典型下垫面空间布局对城市降雨径流的影响
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(3)绿地、建筑空间布局改变后,径流削减率随降雨重现期的增大而减小,随绿地、建筑面积比的增大而增大。综上,结合不同空间布局、水流长度、面积比等因素,合理安排绿地、建筑的规模及布局,为构建漯河市生态排水网络提出具体的实施途径,可实现雨水资源再分配,从而达到削减径流的目的。
典型下垫面空间布局对城市降雨径流的影响
随着城市化快速发展及人类高强度的过度干预,绿地、河流等自然下垫面遭到了严重的破坏,改变了城市的水循环过程,导致城市内涝灾害等问题越来越突出。近年来,雨水径流控制管理成为城市水文研究的重要课题,探索适应于我国的雨洪控制管理方法,构建蓝绿复合生态网络,解决城市雨水资源的再分配问题,仍是当前研究的热点。
研究首先通过试验模拟方法探讨不透水地表空间布局变化与径流的关系,揭示下垫面、不同影响因子(如降雨强度、坡度、不透水面积率、水流长度)变化对地表径流过程的影响规律;其次,选取漯河市中心城区作为实证研究对象,基于2016年3月份0.09m高精度航拍影像,提取中心城区的土地利用覆被信息,利用SWMM模型分析研究区在不同降雨重现期的径流特征以及影响降雨径流的因素,并定量研究城市绿地、建筑不同空间分布格局对径流削减的影响;最后,针对研究结果提出城市绿地、河流对雨水资源的调控策略。主要研究结果如下:1、不同布局对雨水径流的影响:(1)随着降雨强度、坡度、不透水面积率的增大,地表产流增多,径流系数变大;(2)综合考虑坡度、降雨强度这两个影响因子,在高雨强的情况下,坡度对径流的影响作用较低雨强的情况下有所减弱;(3)在相同降雨、坡度条件下,径流削减率随着透水面积的增加而增大。
在降雨条件一定时,坡度相较于透水面积大小对径流削减的影响较弱。当降雨强度较高时,研究区透水面积大小对径流的削减效果不显著;(4)透水面、不透水面到出水口的水流长度与径流存在一定的关系。
2、漯河市中心城区土地利用覆被现状:绿地、建筑面积分别占中心城区总面积的17.04%、20.97%,河流水系仅占总面积的2.86%。其中,绿地、建筑斑块数量分别为24517、27472,绿地斑块面积在1~5 000 m~2范围内的斑块数量约占总绿地斑块数量的95.93%,大于5000m~2范围内的绿地斑块数量较少,且占区域绿地总面积的64.23%。
总体上看,中心城区的绿地率较低,斑块较小、数量多且分散;建筑密度较高,数量多且相对集中,大都为居住用地和商业办公用地,主要集中在郾城区、源汇区及召陵区等。3、漯河市中心城区降雨径流模拟结果:选取建筑密度高于0.2的汇水区对绿地、建筑的空间布局进行改变,模拟布局变化对城市降雨径流的影响。
(1)随着降雨重现期的增加,径流量和综合径流系数均呈上升的趋势,布局Biblioteka Baidu变后,径流总量最高减少了14.62%,下渗量最高达45.48mm。(2)在降雨重现期为5a,10a,50 a的情况下,绿地、建筑面积比与径流系数呈极显著负相关,绿地离出水口近且建筑离出水口远的子汇水区径流系数较小;重现期为5a时,个别子汇水区径流削减率最高可达到44.49%。
典型下垫面空间布局对城市降雨径流的影响
随着城市化快速发展及人类高强度的过度干预,绿地、河流等自然下垫面遭到了严重的破坏,改变了城市的水循环过程,导致城市内涝灾害等问题越来越突出。近年来,雨水径流控制管理成为城市水文研究的重要课题,探索适应于我国的雨洪控制管理方法,构建蓝绿复合生态网络,解决城市雨水资源的再分配问题,仍是当前研究的热点。
研究首先通过试验模拟方法探讨不透水地表空间布局变化与径流的关系,揭示下垫面、不同影响因子(如降雨强度、坡度、不透水面积率、水流长度)变化对地表径流过程的影响规律;其次,选取漯河市中心城区作为实证研究对象,基于2016年3月份0.09m高精度航拍影像,提取中心城区的土地利用覆被信息,利用SWMM模型分析研究区在不同降雨重现期的径流特征以及影响降雨径流的因素,并定量研究城市绿地、建筑不同空间分布格局对径流削减的影响;最后,针对研究结果提出城市绿地、河流对雨水资源的调控策略。主要研究结果如下:1、不同布局对雨水径流的影响:(1)随着降雨强度、坡度、不透水面积率的增大,地表产流增多,径流系数变大;(2)综合考虑坡度、降雨强度这两个影响因子,在高雨强的情况下,坡度对径流的影响作用较低雨强的情况下有所减弱;(3)在相同降雨、坡度条件下,径流削减率随着透水面积的增加而增大。
在降雨条件一定时,坡度相较于透水面积大小对径流削减的影响较弱。当降雨强度较高时,研究区透水面积大小对径流的削减效果不显著;(4)透水面、不透水面到出水口的水流长度与径流存在一定的关系。
2、漯河市中心城区土地利用覆被现状:绿地、建筑面积分别占中心城区总面积的17.04%、20.97%,河流水系仅占总面积的2.86%。其中,绿地、建筑斑块数量分别为24517、27472,绿地斑块面积在1~5 000 m~2范围内的斑块数量约占总绿地斑块数量的95.93%,大于5000m~2范围内的绿地斑块数量较少,且占区域绿地总面积的64.23%。
总体上看,中心城区的绿地率较低,斑块较小、数量多且分散;建筑密度较高,数量多且相对集中,大都为居住用地和商业办公用地,主要集中在郾城区、源汇区及召陵区等。3、漯河市中心城区降雨径流模拟结果:选取建筑密度高于0.2的汇水区对绿地、建筑的空间布局进行改变,模拟布局变化对城市降雨径流的影响。
(1)随着降雨重现期的增加,径流量和综合径流系数均呈上升的趋势,布局Biblioteka Baidu变后,径流总量最高减少了14.62%,下渗量最高达45.48mm。(2)在降雨重现期为5a,10a,50 a的情况下,绿地、建筑面积比与径流系数呈极显著负相关,绿地离出水口近且建筑离出水口远的子汇水区径流系数较小;重现期为5a时,个别子汇水区径流削减率最高可达到44.49%。