城市河流径流演变规律及其影响机制研究

发布时间：2020-08-12 04:26

【摘要】：城市地区水循环的特殊性和复杂性在于其受人类活动强烈影响,自然水循环路径上加入了人类社会系统产生的水的入流和出流,并严重改变了水循环的过程,形成了自然-社会二元水循环系统。以往对城市水生态问题的研究主要集中于城市圈的河道外水文循环过程,然而,关于城市化对城市河道内外完整系统水文过程的研究相对不足。本研究选择中原地区发展迅速的中心城市——郑州市为研究区域,采用模型模拟的方法,以城市水文过程为中心,从城市化进程、极端降水、“海绵城市”三个方面着手,开展了城市化下城市水文过程的特征。主要研究结果如下:(1)基于MIKE 11和MIKE Urban平台,利用郑州市区的地形、管网、水系、河道断面资料,构建了研究区城市排水与城市河流动力学耦合模型,通过对小尺度区域降水过程中水深分布特征分析,率定管网模型参数;同时利用贾鲁河郑州市区出境断面实测径流,率定城市排水与城市河流动力学耦合模型参数,结果表明,模拟值与实测值较好吻合。(2)基于不同城市化水平下土地利用类型和社会经济要素的变化,模拟城市化进程中城市水文响应特征。结果表明,随着城市化水平的提高,城市化进程对城市管网系统径流系数和径流峰值的影响变大,并且对汛期河道洪峰的影响明显大于非汛期,以及对丰水年河道洪峰的影响作用要远大于枯水年。(3)极端降水事件对城市化作用具有较好的响应,在同一重现期下,随着城市化水平的提高,城市排水管网的产流明显增大,管流峰值明显提前,积水时间有所延长,河道径流洪峰出现时间明显提前,洪峰流量明显加大,随着重现期的增加,其影响越来越大。(4)通过增加下垫面的透水率和雨水蓄积利用率以及河道调蓄能力,明显削减了管道出流和河道径流,但使短历时暴雨下的管流和河道洪峰流量出现时间提前。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P333
【图文】：

郑州市区范围图

该区范围主要为市区北部黄河沿岸以及市区西南地区。区内冲沟发育，沟壑纵横，沟深30~60 m，呈 V‖字形状。地面起伏较大。郑州市区地形地貌图见图4-2。

是郑州北部的泄洪排涝河道之一。郑州市区主要河流（贾鲁河）水系见图4-3。图 4-3 郑州市区贾鲁河水系图Fig.4-3 The water system of the Jialu River in the central urban area of Zhengzhou City4.1.2 社会经济（1）人口建国以来，郑州市人口总量持续增长。20世纪50年代，人口增长较快，年均增长率达4.34%；60年代人口发展趋于平缓，年均增长1.64%；70年代以后，郑州开始全面贯彻执行计划生育政策，人口增长逐步放缓，1970~2000年年均增长1.31%。进入21世纪，郑州城市规模不断扩大，经济快速发展，郑州市人口也随之快速增长，2000~2015年间

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本文编号：2790048