城市化
15.1 城市与城市化 15.2 城市水文效应与水环境 15.3 城市水问题及解决措施 15.4 城市水文学主要内容及研究进展
研究生适用教材： 现代水文学（新1版）. 中国水利水电出版社，2019
15.1 城市与城市化
15.1.1 城市和城市特点
城市是人口集 中、工商业发达、
① ②
③
①
1939.7.10-12
②
1940.11.22-25
③
1941.9.23-25
④
1953.5.12-19
⑤
1959.4.8-11
⑥
1960.6.23-27
0
10
20
30
40
50
60
70
80
超渗降雨后的时间（S）
城市化过程中，相似暴雨对应单位线对比图
15.2 城市水文效应与水环境
15.2.4 城市水环境及生态环境
地面径流
地下径流
地下径流
(a) 城市建设前
(b) 城市建设后
城市建设前后水循环过程变化示意图
15.2 城市水文效应与水环境
15.2.2 城市气候及降水特征
城市对气候的影响作用及机制：
城市热岛效应 （1）
城市阻碍效应
DDi（iaagg2rra）amm
22
D（Diai3ga）rgarm am
33
城市凝结核效应
流过程时间向前提，径流过程线
形状也发生了一定程度的变化。
60
80 时间 (秒)
15.2 城市水文效应与水环境
15.2.3 城市水文效应
（3）城市径流过程变化及雨洪
城市暴雨形成的洪水 具有流量大、洪峰高、
城市化对水生态系统的消极影响及其防治策略
城市化对水生态系统的消极影响及其防治策略近年来，全球范围内的城市化进程迅猛发展，城市人口不断增长，城市面积不断扩大。
城市化给人们带来了便利和机遇，但同时也给水生态系统带来了巨大的消极影响。
本文将从城市化对水生态系统的消极影响以及相应的防治策略两个方面进行探讨。
首先，城市化对水生态系统的消极影响主要表现在以下几个方面。
第一，城市化导致水资源的过度开发和污染。
随着城市人口的增加，对水资源的需求也在不断增加。
为了满足城市居民的用水需求，大量的水资源被开发利用。
这不仅导致了水资源的过度开发，还使得水资源的供应不足，进一步加剧了水资源的紧缺问题。
同时，城市化过程中产生的工业废水、生活污水以及雨水径流等都会直接或间接地进入水体，导致水质污染，破坏了水生态系统的平衡。
第二，城市化改变了水文循环和水体结构。
城市化过程中，大量的建筑物、道路和水泥地面取代了自然植被和土壤，使得地表径流增加，地下水补给减少。
这种改变使得水文循环发生了变化，导致水体的流动速度加快，水位下降，湿地消失，水生态系统的生境受到破坏。
此外，城市化还导致了水体的人工调节，如修建堤坝、水库等，这些工程措施对水生态系统产生了不可逆转的影响。
第三，城市化加剧了水生物多样性的丧失。
城市化过程中，大量的湿地、河流和湖泊被填埋、开垦和污染，生物栖息地减少，许多水生物种受到威胁，甚至灭绝。
同时，城市化带来的噪音、光污染等也对水生物的繁衍和生存造成了困扰。
针对城市化对水生态系统的消极影响，我们需要采取一系列的防治策略。
首先，加强水资源管理和保护。
政府应加大对水资源的保护力度，加强水资源的管理和调度，合理分配和利用水资源，确保水资源的可持续利用。
同时，加强水环境监测和治理，加强对工业废水和生活污水的处理，减少污染物的排放，提高水质。
其次，推动城市规划和建设的生态化。
在城市规划和建设中，应注重生态环境的保护和恢复，合理布局建筑物和道路，保留和恢复湿地、河流和湖泊等自然水体，减少对水生态系统的破坏。
城市化对水文循环的影响分析
城市化对水文循环的影响分析在当今社会，城市化进程正以前所未有的速度推进。
城市的扩张和发展给人们的生活带来了诸多便利和机遇，但同时也对自然环境产生了深远的影响，其中就包括水文循环。
水文循环是地球上水的流动和转化过程，包括蒸发、降水、地表径流、地下径流等环节。
城市化的快速发展改变了土地利用方式、下垫面条件以及人类活动模式，从而对水文循环的各个环节产生了显著的影响。
首先，城市化导致了大量自然土地被建筑物、道路和其他基础设施所覆盖。
城市中的混凝土、沥青等不透水表面迅速增加，这使得降水无法像在自然地面那样渗透到土壤中。
原本可以补充地下水的雨水，现在更多地转化为地表径流，导致径流量增大、流速加快。
在暴雨期间，这种情况尤为明显，容易引发城市内涝，给城市的排水系统带来巨大压力。
其次，城市化改变了蒸发和蒸腾过程。
城市中的植被面积大幅减少，植物的蒸腾作用减弱。
同时，城市中的人工建筑物和道路等表面吸收和储存热量的能力较强，导致气温升高，相对湿度降低，从而使得蒸发量增加。
但总体来说，由于蒸腾作用的减少，区域内的水分散失总量可能会有所降低。
再者，城市化影响了降水的分布和强度。
城市中的高楼大厦、工厂烟囱等会产生大量的人为热和污染物，形成城市热岛效应和雨岛效应。
城市热岛效应使得城市上空的空气对流增强，增加了大气的不稳定性，从而可能导致降水的频率和强度增加。
而且，城市的下垫面粗糙度较大，对气流的阻滞作用明显，也会影响降水的分布。
另外，城市化还对地下水的补给和水质产生了影响。
由于不透水表面的增加，地下水的补给量减少，地下水位下降。
同时，城市中的工业废水、生活污水等如果未经妥善处理就排放，会污染地下水，导致地下水水质恶化。
为了减轻城市化对水文循环的不利影响，我们可以采取一系列措施。
例如，在城市规划中增加绿地和水体的面积，提高城市的透水性能，推广雨水收集和利用系统，加强污水处理和排放管理等。
增加绿地和水体面积有助于增加蒸腾作用，调节局部气候，同时也能在一定程度上缓解城市热岛效应。
城市水文效应
（hydrological effect of city ）
• 概念 • 产生原因 • 产生效应 • 研究意义 • 雨水管理新技术的特点和实例分析
概念
• 水文效应：地理环境变化引起的水文变化。包括自然和人 为两组因素变化引起的水文变化。
• 城市化水文效应 ：指在快速城市化区域，由于屋顶和硬质 地面等不渗透面积的大幅增加，导致该地区的雨水汇流特 征改变的现象，其表现为洪水总量增多，洪峰流量加大， 洪水汇流时间缩短。
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2、巴黎：古老的排水道
• 对国外游客来说，巴黎似乎意味着繁华、浪漫、灯红酒绿 一般的快乐生活。可是很多人或许都不知道，就在繁灯初 放的夜市中，仅仅隔着一层薄薄的柏油马路和泥土，巴黎 的地下世界——下水道，却是另外一番样子。
• 作为一个具有悠久历史的欧洲名城，巴黎的下水道系统， 就想埃及的金字塔一样，是一个绝世的伟大工程，这里没 有黑水横流的垃圾，也没有臭气熏天的各种腐烂物体。
• 我国正处于城市快速发展时期，应大力加强城市雨水管理 新技术的研究，争取形成具有自主知识产权的技术体系， 并尽快发展成为相应产业，使我国城市化过程能够避免不 利生态后果产生的困扰。
实例分析 • 1、中国古代建筑流派之一徽派建筑 • 集山川风景之灵气，融风俗文化之精华
• 天井：通风、排水、换气、 取光的功能
简单说就是城市化产生的不渗透地面把 本应渗入土中的一部分雨水给截留了，从而 更易产生洪灾。
• 2012年7月21日，北京遭遇特大暴雨。一天内，市气象 台连发五个预警，暴雨级别最高上升到橙色。全市平均 降雨量164毫米，为61年以来最大。
• 北京的一场暴雨给城市交 通带来的不便，实际上是 一个现在我国许多城市都 遇到的问题。这场降雨提 醒人们注意快速城市化本 身所带来的不利的生态后 果，并采取相应的措施。
城市化对水循环影响讨论
城市化对水循环影响的研究讨论摘要：城市化改变了自然环境的组成、结构和功能，改变天然状态下降水、蒸发、产流、汇流、入渗、排泄等城市水循环特性，产生一系列水文效应。
健全城市水循环系统，加强城市生态环境建设，提高城市水资源承载能力和水环境容量，保证城市的可持续发展。
关键词：城市化水循环再生可持续发展1.引言伴随着城市化的进程，城市的水环境和水循环发生了改变，主要表现在：水资源短缺，水环境污染以及地下水超量开采。
同时存在城市街区的扩大导致不可渗透面积增加，下水道改造导致排水系统的变化，降雨时短时间内的排水量增大，使得河川内洪水时洪峰流量增大问题；土地利用面积的增加，水面、绿地等的面积减少，使得水蒸发量减少，市区的气温上升，对城市的气候也会产生影响，同时还伴随着水环境恶化、水文化丧失等一系列问题。
2.城市化的水文效应2.1城市水文循环的特点从水循环路径看，水资源开发利用改变了江河湖泊关系，改变了地表水和地下水的赋存环境和补排转化路径。
除天然水循环外，还形成了由“取水-输水-用水-排水-回归”五个基本环节构成的人工侧支水循环。
它的形成和发展，导致了城市天然生态系统与人工生态系统的相应变化，区域水循环也随之而变。
从水循环特性看，城市土地利用，极大地改变了城市地貌与植被分布，使城市地表水的产汇流特性和地下水的补给排泄特性发生相应变化。
2.2 城市水循环的短路化城市水循环由区域天然水循环和人工侧支水循环复合而成，后者是对自然界水循环的社会强化。
一般来说，城市不透水的下垫面、河道整治和人工排水管网等工程措施，创造了一个新的径流形成条件，隔绝了地面径流、土壤水和地下水的转换，水循环过程行程缩短、时间加快；城市不透水的下垫面和合流制的排水系统，增加城市水环境中的悬浮固体及污染物，减少下渗和降低地下水位，减少城市枯水期基流，这就是所谓城市水循环的短路化。
2.3 城市化对降水的影响城市化影响降水已成共识。
主要表现在以下几个方面（1）城市建设对降雨径流的影响随着城市化的发展，树木、农作物、草地等面积逐步减小，工业区、商业区和居民区规模、面积不断增大。
城市化对水文环境的影响及对策探讨
城市化对水文环境的影响及对策探讨随着全球城市化进程的不断加速，城市对水文环境的影响日益凸显。
城市化带来了大规模的土地利用变化、水资源开发与利用的改变以及水污染等问题，对水文环境带来了巨大挑战。
本文将探讨城市化对水文环境的影响，并提出相应的对策。
一、城市化对水资源的影响城市化过程中，土地利用的改变对水资源产生了重要影响。
城市的扩张导致大量农田转变为建设用地，这使得原本用于农田灌溉的水资源被剥夺，农田水资源的供应减少。
同时，城市化还导致了城市人口和经济的快速增长，对水资源的需求也随之增加。
这种需求与供应的不平衡使得城市面临水资源短缺的问题。
此外，城市化还改变了水资源的自然循环过程。
城市的建设和道路铺设破坏了地表的自然排水系统，导致雨水无法迅速渗透到地下，增加了径流的产生。
这种径流的增加使得城市面临洪涝灾害的风险增加。
同时，城市化还导致了水体的污染，大量的废水和污水排放对水资源造成了严重的污染。
二、城市化对水环境的影响城市化对水环境的影响主要体现在水质的恶化和水生态系统的破坏。
城市化过程中，大量的废水和污水排放对水体造成了污染。
废水中含有大量的有机物、重金属和营养物质，这些物质对水生态系统产生了不可逆转的影响。
水体污染不仅对水生物的生存和繁殖造成了威胁，还对人类的健康产生了潜在的风险。
另外，城市化还导致了水生态系统的破坏。
水生态系统是维持水文环境平衡的重要组成部分，它具有保持水质稳定、调节水量和水温的功能。
然而，城市化过程中，湿地的消失、河流的改道和水域的填充等行为破坏了水生态系统的完整性和稳定性，导致了水文环境的不稳定。
三、城市化对水文环境的对策为了应对城市化对水文环境的影响，需要采取一系列的对策来保护水资源和水环境。
首先，应加强水资源管理，提高水资源利用效率。
通过建设水资源调度系统，合理分配水资源，确保水资源的可持续利用。
同时，推广水资源节约技术，减少水资源的浪费。
其次，应加强水环境保护，控制水体污染。
城市化引起的水文效应
维普资讯
第３ ４卷 第 １Байду номын сангаас期
２ ０ 年 ３月 ０７
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城市 化是 一个 复杂 的空 间形 态 变 化 和社 会 、 经
济发展过程。 目 前全世界城市化水平以 １ ａ ％／ 以上 的速度递 增 ， 发展 中国家逐 渐成为 增长 的重 点 ， 且 预 计到 ２ ５ 年 ， ００ 将有 ２３的世界人 口生活在不同规模 ／ 的城市 中… 。 目前 我 国正 以世界 罕见 的速度推 行 城
ｃ ｓｅ ｒｍ ｅｆｌ ｗｉｇａｐ ｃｓ Ｔｈ ｈ ｎ ｅ ｆｔ ｅｕ ｐ ｒｈ ｄ ｏｏ ｉ ｒ ｃｓ ｕ ｓｄ ｆｏ ｔ ｌ ｎ ｓ ｅｔ ． ｅｃ ａ ｇ ｓ ｐ ｅ ｙ ｒ ｌｇｃｐ ｏ ｅｓ，ｔ ｅｒｌｔ ｎｏ ｒ ａ ｉａｉｎａ ｄ ｈ ｏｏ ｏ ｈ ｈ ｅａｉ ｆ ｂ ｎｚ ｔ ｎ ｏ ｕ ｏ ｔ ｅｑ ａｉ ｆｓ ｒａ ｅｗａｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒｌｔ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｉａｉｎ ａ ｄ ｕ ｂ ｎ ｗａｅ ｅｏ ｒｅ ａｅｄｓｕ ｓｄ．Ｔｈ ｈ ｕ ｌ ｙ ｏ ｕ ｆｃ ｔｒ ｔ ｎ ｈ ｅａｉ ｆｔ ｅｕ ｂ ｎｚｔ ｎ ｒ ａ ｔｒｒｓ ｕ ｃ ｒ ｉｃ ｓｅ ｏ ｏ ｅ
城市化水文效应的分析
城市化水文效应的分析摘要：随着我国社会经济的快速发展,城市规模得到了迅速地扩张。
城市化的快速发展在改善人们生活水平的同时也带来了一系列负面的问题,如城市水资源紧缺、洪涝灾害等问题频发。
本文从规划中引入健康水文循环的意义出发，提出了流域规划策略。
关键词：城市化；水文效应；策略1 规划中引入健康水文循环的意义所谓水文循环，指的是一种自然生态演化过程，这一过程具有十分复杂的特点。
水文循环的主要空间载体为大小河流、湖泊、各类湿地和水塘、溪流、河谷地以及河漫滩等地表水文环境。
河流中水的流动起源于重力作用，在重力作用下，河水由高向低流淌在起伏不平的的地表，并对自然形成的河堤、河床和河漫滩等产生冲击效应。
这种冲击力同与此相伴的泥沙淤积，以及河水自身具有的下切力和侧蚀力共同作用之下形成一种平衡，构成了河流边界。
各类溪流、湖泊、湿地和水塘等水文要素则是以吸纳雨水，同干流水体进行相互补给和调蓄，使地表的自然水体达到一种平衡，处于自然演化中的水文环境和水文循环系统表现为一种正常平衡状态［1］。
但在我国进行的大规模城市化建设过程中，水文循环系统在很短的时间里受到了规模较大的干扰，这种城市化建设过程对降雨系统、河流水系及相关生态系统产生的干扰就形成了水文效应。
水文效应将引发水质出现恶化、洪涝等灾害频繁出现、河水出现断流、水生态系统产生危机等一系列问题。
研究者和工程技术人员人们想利用工程策略来解决上述问题，取得的效果并不显著。
故此，本文着眼于低影响角度，在城市规划领域引进健康水文循环这一理念，该理念是在城市化建设中，将水文循环的修复作为目标，对城市化建设中可能出现的水文效应采取相应对策，以期寻找出其产生症结，并从根本上进行解决。
2 城市化对水文循环扰动作用解析2．1 城市化隔断承接雨水下垫面条件在自然地表( 未经开发) ，在通过土壤层及透水层之后、雨水得到过滤净化贮藏于地表，或渗入浅水层，最终溢出变成溪水的基流，形成了一个地表漫流过程。
城市水文效应
城市水文效应概念城市化水文效应是一个公众尚未熟知的概念，它是指在快速城市化区域，由于屋顶和硬质地面等不渗透面积的大幅增加，导致该地区的雨水汇流特征改变的现象，其表现为洪水总量增多，洪峰流量加大，洪水汇流时间缩短。
简单说就是城市化产生的不渗透地面把本应渗入土中的一部分雨水给截留了，从而更易产生洪灾。
2004年7月10日北京的一场暴雨给城市交通带来的不便，实际上是一个现在我国许多城市都遇到的问题。
这场降雨提醒人们注意快速城市化本身所带来的不利的生态后果，并采取相应的措施。
实际上城市化水文效应是发达国家在二战后曾经普遍遇到过的问题，我国的城市化过程应该发挥后发优势，避免走西方城市开始时忽视城市化水文效应，直到影响城市运转再加以改造的老路。
产生原因城市化是促使自然环境发生变化的强大因素之一。
城市化的过程增大了人类社会与周围环境间的相互作用。
城市兴建和发展后，大片耕地和天然植被为街道、工厂和住宅等建筑物所代替，下垫面的滞水性、渗透性、热力状况均发生明显的变化，集水区内天然调蓄能力减弱，这些都促使市区及近郊的水文要素和水文过程发生相应的变化。
城市的热岛郊应、凝结核效应、高层建筑障碍效应等的增强,使城市的年降水量增加5%以上，汛期雷暴雨的次数和暴雨量增加10%以上（见城市气候）。
地表不透水面积比重很大,地下满布着排水管道的市区,截留、填洼、下渗的损失水量很少，水流在地表及下水道中汇流历时和滞后时间大大缩短，径流系数和集流速度增大，使城市及其下游的洪水过程线变高、变尖、变瘦，洪峰出现时刻提前，城市地表径流量大为增加。
如上海城市化后地表径流量增加20～25%，为此增加了城市及其下游防洪、排涝的压力。
城市工业废水和生活污水向河流排放，工业废气向大气排放后形成的酸雨，使天然水体受到污染，生态平衡遭到破坏，严重危及工业生产和人民生活。
通常在枯水季节，河川径流减少，稀释能力削弱，水质更趋恶化。
在城市化水平较高的地区，其下游水体一般都受到污染。
海口城市化进程对水文效应的影响及改善路径
海口城市化进程对水文效应的影响及改善路径摘要：在大城市建设中，城市水文学已作为一门新兴学科正逐渐引起社会的关注。
本文介绍了海口市的水资源概况，分析了城市化进程对水文效应的影响，提出了海口市城市水文发展思路，以期为海口市城市水文工作开展提供借鉴。
关键字：城市水文学；城市化；水文效应；水循环；海口1、海口市水资源概况海口由于地理位置处于南渡江的出海口，因此得名海口。
海口市多年平均年年降水量2067mm，多年平均年蒸发量1834mm，一年内平均日降雨量在0.1mm以上雨日在150天以上。
海口市域内有17条主要河流流经，其中有7条河流属于南渡江水系，南渡江干流经由市域西南部东山镇流入，穿过中部秀英区、琼山区，最后在美兰区的三联社区流入琼州海峡，独流入海的有9条河流。
根据《2017年海南省水资源公报》，海口市地表水资源量以地表径流为主，2017年地表水资源量21.05亿m3，水资源总量21.39亿m3。
海口市的地表水资源主要位于南渡江水系，南渡江的多年平均年径流量60.99亿m3。
海口市2017年地下水资源总量9.117亿m3，市区范围内广泛分布有潜水和承压水。
2、海口城市化对水文条件的影响2.1地表和地下水消耗量加大区域人口密度的增加和城镇工业的快速发展都会加剧对地表水和地下水资源的消耗。
海口市2016年常住人口224.36万人，人口密度713人/km2，其中城镇人口174.51万人，城镇化率77.78%，居海南省第一。
从水资源供用水量变化来看，海口市城区总供水量由1978年的1032万m3增加到2016年的6.662亿m3。
自1988年海南建省之后，海口市社会经济发展迅猛，水资源消耗逐年增加，地下水开采量增长迅速，到1995年上升至31.76万m3/d；从1996年开始，海口市政府采取强力措施整治地下水滥采，区域的地下水开采量得到有效管控，至2013年，地下水开采总量已减少至4.65万m3/d。
然而，由于地下水长期超采，海口市地下水水位下降，部分区域已经形成了地下水开采降落漏斗。
城市水文效应
水污染的原因
• 工业污染源 ：工业废水为水域的重要污染源，
具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、 难处理等特点。 化肥等。
• 农业污染源 ：农业污染源包括牲畜粪便、农药、
• 生活污染源 ：生活污染源主要是城市生活中使
用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无 毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致 病细菌多。
城市化的水文效应主要反映： 一、城市化对水文过程的影响，雨洪变
化。
二、水污染。 三、水资源短缺导致地下水开采过度。
二、水污染形势严峻 • 全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化； • 90%的城市水域污染严重，南方城市总缺
水量的60%---70%是由于水污染造成的； • 对我国118个大中城市的地下水调查显示， 有115个城市地下水受到污染，其中重度污 染约占40%。 • 根据统计，中国有3.2亿农民没有饮用水;大 约有1.9亿农民是喝受到污染的水。此外， 灌溉农田的水散发着恶臭，而且漂浮这一些 污染的泡沫。而这样条件下生产的食物，却 登上了中国人的餐桌。
•
城市化前后流量过程线的变化
雨 量
城市 化后
流 量
城市 化前
时间
一些数据与研究
• 研究表明城市化后的年降水量增加5％以上，汛期雷暴雨
的次数和暴雨量增加10％以上 。
• 研究表明不包括城市需水，外引水量因素，在自然条件下，
城市化后的年径流量约增10%~20%。
• 研究表明城市化后的单位线的洪峰流量近似于城市化前
天然水体水质恶化特点 1. 海洋水体水质恶化特点：污染源多而复杂，
污染物持续性强，危害性大，污染范围广。 2. 河流水体水质恶化特点：水质恶化程度随 流量的大小而变化，影响范围广，河流自 净能力强，水质恶化易于控制。 3. 湖泊（水库）水质恶化特点：污染来源广， 湖水稀释和搬运污染物质的能力弱，湖泊 对污染物质的生物降解、积累和转化能力 强。 4. 地下水水质恶化特点：恶化过程缓慢，污 染物浓度高，难治理。
城市化进程对水文效应影响分析及水文环境改善策略研究
城市化进程对水文效应影响分析及水文环境改善策略研究马朝【摘要】随着社会经济的不断发展进步，城市规模得到了迅速的扩张。
城市化的快速发展在改善人们生活水平的同时也带来了一系列负面的问题，如城市水资源紧缺、水体污染、洪涝灾害等问题频发。
本文从城市化进程对城市水文环境的影响角度出发，针对城市化水文效应进行了分析和研究，并在分析城市化过程对水文要素影响的基础上提出了改善和治理城市水文环境的建议和策略，为实现城市水资源循环利用提供参考。
%With the continuous development of the social economy, the scale of the city has been the rapid expansion. The rapid development of the city in improving the living standards of the people has also brought a series of negative issues, such as the city of water resource shortage, water pollution, flood disaster and other problems. In this paper, from the angle of city process influ-ence on the hydrological environment in the city starting, has car-ried on the analysis and Research on hydrological effect of city, and puts forward some suggestions and strategies to improve the governance of city and hydrologic environment in city based anal-ysis process influence on the hydrological elements, in order to realize the city water resources circulation use of reference.【期刊名称】《国土与自然资源研究》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P31-33)【关键词】城市化;水文效应;策略【作者】马朝【作者单位】河北省唐山水文水资源勘测局，063000【正文语种】中文【中图分类】P33随着社会经济的不断发展进步，城市规模得到了迅速的扩张，城市化和人口集聚成为一种不可阻挡的趋势。
城市水文效应的产生及应对措施
度 ， 城 市及 其下 游 的洪 水过 程线 变 高 、 使 变尖 、 变瘦 ， 洪峰 出
现时 刻 提 前 ， 市 地表 径 流量 大为 增加 。 上 海城 市 化后 地 城 如 表 径流 量 增 加 ２ ％～ ５ 增 加 了 城 市 及 其下 游防 洪 、 涝 ０ ２ ％， 排 的压 力Ｉ｝ ５。 － ￣
城 市水 文 效 应 （ｙ ｒｌ ｉａ ｅｆｃ ｏ ｃｔ） 指 在 快 速 城 ｈ ｄｏｏ ｃ ｌ ｆ ｔ ｆ ｉ 是 ｇ ｅ ｙ
水 质 更 趋 恶化 ， 然 水体 水 质 的恶 化 又 加 剧 了城 市 水 资 源 天 的紧 缺 。
１４ 城 市 的 相 关 效 应 ．
市 化 区域 ， 于屋 顶和 硬 质地 面等 不 渗透 面 积 的大幅 增 加 ， 由
２ 排 水 设 计 及 案 例 分 析
加 以改 造 的老 路 。 目前 。 国 也常 出现 城 市水 文效 应 影 响城 我 市运 转 的案 例 ， ２ １ 如 ０ １年 ８月 ２ １日沈 阳 市 的一 场 暴 雨 给 城 市 交通 带 来了很 大 的不便 。 城 市 水 文 效 应 是关 系城 市 人 类活 动 的重 要 问题 之 一 ，
热 岛郊 应 、 结核 效 应 、 凝 高层 建 筑障 碍效 应 使城 市 的年 降 水量 增加 ５ ％以上 。 汛期 雷暴 雨 的次 数和 暴雨 量 增加 １ ％ ０ 以上。 外， 此 由于城 市地 表 不透 水 面 积 占 有相 当比例 ， 过 通 填 洼 、 留 、 渗损 失 的水 量较 少 ， 短 了水 流 在 地 表或 下 截 下 缩 水 道 中汇 流 的 历 时和 滞 后 时 间 ， 大 了径 流 系 数和 集 流 速 增
显 著 影 响 局 部 水分 循 环 及 水量 平 衡 的 各 个要 素 ， 城 市 的 与 环 境效 应 、 气候 效 应 、 会经 济效 益 关 系密切 。 社 因此 ， 城 市 对
国内外城市化水文效应研究综述
８ ３ ％， 发展 中国家 的城市 人 口也 将 达 到 ５ ６ ％ｔ “ ， 但 是关 于城市 化 的定义 ， 由于各个学 科对其 理解 不一 ， 目前仍
旧没有 完 整统一 的定义 。 一般 来说 ， 现代 城市化 的 内涵 是指伴 随着 城市 人 １ ５的不断 提高 ．城市 的建成 区面 积
（ １ ） 城 市化 带来 的水 资源危机 。 随着 城市 的不断 发
展， 城市 的规模 也 越来 越大 ， 城 市人 口迅 速增 加 ， 工 业 快速 发展 ， 导致 城市需 水量 的急剧 增加 ， 尤 其在 我 国北 方缺水 的城 市地 区 ， 水 资源 的供需 矛盾更 加 突出 ． 引 发
第３ ３ 卷第５ 期
２ ０ １ ３ 年１ ０ 月
水 文
Ｊ Ｏ ＵＲＮＡＬ Ｏ Ｆ ＣＨＩ ＮＡ ＨＹＤＲＯＬ ＯＧ Ｙ
Ｖ０１ ． ３ ３ Ｎｏ ． ５ Ｏｃ ｔ ． ．２ ０１ ３
国 内外城 市化 水 文效 应 研 究 综述
赵 安 周 ， 一 ， 朱 秀 芳 ， 史培 军 ， 潘耀 忠 ，
法、 水文特 征参数 法 和流域 水文模 型 法进 行 了总结 ， 最后指 出了 当前城 市化 水文效应研 究 中存在 的 问题
和 不足 ， 对未 来的研 究趋势进 行 了展 望 。
关键 字 ： 城 市化 ； 水 文效应 ： 进展； 方 法
中图分类 号 ： Ｔ Ｖ ２ １ ３ ． ４
文献标 识码 ：Ａ
生 改 变 １
２ 城市 化 对 水 文 水 资 源 的影 响
目前 ，城市 化对 流域 的水文水 资源 的影 响主要 表
现 在 以 下 ３个 方 面 ：
发生 变化 。 一般来 说 ， 随着 森林 被砍伐 后会 造成蒸 散量
基于SWMM模型的城市化水文效应研究
74区域治理DETECTION作者简介：蔡辉艺，生于1987年，硕士研究生，工程师，研究方向为海绵城市、市政给排水。
基于SWMM 模型的城市化水文效应研究福州市规划设计研究院集团有限公司 蔡辉艺摘要：本文以福州A片区为研究对象，利用SWMM（Storm Water Management Model）模拟研究其开发建设前后的水文状况，分析开发前后地表不透水率和地表径流量的变化及其相关关系，探索产生城市化水文效应的直接原因，并在此基础上，结合低影响开发理念，探索有效应对城市化水文效应的技术措施。
研究结果表明：地表不透水率增大是城市化水文效应产生的直接原因；因地制宜选择低影响开发措施，可以有效缓解水文效应，降低城市内涝灾害发生频率。
关键词：城市化；水文效应；不透水率；SWMM；低影响开发中图分类号：[TV11]文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）35-0074-0001一、前言城市化开发建设所带来的水文效应越来越受到政府部门、专家学者的广泛关注。
国务院于2015年下发的《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》（国发办[2015]75号）要求加强城市规划建设管理，有效控制雨水径流，即必须对城市化开发建设所产生的水文效应进行有效控制。
本文选取待全面开发建设的福州A 片区（以下简称“A 片区”）作为研究对象，研究分析城市化建设对地表径流量的影响及产生这种水文效应的原因，提出有效应对城市化水文效应的技术措施。
二、研究区域模型构建（一）研究区域概况及概化A 片区总规划用地面积约11.48km2。
本文采用“开发前”表示A 片区全面开发建设前的状况；“开发后”表示A 片区按照控制性详细规划进行全面开发建设后的状况。
整个A 片区可概化为117个雨水子汇水区（面积介于1.7×10-3～1.0 km2之间），100条雨水管道，97个管道节点，2个雨水出水口。
（二）设计暴雨采用A 片区所属的福州市中心城区优化的暴雨公式[1]，采用芝加哥雨型对设计暴雨进行时程分配（雨峰系数取0.4）[2]，得到重现期20年、降雨历时2小时的设计暴雨过程线。
城市发展给水文水资源带来的问题
城市发展给水文水资源带来的问题摘要：首先分析了城市发展引起的水文效应，然后对城市水文及其特征进行了分析，深入剖析了城市发展给水文水资源带来的问题，最后总结了城市水文水资源的对策，以供广大读者参考。
关键词：水文水资源；水文效应；城市化1城市发展引起的水文效应在城市发展过程中，与人类生存发展密不可分的水资源受到了严重影响，由于人口密度加大、建筑物增加、各种管道铺设过多，从而造成整个城市水面积增大，雨虹径流的下垫面因此而发生改变。
另一方面，随着城市的发展，人口不断增多，对水的需求也在增大，而废水和污水总量却在不断提升，这样就对水分循环和水的质量产生了各种负面影响，出现了一系列的水文效应，甚至会出现温室效应、水炉效应等.2城市水文及其特征分析城市水文学是为城市建设、居民生活改善等方面提供服务的新兴学科，也是水文学的一个分支，包括城市发展过程中的水文效应、城市发展对水文过程作用和影响、城市供水、城市防洪、城市水资源等方面的内容，对城市发展规划、环境保护、城市建设有着重要意义。
城市水文的主要特征包括综合性和动态性，首先从综合性角度来分析，城市水文研究过程中需要测验手段、站网布设、测验方法和仪器设备等方面的支持，从而实现城市水文的分析工作。
其次从动态性角度来分析，城市水文过程属于不断发展的过程，因为水环境总是动态变化的，所以在研究城市水文时需要根据时间的变化来分析。
另一方面，在进行城市水文研究时，应该以城市水文气象、城市水资源供求平衡、城市防洪、城市水污染控制等内容为主，然后再具体分析城市防洪的设计标准问题，对城市污水排放和处理进行统筹规划，实现城市供水的合理调度.3城市发展给水文水资源带来的问题城市发展会给水文水资源带来很多负面效应，导致出现各种水文效应，影响人们的正常生活，存在的主要问题：3.1对水文循环系统的影响3.1.1降雨由于城市发展，城市气温会随之上升，特别是城市中心地带气温处于最高状态，这样就会向城市周围扩散，导致气温出现递减，而城市与乡村交界处属于气温递减速度最快的区域。
城市化与地质环境
在沧州市中心，沉降特征清晰可见， 出现沉降的地面和原来的地面高度 相差约30厘米
河北省沧州市人民医院原来三层楼的 病房由于地面沉降，逐渐变成两层， 2009年不得不拆除建成喷泉
• 地表塌陷 • 可分为岩溶塌陷（如 土层塌陷和基岩塌陷） 和非岩溶塌陷（如采 空塌陷）两种。 • 地面塌陷的预防1、采 取措施减少地表水的 下渗； 2、合理采矿， 预留保护煤柱 ； 3、 加强采空区的地质工 程勘察工作；4、防治 结合，加强工程自身 防护能力
第二节 城市化与地质环境
• 城市的发展与其所处的地质环境密切相关，地质环境是 城市社会的载体良好的地质环境为城市的发展和繁荣提 供了必须的物质基础，反过来，城市建设和发展中各种 工程活动在不断影响和改造着地这环境，使原有的地质 环境的物质流和能量流发生改变，引发了各种地质问题。 • 本节主要从城市化与水环境、城市化与土地利用以及城 市地质灾害三个方面说明与城市化相关的环境地质问题。
• 地震
• 随着城市化的加快，人类对能源的需求增加，地热是新能 源之一。然而，当地热水开采过量时，不可避免地产生岩 层内及岩层下的水体空缺，导致打的不稳定这将诱发地震。 到目前为止，因为开采地热资源而引发的明显地震非常少， 即使有也非常轻微，不会对地面造成影响。
• 另外人类往地下注水也可以引发地震
2.1.3城市化对水环境的影响
• 城市居民生活废水中所含污染物较多，其中有悬浮物、有 机物、无机物、微生物等 • 工业废水中包括有生产废料、残渣以及部分原料、半成品、 副产品，所含污染物种类多 • 这些未经处理或处理不充分的废污水排入流经城市的河流， 以及工业废气向大气排放，其中所含的二氧化硫，氮氧化 物等气体形成酸雨降到地表水体，造成水体污染，水质恶 化。 • 另外，生活、工业垃圾直接倾倒入河，或其污染物随降水 径流进入水体，污染就更加严重。 • 在某些城市，降雨可能会造成另一个严重的问起：混合污 水溢流。
工程水文学 第10章 城市防洪与排水
第十章城市防洪与排水第一节城市化对水文的影响一、概述随着一个国家或地区的工业、商业和文化事业的发展，人口不断地向城市集中和城区面积的扩张，这一过程称之为“城市化”。
城市化过程对当地水文的影响主要表现:（1）城市地貌和排水系统的改变（2）水资源的重新分配（3）水环境的改变（4）大气环境的改变构成城市的供水、排水、防洪、水环境等水文问题。
二、城市化对降水的影响与周围乡村相比，城市气温明显偏高。
其特征往往是城市中心气温最高，而向周围乡村逐步递减，在郊区递减速度较快。
城市气温明显高于周围乡村的现象称为“城市热岛”。
造成城市热岛的原因主要为：（1）人为热源（2）建筑材料的热容性（3）建筑结构峡谷形式增加接受辐射的面积（4）大气污染增强了吸收太阳辐射能力城市热岛现象会对水汽蒸发、空气对流产生明显影响，从而影响到降雨特性。
城区工厂生产，交通运输，人们日常活动使得城市上空大气中尘埃比天然情况下高出几倍至几千倍，使得城市空气污染加重，为城区降水提供了更多的凝结核。
城市化尤其使对流层气象活动增加，引起局部区域降水增大。
城市化往往是一个长期过程，气候变化也是缓慢的，不易被人察觉。
三、城市化对径流特性的影响1．大规模建造房屋，铺砌道路，使下垫面不透水性大大增加，其结果是下渗量和蒸发量减少，而地表径流和径流总量增加，洪峰流量加大；2．城市排水系统管网化，使暴雨径流尽快地就近排入水体，使洪水汇流速度增加，洪量更为集中；3．对城市汇水河道整治与改建，整治后的特点是河道直线化，断面规则化，呈梯形或矩形，边坡用砖石衬砌。
增加了河道输水能力，使洪量集中；4．侵占天然河道洪水滩地，减小了洪水滩地储洪容量和泄洪能力，使城市遭遇大洪水时，河道调蓄能力减弱，洪水浸溢积聚城市地面而形成积水；5．设立各种类型的控制性闸坝，进行人工调节，影响城市径流过程；6．来自城市外的引水和城市本身污水排放，造成径流水量和水质的变化。
第二节城市防洪与排水措施一、城市地区的洪水问题第一，城市本身暴雨引起的洪水。
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城市化的水文效应
当今，人类对自然环境的作用越来越明显，人为因素对水文效应的影响尤为突出，其中，城市化的程度的提高，直接改变了城市的水文效应。
城市化的最主要特征：
1.人口集中和建筑密度增大,大力铺装道路，整治河道，兴建排水管网等；
2. 城市社会经济发展对水的需求量增大，废、污水增多，从而对水的流动，循环等产生了影响；
3.随着人口增加，对水的需求量也就随之增大，产生了一个寻求充足水源这一水文第一重要的问题。
城市化对水文效应及水特性有如下影响：
1. 对水循环的影响
（1）从水循环路径看，水资源开发利用改变了江河湖泊的关系，改变了地表水和地下水的赋存环境和补给转化路径。
人工侧支水循环的形成和发展，导致城市天然生态系统与人工生态系统的相应变化，区域水循环也随之而变。
从水循环特性来看，城市土地利用，极大地改变了城市地貌与植被分布，使城市地表水的产汇流特性和地下水的补给排泄特性发生相应变化。
城市化的程度的提高，直接改变了城市的暴雨径流形成条件，使其水文情势发生变化：由于城市地表不透水面积增大，蓄水洼地减少，暴雨天气易形成地表径流，导致暴雨径流总量增大，洪峰流量增高，出现时间提前，汇流时间缩短；河道中水流流速加大，径流过程中悬浮固体及污染物浓度提高。
另外，地区的入渗量减少，地下水的补给量相应减小，干旱期河流基流量也相应减少。
而地表径流增加，使得径流系数增大，增大了对河道和排水沟渠的压力。
城市化后，夏季降水明显增多，特别是大暴雨的次数、总降水量和平均降雨强度都有所增加。
城市污水增多、降雨的径流量变大和流速的增大，使短时间内的大流量径流发生，不可避免地要使洪峰流量增大，从而引起了洪水控制问题。
对地下水收支的影响。
城市化的发展加快了人们对地下空间的利用，如上、下水道及地铁等工程均对地下水的收支产生很大影响。
由于城市人口密集，需水
量大，过量开采地下水，而由于地表的阻隔，地下水得不到有效补充，使得其水位降低，水质发生改变，进而影响了水文特性。
（2）由于有热岛效应，城市空气层结不稳定，有利于产生热对流，当城市中水汽充足时，容易形成对流云和对流性降水。
（3）城市阻碍效应。
城市因有高低错落的建筑物，地面糙度比附近郊区平坦地区大，这不仅引起湍流，而且对稳定滞缓的降水系统如静止锋、静止切变、缓进冷锋等有阻碍效应，使其移动速度减慢，在城市滞留时间加长，因而导致城市的降水强度增大，降水的时间延长。
（4）城市凝结核效应。
城市空气中的凝结核比郊区多，一般认为有促进降水增多的作用。
2.对水质的影响：
城市化扩大时，枯水流量减小，城市污水的增加及雨水径流水质恶化，引起水源水质恶化。
另外，固态及液态致病污染物的处置对地下水水质也可能产生不利影响，产生了水质污染控制问题。
城市径流中污染物组分及浓度随城市化程度、土地利用类型、交通量、人口密度和空气污染程度而变化。
城市径流中污染物的主要来自：
①降水：降雨和降雪对径流污染物的贡献，尤其是工业区降雨中硫的含量很可能是雨洪径流的主要部分；
②土地表面（地表污染物）：雨洪径流污染的主要部分。
地表污染物的含量与许多因素有关，如：大气沉降、交通量、土地利用类型、人口密度、季节和风力等；
③下水道系统：沉积池中的沉积物和合流制排水系统漫溢出的污水。
地表污染物包括悬浮固体（SS）、COD、重金属、富营养化物质（N、P、K）、细菌和病毒、油脂类物质、酸类物质等，他们最终被雨滴或径流冲走，带到下水道系统中，再通过管网排入受纳水体。
这样就对水体水质造成了严重的破坏。
人类生产活动造成的水体污染中。
工业引起的水体污染最严重。
如工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。
其次是农业污染。
农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松，在土壤和地形还未稳定时降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的悬浮物。
还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收，其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨，经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。
城市污染源对水体的污染主要是生活污水，它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。
针对城市化造成对水循环过程及水质的种种影响，人们也提出和实施了各种解决方案：
1．建造洼地和渗滤带以及停车场内的多孔路面，可以减小径流流速，增大下渗机率；
2.在公路的中间、停车场边缘以及狭窄的风景区建渗水沟，可避免堵塞，同时将拦蓄的径流渗入地下；
3.建立滞洪池，使其始终蓄有一定的水量，蓄洪池可通过沉淀作用去除悬浮性污染物，通过生化作用去除溶解性污染物。
4.加强城市河流的保护和建设；
5.健全城市水资源管理体系。