【摘 要】
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在快速城市化的进程中内涝现象有加剧的趋势,对居民的日常出行、生命和财产安全造成了较为严重的影响,是亟待解决的社会热点问题.城市内涝是一个复杂过程,受降雨、下垫面、排水设施等因子的控制,本文尝试通过城市内涝过程建模对降雨和下垫面两个因子进行定量分析和比较,并进一步评价二者在城市内涝形成中的重要性.城市内涝的产生和演变受多个因子的影响,有显著的空间异质性,其过程建模的可靠性依赖于高质量的基础数据和验证
【机 构】
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中山大学地理科学与规划学院综合地理信息研究中心,广州510275
【出 处】
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第六届珠江三角洲区域环境遥感研讨会
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在快速城市化的进程中内涝现象有加剧的趋势,对居民的日常出行、生命和财产安全造成了较为严重的影响,是亟待解决的社会热点问题.城市内涝是一个复杂过程,受降雨、下垫面、排水设施等因子的控制,本文尝试通过城市内涝过程建模对降雨和下垫面两个因子进行定量分析和比较,并进一步评价二者在城市内涝形成中的重要性.城市内涝的产生和演变受多个因子的影响,有显著的空间异质性,其过程建模的可靠性依赖于高质量的基础数据和验证数据.本文以广州市番禺城区为研究区,采用激光雷达地形、航空影像、排水管网等高精度数据,运用耦合GIS的自动化建模方法建立了暴雨水管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),并以分钟降雨数据为输入,用实测的街面水位过程数据进行参数率定和模型验证.研究结论主要包括： (1) 1h、2h、3h历时的雨型有显著差异.1h历时雨型为单峰型,2h、3h历时雨型则为双峰型,2h、3h历时雨型的峰值较为接近,1h的峰值则比这两个历时的高将近1倍.(2)番禺城区2000年以后的不透水率增长速度为之前的1.5倍.从1964年的12.1％增长到了2014年的73.3％,城市化整体进程较快,其中1990年之前增长速度较慢,1990年开始进入城市化阶段,增长速度有所增加,2000年城市化程度已初具规模,2000年后城市化速度大约为之前的1.5倍. (3)在番禺城区现状下垫面和一年一遇降雨情况下,模型参数的敏感性按从高到低的顺序为：不透水区曼宁系数、透水区曼宁系数、最大下渗率、透水区洼蓄量、不透水区洼蓄量、衰减系数、无洼地不透水率、最小下渗率,即曼宁系数对内涝溢流体积影响最大,其次是洼蓄参数,最后是下渗参数.(4)相同下垫面状况下,随着重现期增加：1)在地表径流方面,下渗量达最大值,下渗率减小,地表蓄积率减少,径流量基本随降雨总量同比增加,径流系数基本不变；2)在管点溢流方面,涝点个数和溢流体积都有较明显增加,所有风险级别的涝点个数都有增加,其中较高风险等级涝点个数不断增加,较低风险等级涝点大多先增加后减少；3)在管道过载方面,满管个数不断增加；4)在涝点空间分布方面,新增涝点大多先分布于管网质量较差的位置,然后分布于上下坡交汇处和新增不透水的位置. (5)相同降雨重现期状况下,随着不透水率增加：1)在地表径流方面,下渗量、下渗率、蓄积量、蓄积率迅速减小,径流量和径流系数不断增加；2)在管点溢流方面,涝点个数和溢流体积有一定增长,不同风险级别涝点个数都在增加；3)在管道过载方面,满管个数不断增加；4)在涝点空间分布方面,新增涝点大多先分布于新增不透水区域,然后分布于管网质量较差和坡度较大位置下游的位置. (6)通过扰动分析法对降雨和下垫面两个因子进行对比,发现溢流总体积对降雨变化比对下垫面变化更为敏感.
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