城市微型景观格局与配置对降雨产流的影响

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1、城市微型景观格局与配置对降雨产流的影响-->第1章绪论1.1研究背景城市化是一个地区乃至一个国家经济社会发展的必然趋势，同时也是工业化和现代化的重要标志（邵学强等，2012）。目前，世界上有50%的人口集中居住在仅占陆地面积为5%的城市土地（拜存有等，2009），这势必会加大对城市资源、能源、交通、住房和排污等的需求压力。然而随着城市化进程的进一步推进，将会有更多的人口继续向城市迈进，城市人口占总人口的规模比例逐年上升，预计到2030年世界上将有60%的人口居住在城市地区（UN，1997）。我国作为一个发展

2、中国家，近年来城市化发展迅速，从1949年建国初期的10.64%增加到2012年的52.57%，年均增长率达到2.6%，而随着我国社会经济的快速发展，预计在未来的发展过程中，我国的城市化水平仍将呈现出持续增长的趋势。...............1.2研究目的及意义水是人类生存与发展所必不可少的一种自然资源。地球上有70%的面积被水所覆盖，但却仅有2.5%的淡水可供人类所利用（王克六，2015）。习总书记指出，目前，我国仍是世界上最大的发展中国家。尽管我国淡水资源量占全球水资源总量的6%，位居世界第四，但我

3、国人口众多，人均水资源短缺形势严峻。据统计显示，截止到2012年，我国人均水资源占有量为2100立方米，仅为世界平均水平的28%（张宏仁，2001；孙权，2010），是全球水资源最为贫乏的国家之一（何昉等，2006；张亚梅等，2015）。随着近年来我国改革开放及经济结构的战略性调整，大量的人口流向城市，进一步加大了对水资源的需求压力。...............第2章实验模拟装置设计与方法2.1人工模拟降雨装置实验所用人工模拟降雨装置采用由美国农业部（USDA）和美国土壤侵蚀研究所共同开发的RS-4振荡式

4、人工模拟降雨机（如图2-1），该降雨装置采用由美国进口的veejet80100喷头。据资料显示，传统的人工降雨的雨滴是自由坠落的，所以高度要求达20m，否则无法保证降雨强度，而该降雨机所用的veejet80100喷头可以控制雨滴的大小和强度，只需要在水压41N/m2﹑高度2.5m的条件下所模拟的降雨情况与自然降雨条件下的状况基本保持一致。据现场预实验结果得知，本研究所采用的模拟降雨机的模拟降雨可覆盖范围为长4.5m﹑宽1.5m的长方形区域。...............2.2下垫面模拟试验小区的设计随着城市

5、化、工业化及农业现代化的推进，城市人口增加、土地利用变化、建筑物增多及硬化路面增加等这些因素均在一定程度上改变了城市地区的水文条件。而城市下垫面作为一个经人工改造了的地面，沥青路面、砖瓦建筑、公园草地、裸露土地及河流湖面等使得城市下垫面情况较之以前变得更为复杂。根据地表渗水情况可将城市下垫面分为成两种，一种是可透水性下垫面，主要是以草地、裸露土地等透水性较好的城市下垫面为主；另一种是不透水性下垫面，主要以混凝土、沥青地面等代表的透水性能较差的下垫面为主（郝静，2012）。可透水性下垫面和不透水性下垫面概称为

6、典型城市下垫面。本研究选用水泥混凝土面作为不透水型下垫面的代表，裸土、草皮及透水砖作为可透水下垫面代表。...............第3章下垫面类型对降雨产流过程的影响...............183.1下垫面类型对产流时间的影响...............183.2下垫面类型对产流量的影响................21第4章不透水分布格局对降雨产流过程的影响................304.1不透水分布格局对产流时间的影响................304.2不透水分布格局对产流量

7、的影响................32第5章草地分布格局对降雨产流的削减效应...............395.1草地分布格局对产流时间的影响................395.2草地分布格局对产流量的影响...............41第5章草地分布格局对降雨产流的削减效应5.1草地分布格局对产流时间的影响图5-1结果显示，四种实验小区的产流时间均表现为随雨强的增加而减小，但是不同实验小区的减小幅度不同。对于无任何覆盖的裸地来说，雨强从0.29mm/min增加到0.77mm/min时，其初始产

8、流时间变化为由2min缩短到1min，减小幅度为50%；对于完全由草地覆盖的实验小区而言，其初始产流时间减小幅度达75%以上；对于草地覆盖率为50%且裸-草聚集型分布的实验小区而言，其初始产流时间由低雨强条件下的48.5min缩短至高雨强条件下的10.08min，减少幅度为79%；对于草地覆盖率为50%且裸-草均匀分布条件下的实验小区来说，其初始产流时间由低雨强条件下的74min缩短至高雨强条件下的17min，缩