城市典型下垫面空间构型对降水蓄渗影响的实验研究

【摘要】：城市下垫面是城市赖以生存和发展的基础,也是城市土地利用的总和。随着经济的发展,城市化进程的不断加快,城市建筑物的增多和建成区的扩大,城市下垫面发生了深刻地变化,对城市水文特征亦产生了显著的影响。尤其是城市地区不透水型下垫面面积的增加,严重阻碍了城市降水蓄渗,使地表径流系数增大,汇流时间缩短,给城市排水造成了巨大压力。另外,宝贵的淡水资源通过地下管道直接排入江河,暴雨季节,又促成江河泛滥成灾。这样,不仅地表水得不到合理利用且加重洪涝灾害;而且地下水因得不到地表水的补充,引起地下水枯竭。更重要的是许多城市因缺乏淡水资源,而成为贫水城市。可见,定量研究城市典型下垫面空间构型与降水蓄渗的关系,寻求最佳的城市下垫面空间构型,促进城市降水蓄渗,解决城市水资源短缺;调控城市暴雨径流,减少洪涝灾害的发生;有效遏制城市水资源利用的恶性循环,对社会经济的可持续发展,具有深远的现实意义。 本文采用人工模拟降雨装置,通过实验方法定量研究了城市典型下垫面空间构型与降水蓄渗的关系。保证降雨历时和降雨量不变的情况下,在相同的实验样地内改变不透水斑块的重要值、形状、均匀度和分离度,测定降水产流量,并计算降水蓄渗率。实验结果说明降水蓄渗率随不透水斑块重要值、形状、均匀度、分离度的改变而相应发生变化。不透水斑块的重要值对降水蓄渗的贡献率最大。不透水斑块的形状、均匀度、分离度对降水蓄渗的贡献率虽不及不透水斑块重要值的贡献率高,但它们的作用也不容忽视。