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城市化对径流的影响 1130080031 刘青青 2012年夏季,我国北方多地普降暴雨,北京、天津等城市形成内涝,造成了极大的经济和人员损失,这再次引起了人们对城市径流的关注。 一、城市径流概况 城市的径流量普遍比郊区大,雨后径流峰值也比郊区高,出现洪峰时间比郊区早。Dunne曾对同一地区城市化前后对同样降水量的径流曲线进行测量,得出结论:城市化前径流变化是缓慢的,径流峰值低,峰值出现的时间也晚;城市化后洪峰曲线急升急降,洪峰陡,出现早,来势猛。 二、影响径流的因素 气候因素: 降水——径流的源泉、蒸发、径流的损失和转移; 气温、风、湿度影响蒸发、输送和降水,间接影响径流; 流域下垫面因素: 地理位置; 地质、植被、土壤; 人类活动因素(直接干预径流过程,间接影响径流因素); 三、城市化对径流因素的影响 (一)降水增多 根据大量观测事实和理论分析,城市有使云量增多的效应,尤其是对低云量的影响更大,进而使城市降水有增多的可能性。城市对降水量的分布确实有影响,并且,在市区及其下风方向有使降水增多的效应。 城市影响降水的可能机制有三个方面:城市热岛效应,城市阻障效应,城市凝结核效应。 城市由于热岛效应,使空气层结不稳定,有利于产生热力对流。热岛的存在从能量角度上看为一高能区,当城市中水汽充足,凝结核丰富或在有利于对流天气发生发展的天气系统制约下,就容易产生对流云和对流性降水,或者对暴雨产生“诱导增幅”作用。城市因有高高低低的建筑物,其粗糙度比附近郊区平原大得多,它不仅能引起机械湍流,而且能对移动滞缓的降水系统有阻障效应,使其移动速度减慢,在城区的滞留时间加长,因而导致城区的降水强度增大,降水时间延长。 城市中大量的凝结核为水汽的凝结提供了必要的条件。 城市“雨岛效应”也使城区降水增多。 (二)蒸发量减少 由于城区植被面积小,建筑物和人工铺砌的道路、广场等不透水面积远比郊区大,降水之后雨水很快从下水道中排泄,所以蒸发和蒸腾量都比郊区小。 (三)下垫面透水性降低 城市下垫面的材料多为不透水的人工材料,降雨时下渗很少,加上植被覆盖小,不能截留雨水让根部吸水贮存,又有人工排水管道,很快流失,因此,贮存在城市下垫面的水量甚少。 (四)径流速度加快 城市化后地不透水面积大,下渗量极少,加上排水管道密,排水速度快,雨后 迅速变为径流,若有强降水,极易形成洪水。 四、城市径流的水文解释 降水之后的径流过程可以分为下渗、产流、汇流。 由于城区植被面积小,建筑物和人工铺砌的道路、广场等不透水面积大,降雨之后,下渗的水比较少,下渗率很小。 因城区下渗率小,降雨之后的水除了进入排水管道之外,随着地势迅速聚集到比较低洼的地方,形成积水。 城区排水管道密,降雨之后,雨水迅速进入排水管道,大量的雨水一涌而下,迅速汇集到一起,形成很大的水流。 城市化使城区径流的产流、汇流速度加快,给排水管道造成极大的压力,容易形成内涝。 五、结语 由于城市热岛效应及“雨岛效应”等,再加上城市化的本身的特点,城区径流呈现出产流急,汇流快的特点,这对城区因暴雨而形成洪水有很大的直接影响。 根据城区径流的这一特点,我们可以采取相应的措施来防止洪涝灾害:合理进行城市,改善城区水利措施; 加强城市绿化; 用空隙砖铺地,在水泥地面上留多条带缝隙及种植耐压耐践踏的浅草。