论文部分内容阅读
暴雨内涝是城市的主要自然灾害之一，近年来困扰着我国许多城市。城市不透水面积随着城市化的发展不断增加，由于不透水地表的入渗量几乎为零，导致城市地表径流系数增大，雨水汇流速度提高，从而引起城市降雨径流总量的增大。相关研究表明，受城市化影响，城区的降雨量呈波动增加趋势，且城区降雨量比郊区多，存在城市雨岛现象。当前，随着城市化的不断发展，城市防洪排涝面临着许多新情况、新问题，造成的损失也不断加大，除全球气候变化，局部暴雨增多等自然因素外，城市化带来的城市水文变化不容忽视，“暴雨淹城”的现象时有发生。目前，为解决城市内涝灾害，国内外专家进行了大量的研究，总结了许多行之有效的对策。城市雨洪控制利用技术从减少雨水径流量、径流流速等思路出发，通过合理的城市更新规划和“海绵城市”建设措施，借助地理模拟技术，通过土地利用空间格局优化更新来消除或减轻不透水地表对城市水文影响的方法，必将成为这些城市迫切需要的研究内容。国内外学者高度重视不透水面的地表水文环境研究，就目前收集文献来看，大多是从城市不透水表面积的角度出发，空间格局对城市水文影响研究数量较少。本文提出基于径流系数最小化目标的不透水面空间格局优化方案。充分考虑城市的内部地形特征、降雨、径流等因素，在二级汇水区的基础上，利用广州市水务局发布的广州市城区暴雨强度公式，假定主城区发生一场持续60分钟的降雨，计算五年一遇重现期的降雨量，使用SCS-CN水文模型计算直接径流量。径流系数为一定汇水面积内径流量与降雨量的比值，代表了城市地表在一定降雨条件下的产流能力，降雨径流系数以径流小区为单元计算得出。以径流系数最小化为目标，构建目标函数，使得每个径流小区内径流系数最小；利用具有很强全局寻优解能力的蚁群算法配置不透水面空间格局。确立城市不透水面空间格局的优化目标，优化城市不透水面空间格局，可以为减轻或消除相关城市水文问题提供空间决策支持。城市不透水面格局的优化和局部更新有利于城市暴雨内涝的防治。