城市不透水面的扩张对地表径流量的影响

发布时间：2017-11-10 06:24

  本文关键词：城市不透水面的扩张对地表径流量的影响

  更多相关文章： 不透水面 L-THIA模型 径流量 阿什河流域

【摘要】：土地利用/土地覆被变化(LUCC)是反映人类的生活生产过程对地表自然生态环境进行改造的最直接信号,是人类社会经济活动与自然生态过程交互和链接的纽带。作为最典型的土地利用变化过程之一的城市化过程,对城市区域的水循环机制产生了重要的影响,其中包括:降雨、径流过程的变化以及河道水文过程的变化,而这些变化与自然状态下表现出的景观变化差别显著。不透水面分布比例的不断攀升是城市化的一个重要表现,不透水面是指诸如建筑物顶部、公路、广场、机场、停车场等多种类型的人工建筑物区域,与土壤和植被相比,渗透率较小。随着城市不透水面的大量增加,透水性地表的大量减少,天然的径流过程逐渐变化为具有城市特性的径流过程,导致城市径流的数量、持续时间及强度增加,加剧急流、洪水和内涝,造成财产损失甚至人员伤亡。本文以阿什河流域为研究对象,以2000年、2006年、2010年、2015年四期相同月份的Landsat TM影像,利用ENVI软件运用线性光谱分解技术提取四期的不透水面百分比,结合ArcGIS软件中的Arc Hydro Tools(水文时空序列数据模型)模型,以研究区的DEM数据、河网水系数据为基础底图将研究区划分成了63的集水区,将不透水面的百分比图层与阿什河流域的63个集水区图层进行叠加,得到每个集水区的不透水面百分比,分析不透水面在2000年到2015年15年间的扩张变化,并利用长期水文影响评价(The Long-Term Hydrologic Impact Assessment,L-THIA)模型,模拟不透水面的年际变化对流域径流量的影响。设置不同的降雨量情景:四种日降雨量(小雨、中雨、大雨和暴雨)情景和三种年降雨量(枯水年、平水年和丰水年)情景,分别模拟不同年份相同降雨量情景下的径流量,比较不透水面的年际变化对径流量的影响。结果显示:63个集水区在15年间基本上都表现出不同程度的增长趋势;且不透水面的扩张对径流量也有明显影响,在小雨情景下,模拟出的2006年、2010年、2015年的日径流量与2000年相比增加的比例依次为19.81%、56.34%、68.35%,随着日降雨量增加,各年份与2000年相比增加的比例逐渐下降,在暴雨情景下,增加的比例依次下降到了3.51%、15.22%和16.41%。可见:在小雨情境下不透水面的扩张变化对日径流量的影响最为显著,随着日降雨量增大,这一影响逐渐减小;不透水面扩张对年径流量也产生了重要影响,枯水年,各年份与2000年相比增加的比例依次为19.18%、56.11%、69.54%,平水年,这一比例依次为13.92%、45.87%、53.30%,而在丰水年,这一比例下降到了10.02%、34.41%、40.00%,从增长的幅度来看,枯水年不透水面扩张对年径流量的影响明显大于平水年,而平水年又明显大于丰水年。运用L-THIA模型模拟不透水面扩张导致的径流量变化,所需参数较少,对数据的操作简单,模拟的精度较好,模拟结果可为城市的排涝减灾、规划管理等提供参考。
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P333.1

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本文编号：1165454