城市生态空间分布与降雨径流影响机理研究

The investigation of the 351 cities for urban flood by the Ministry of Housing and Urban-Rural Construction show us that over 60% of the investigated cities faces the water logging. Beijing city was damaged by the urban flood heavily in 2011 and 2012.The urbanization has been rapidly in recent 30 years, and the mechanism of rainfall runoff in urban area has been changed. But the origin planning method for the eco-space such as green land,the urban channel, the wetland need to be changed. And how to plan the eco-space in urban planning according to the rainfall runoff is still a problem. The research will find the function and the character of the eco-space (green land, urban channel, wetland) in the urban unit and small drainage watershed by using FRAGSTAT. Provide a urban rainfall runoff model by using MIKE flood including the green land, the drainage pipes, urban channel,wetland and other facilities for the rainfall. The effect mechanism of the eco-space distribution on the urban rainfall runoff will be researched. The research will provide a model basing on urban unit and small drainage watershed of the effect of urban rainfall runoff by the distribution of the eco-space. The model and method of this research will provide a theoretical method for the innovation of the urban planning and the assessment of the rainfall impact.

2010年住房和城乡建设部对全国351个城市进行了调研，其中60%以上的城市遭受不同程度的内涝，2011和2012年北京市连续遭受严重城市内涝。近30年我国进入快速城市化进程，随着城市规模的日益扩大，城市地区降雨径流机理发生很大变化。随着城市雨涝问题愈加严重，城市规划建设中涉及低影响开发，强化绿地、湿地、水系生态空间对城市降雨径流调控的需求剧增。本研究拟从城市绿地、水系、湿地等生态空间的分布及其复合功能着手，采用FRAGSTAT研究城市单元和小流域尺度城市生态空间的分布特征，采用MIKE FLOOD构建城市单元和小流域尺度城市降雨径流模型（包括城市绿地、内河、排水管网、湿地、雨洪蓄滞设施等），研究不同尺度范围城市生态空间分布对城市降雨径流影响机理，提出基于城市单元和小流域尺度的生态空间分布对城市降雨径流影响机理模型，为我国下阶段城市规划编制技术革新和排水（雨水）影响评价提供理论方法。

1、项目的背景. 城镇化中土地利用方式的巨大变化引发了降雨径流条件的重大变化，从而诱发了城市雨洪内涝等主要问题。城市生态空间作为城市中对降雨径流起重要功能性作用的空间，应在城镇化的过程中予以高度重视，其与降雨径流的关系机理和如何根据城镇化的特征予以保护、恢复和建设非常重要。.2、主要研究内容.（1）对我国城市规划南北方的城市生态空间（水域和绿地）进行了分析。.（2）对北京和深圳进行土地利用变化研究，识别生态空间在近30多年的变化规律。.（3）对比土地利用变化，研究与降雨径流的关系和影响。.（4）选择城市中具有代表性的地区，研究2-3平方公里级城市单元的降雨径流机理特征。.3、重要结果.（1）在我国生态文明建设中，生态空间比率南方城市宜控制在34%至50%之间，北方城市宜控制在31%至46%之间。.（2）北京市在近35年发展中，城镇生态空间比率由1978年的61%降低至2013年的22%，离散度持续增加。.（3）深圳市在近30年发展中，城镇生态空间比率由1985年的2.39倍降低至2015年的33%，离散度持续增加。.（4）北京市市域层面降雨强度中心趋于离散度增加，由单中心正在向多中心变化。.（5）由于城镇生态空间降低，城市降雨径流增加，按照原城镇化模式，城市降雨径流总量增加约20%左右。.4、关键数据及其科学意义.（1）北京市自1978年多年段期遥感影像土地利用解译数据、景观格局指数分析数据。.（2）北京市昌平区未来科学城地形、土地利用、雨水排水管网、竖向数据；北区降雨径流模型情景和模拟结果数据。.（3）深圳市自1985年多年段期遥感影像土地利用解译数据、景观格局指数分析数据。.（4）深圳市南山区西丽总部基地地形、土地利用、雨水排水管网、竖向数据；总部基地降雨径流模型情景和模拟结果数据。. 较为成系列的研究了北京市和深圳市的土地利用变化特征，尤其是深圳市作为经济特区在近30年的发展变化。采用景观格局指数分析获取分类土地利用随着城镇化的变化特征，以广义和狭义角度分析城镇生态空间的变化特征和规律。将自然水文系统和城市人工排水系统构筑双层排水模型。