沩水流域中上游径流对不透水面扩张的响应

为研究径流对不透水面扩张的响应,通过建立沩水流域中上游HSPF模型,构建研究区2000-2015年不透水面扩张情景,探究该区域径流对不透水面扩张的响应。结果表明:HSPF模型月流量模拟精度较高,在本研究区有良好的适用性;在2000-2015年研究区不透水面扩张情景下,研究区不透水面扩张会引起年径流深小幅增长,不透水面扩张对枯水期径流深的影响大于对汛期径流深的影响,且不透水面扩张对枯水年径流深的影响最大,平水年次之,丰水年最小;相较于整个研究区,主城区与研究区不透水面扩张对径流深的影响在趋势上是一致的,但是主城区的影响程度比研究区大。     

不透水面扩张对郑州主城区降水特征的影响

为探究下垫面变化对高密度城市地区降水的影响,基于遥感技术反演郑州主城区1990—2019年的不透水面分布信息,并分析了其扩张特征;采用回归模型探讨不透水面比例与降水特征变化的相关性,识别了显著影响主城区降水的不透水面比例阈值,并采用城郊对比法多角度揭示了不透水面扩张对主城区降水的影响程度。结果表明：郑州主城区不透水面扩张趋势显著,扩张形态呈单一核心的“摊大饼”式扩张;不透水面比例与城郊降水强度比呈二次多项式函数关系,对主城区降水产生显著影响的阈值是30%;不透水面扩张导致主城区雨岛效应显著,增雨系数最高达1.39,主城区暴雨发生概率高于郊区53%,降水集中期晚于郊区约8 d,对主城区主汛期降水量变化的贡献率达44.39%;不透水面因具有高蓄热、低渗透的固有特征,对地表热力、动力条件具有显著影响,已成为城市化影响降水的主要影响因素之一。     

不透水面影响下海岛淡水透镜体的形成与演化

以某海岛的水文地质资料为基础,对研究区水文地质条件进行概化,并使用Visual MODFLOW软件构建了该海岛淡水透镜体的二维模型,通过改变不透水面的覆盖范围,模拟透镜体形态及储水量的变化.数值模拟结果表明,初始状态下岛屿淡水透镜体的最大厚度约为15.6 m;在设置不透水面后,淡水透镜体大约在15 a之后再次达到稳定状态,设置不透水面一侧的淡水透镜体下界面轮廓向内凹陷,淡水透镜体的最大厚度减小至14.6 m,岛屿地下淡水储量减少了20.23％.对影响淡水透镜体的4种影响因素进行灵敏度分析,结果表明给水度对岛屿地下淡水储量影响最大,其后依次为降雨入渗补给系数、渗透系数和不透水面覆盖范围.     

城市透水面集水效应试验研究进展

述评了近年来国内外城市透水面集水效应试验研究的最新进展,并认为:目前国内外多采用现场试验或足尺模型试验的方法研究城市透水面的集水效应规律;现场试验中要求模拟和观测装置须满足试验区周边环境改变小、设备的可移动性好等特性;模型试验中要求重塑的下垫面必须与原型相似.符合工程背景的实际需要.提出了近期工作展望:即进行各类典型城市透水面集水效应的试验研究,并发展和完善适用于城市环境现场试验的降雨模拟与观测系统.     

河网城市不透水面的河流水质响应阈值与尺度效应研究

河网城市持续扩展的不透水面显著影响区域环境水文过程。本文以上海地区为例构建河网城市的研究方案,以水环境断面缓冲区为多尺度水文单元,对区域水环境质量与总不透水面（TIA）之间的响应关系进行研究。结果表明：区域总不透水面比率（PTIA）与主要水质指标之间呈现出非线性相关关系,存在阈值效应（PTIA=60%）。 当PTIA<60% ,水环境质量与PTIA未有明显关联关系;当PTIA>60% ,水环境质量随PTIA增加呈显著指数上升趋势;区域总不透水面比率与水中的溶解氧（DO）之间表现为简单的线性响应关系,随PTIA增加而单调递减;TIA 与区域水环境质量间阈值效应没有呈现明显的尺度效应,从河岸带尺度到最大缓冲区尺度内,不同汇水单元尺度下的阈值效应十分接近。     

河网城市不透水面的河流水质响应阈值与尺度效应研究

河网城市持续扩展的不透水面显著影响区域环境水文过程，探讨不透水面的水环境响应对于区域土地利用调控和河流管理具有重要意义。以上海地区为例构建河网城市的研究方案，以水环境断面缓冲区为多尺度水文单元，对区域水环境质量与总不透水面(TIA)之间的响应关系进行研究。结果表明：区域总不透水面比例与主要水质指标之间呈现出非线性相关关系，存在阈值效应（TIA=60%）。当TIA<60%，水环境质量与TIA未有明显关联关系；当TIA>60%，水环境质量随TIA增加呈显著指数上升趋势；区域总不透水面比例与DO之间表现为简单的线性响应关系，随TIA增加而单调递减；TIA与区域水环境质量间阈值效应没有呈现明显的尺度效应，从河岸带尺度到最大缓冲区尺度内，不同汇水单元尺度下的阈值效应十分接近。     

泾河流域人类活动对地表径流量的影响分析

通过对泾河流域雨落坪、杨家坪和张家山三个主要水文站产流特性的分析，建立了两种降雨产流模型，并用之分片计算了流域１９７０年－１９８９年人类活动地地表径流量的影响量。计算结果表明：１９７０－１９８９年可张家山以上人类活动年均减水５．７９６亿ｍ＾３，占总减水量的９０％；因降雨年均减水０．６５６亿ｍ＾３，占总减水量的１０％；泾惠渠年均引水量４．３９５亿ｍ＾３，占人类活动总减水量的７５．８％。     

人类活动及气候变化对河北省地表径流量的影响

利用河北省1956-2000年水文、气象资料,对现状下垫面时间进行了界定,建立了下垫面变化前后降水与地表径流的相关关系,定量评价了人类活动对地表径流量的影响。根据现状下垫面条件下的径流量系列与气候要素(降水量、蒸发量、气温)之间的关系,建立了对数型非线性统计模型,其相关显著,灵敏度较高。根据2030、2050年气候情景数据预测河北省地表径流量的变化:与标准气候值相比,2030年降水量将增加4%～12%,气温升高1.1℃～1.4℃,径流量为106.5～128.9×108m3;2050年降水量将增加4%～14%;气温升高1.7℃～2.2℃,径流量为95.7～123.0×108m3。     

人类活动对海河流域地表径流量影响的研究

由于剧烈的人类活动,海河流域水文下垫面条件变化已对流域径流形成产生了巨大影响.通过降雨径流一致性修正法和分布式水文模型法,研究了海河流域下垫面条件变化对径流量的影响和不同下垫面条件下的径流量及其变化趋势.     

城市不透水地表降雨径流污染监测与研究——以北京工业大学校园为例

城市不透水地表降雨径流污染是面源污染的重要组成部分,而城市不透水地表在非降雨天累积的污染物又是降雨径流中污染物的主要来源。以2015年的前10场降雨为例,选取北京东南部大学校园范围内的教学楼屋顶、校园道路、邻近交通主路等不透水地表为研究对象,对自然降雨及其产生的降雨径流污染进行实地采样分析。分析结果表明:冬季过后的第一场降雨雨水径流污染严重,水质为劣V类,之后,降雨径流污染有所减轻;不同采样点水质污染严重程度不同;距离建筑物厕所排气口距离越近的地方,氨氮污染浓度越高;透水地面设施的存在可以减轻径流污染程度。根据分析研究结果,提出了控制和治理城市降雨径流污染的建议。     

城市地面产流的试验研究

采用室内模拟降雨试验，对各种城市地面，如土地面，草地，混凝土地面及其多种组合的产流特性作了系统试验，分析了降雨强度与历时，土壤湿度与密实度，地面覆盖，不透水面积比例与位置等因素对径流系数和产流过程的影响，为城市水文规律的研究和模拟计算了提供了可靠依据。     

深圳市不透水表面扩展对径流量的影响

以深圳市为研究区,综合遥感技术和L-THIA模型,改进模拟所需的地表覆被参数,模拟不透水表面扩展对城区径流量的影响。结果表明:深圳市不透水表面百分比在15a间扩展非常快,从1990年的26.5%扩展至2005年的49.3%,扩大了1.9倍;导致2005年日径流量比1990年在小雨情景时增长了136.2%,中雨时增长了83.7%,大雨时增长了59.5%,暴雨时增长了40.8%;导致2005年比起1990年,丰水年的年径流量增加了43.35%,枯水年的年径流量增加了54.85%。小雨情景中受不透水表面扩展的影响大于暴雨情景,枯水年受不透水表面扩展的影响大于丰水年。从空间分布上看,径流深大的地区不透水程度高,径流深值较大区域为城市核心区,需要注意防洪和排涝。应用L-THIA模型模拟快速城市化、无水文监测资料地区的不透水表面扩展导致的径流量变化,可取得良好效果,模拟结果可为城市洪涝灾害规划等提供依据。     

典型LID措施对城市降雨径流过程影响

为探讨海绵城市建设中低影响开发(low impact development,LID)措施对城市降雨径流的影响,以深圳市光明区某居民小区为研究对象,通过建立区域SWMM模型,分析不同LID措施及其组合对城市雨洪过程的影响。利用研究区几场典型的降雨径流数据对模型校核验证,结果表明：构建的SWMM模型可以较好地模拟研究区降雨径流过程,纳什效率系数为0.868,峰值流量相对误差0.186,模型模拟效果较好;LID对径流峰值和总量都有削减作用,并在一定程度上延缓峰现时间,且LID布设面积越大,LID对径流的削减效果越明显;组合布设方案对径流的调控效果优于单独布设方案,单独布设方案中径流量削减效果最好的是透水铺装,峰值流量调控效果最好的是绿色屋顶,下沉式绿地的径流调控效果在三者中最差。因此,LID布设结构以及布设面积均对城市降雨径流产生影响,合理布设LID在一定程度上可以有效缓解城市内涝。     

济南主城区不透水地表分布分析及其水文效应

以济南市主城区范围为研究区,通过现场调研、遥感解译和划分标记的手段获取并探究其不透水地表分布。研究发现,济南市主城区范围内绿化率达到33.9%,不透水面积占比为65.3%。采用HIMS-SWMM模型进行小时尺度径流模拟,据此探究济南市主城区范围内各行政区不透水地表格局下其径流系数的变化情况。以2016年7-8月降雨作为输入,整个研究区共降水125.23mm,下渗量为36.33mm,产生的径流量为88.9mm,整个济南市主城区总体径流系数为0.71。各用地类型的不透水面占比与径流系数有较强的线性关系,其变化分为阈值型和渐变型。对于阈值型用地类型,可进行较为集中的绿化措施或LID措施;对于渐变型用地类型,可采用放缓的逐步绿化或LID措施,在集中改善阈值型用地类型的不透水面占比的同时,辅以较小范围的改善措施,以达到较为经济有效的防止内涝目的。     

河川径流与水文下垫面关系分析

通过对不同水文下垫面类型代表站降水与径流的关系分析，论述了不同下垫面条件对河川径流变化的影响。     

三种城市不透水地表沉积物采样装置应用比较

采用3种采样装置对不透水地表沉积物进行采样分析和比较。结果发现:单位面积SS累积采集量大小顺序为水洗采样装置、真空采样装置、框架采样装置;颗粒物样品中常规污染物总量大小顺序同样为水洗采样装置、真空采样装置、框架采样装置,但单位SS中常规污染物含量大小顺序为框架采样装置、真空采样装置、水洗采样装置,表明常规污染物大都存在于易于收集的地表颗粒物中。3种采样装置便携程度为框架采样装置、真空采样装置和水洗采样装置。实际应用时可依据采样距离、采样点地表性质和沉积物累积程度、样品保存和测定时限要求等情况选择不同的采样装置。     

城市有效不透水下垫面及其识别研究进展

城市中不透水下垫面,尤其是有效不透水下垫面的增加,会对城市水文循环的各个环节产生影响。针对城市有效不透水下垫面及其识别的问题,剖析了不透水下垫面的水文效应,从水文学的角度辨析了采用总不透水面积和有效不透水面积衡量城市不透水性的优缺点,系统梳理了现场调查与测定法、遥感及影像资料分析法、土地利用类型确定法、经验公式法以及降雨-径流关系法等国内外常用的有效不透水下垫面识别方法的优点与不足,指出未来需深入分析城市不同种类不透水下垫面之间的关系及其对城市雨洪过程的影响,从而提高城市雨洪模拟精度,为城市洪涝防治和海绵城市建设提供技术支撑。