城市典型下垫面降雨产汇流特性模拟实验研究

采用人工降雨-下垫面系统,对雨强、坡度和降雨动能等因素,在水泥、道路砖、透水砖和草地4种城市典型下垫面上进行了降雨产汇流的实验研究.研究表明,4种下垫面的出口断面的流量过程线由汇流、稳定和退水三个阶段组成.其中雨强是影响流量过程线的主要因素,雨强越大,同一下垫面的越早产流,汇流越短,退水需要更长的时间,流量峰值越早出现并且峰值显著增大;下垫面的坡度主要影响汇流过程和退水过程的长短,坡度越大,汇流和退水过程越短且过程线越陡峭,流量峰值出现的越早,但对流量峰值影响不明显;降雨动能对下垫面的击溅作用强烈,会影响到下垫面污染物的冲刷特性,但对降雨的流量过程线、峰值和径流总量的影响有限.     

降雨条件下边坡地下水运动规律

为了研究降雨对边坡渗流场孔隙水压力分布的影响,根据岩土饱和-非饱和渗流理论,利用SEEP渗流有限元程序计算给定降雨条件下孔隙水压力的分布,结合一个土坡算例,探求降雨强度、降雨持时以及土壤渗透系数等参数变化对渗流场的影响。通过记录坡肩处孔隙水压力变化,得到不同降雨类型下雨水入渗深度的规律;并记录下坡体内孔隙水压力随时间的变化规律,得到持续降雨条件下不同时刻坡体内孔隙水压力分布特点,可以为边坡的稳定性分析和滑坡预测提供依据。     

密云水库流域降雨径流土壤中氮磷流失规律—以石匣试验区为例

利用石匣水土保持监测试验区,分析降雨径流及土壤中氮、磷流失的规律。研究结果表明：（1）开荒及裸地最易产生径流,其中荒坡产生的泥沙中总氮含量、总磷含量最高,其次为林果地、草地,农地最低;（2）流失泥沙中氮、磷富集,磷主要以泥沙形式被迁移带走,溶解态极少;泥沙中总氮、总磷富集率为坡耕＞免耕＞等高种植;（3）大部分雨后土壤的pH值、有机质略有下降。雨后土壤主要是0．005－0．001mm及＜0．001mm粒径减少,它们可能是氮、磷流失的载体;主要为细颗粒;（4）等高种植及植物带对控制径流污染,效果极为明显;其次为免耕,应杜绝坡耕。由于氮、磷流失多以细颗粒为载体,应侧重减少细颗粒的流失。     

基于动态数字地形模型的流域产汇流模拟方法

提出建立动态数字地形模型的概念。通过对各类地表相关信息的描述和关联, 建立其内在的计算规则。可以用于模拟水文过程中复杂、非线性的动态变化。在动态地形模型中, 以规则网格为计算单元, 通过计算规则描述了模拟过程的动态变化。以产汇流为例, 阐述了利用动态地形模型模拟的方法, 取得了初步效果, 为在该方向的深入探索提供了一条可参考的思路。     

开放条件下中心城市的适宜区位研究——以浙江省嘉兴市为例

以图论和威尔逊模型为理论基础,构建了区域中心城市适宜区位的模型,试图定量确定开放条件下区域中心城市的适宜区位.通过嘉兴的实证分析可以看出,开放条件下区域中心城市的适宜区位常常偏离所在区域的几何中心,而趋于主导联系方向.     

重工业城市条件下的植物配植分析——以山西省太原市为例

本文通过对太原市工业和环境状况的介绍,分析其在植物配植上的原则政策以及具体采取的措施,并辅以案例,试图为重工业城市的环境建设提供一些有益的参考.     

参与式流域环境治理——以大理洱海流域为例

以大理洱海流域的环境污染和治理为个案,指出洱海流域环境问题的出现与流域内居民的生活方式密切相关,认为在加大投入改进环境治理技术和建设环境治理设施的同时,需要培养流域内居民的环境主体意识,并通过社区组织动员流域内居民开展参与式的环境治理,从而为提高流域治理效果,并实现环境治理效果的可持续性提供一条思路。     

极端降雨下地下空间淹水对城市内涝过程的影响研究

极端降雨会引起城市内涝,造成地面严重积水,从而威胁城市地表及地下空间的生命财产安全.当前水动力模型涉及地下空间的模拟较少,地下空间设防高度对城市内涝时空分布特征的影响分析还存在不足.针对以上问题,以郑州市二七区主城区在“7·20”特大暴雨事件中的内涝过程为例,构建了考虑地下空间淹水的城市内涝模型.模拟了在地下空间不同设防高度下,城市内涝时空分布特征.研究结果显示：(1)构建的地下空间淹水模型具有一定物理机制,参数可量化,且计算简便,适用于大范围考虑地下空间淹水的城市内涝模拟;(2)不考虑地下空间淹水会使地表内涝风险被高估,高风险与超高风险面积之和将会增大10.7%;(3)当设防高度增加10cm时,城市地表的积水最大深度提高10.0%,流速增加2.3%,高风险与超高风险面积增加3.4%.这一结果表征了地下空间设防高度对城市内涝过程的影响机制与规律,为科学设置设防高度,有效防控城市地表-地下整体内涝风险提供了参考和依据.     

移动降雨条件下结皮对坡面产沙的影响机理

通过室内小尺度坡面(4m×1m)人工降雨物理模型,设计沿坡面上下移动的移动降雨工况进行产沙产流过程比对试验,对产流产沙量时空特性及侵蚀泥沙粒径特性进行分析,探讨不同降雨移动方向条件下结皮对坡面产沙过程的影响机理。结果显示:结皮发育造成产沙显著减少;降雨向上移动时,结皮发育成熟使峰值产沙提前出现,而向下移动时产沙峰值始终随产流峰值一起出现;向上移动降雨工况在雨强3.6×10-5 m/s时达到产沙峰值和等效泥沙浓度的最大值,而向下移动工况则对应更大的降雨强度;结皮发育在降雨初期对产沙成分的影响最明显,总体上产沙成分保持特定比例结构,粉粒最易受侵蚀,粘粒次之。研究表明:结皮发育是影响移动降雨条件下坡面产沙时空特性的重要因素。     

极端天气作用下的区域粮食产量波动——以石家庄冬小麦为例

为分析在极端天气事件作用下影响粮食产量波动的致灾因子并分析该因子的影响作用,该文以石家庄地区冬小麦为例,利用统计学方法如回归分析、因子分析和主成分回归构建区域气象产量模型,把单位面积粮食产量划分为趋势单产变化和气象单产波动2个部分。经石家庄实例验证,该方法有效消除了增产趋势的影响,能更准确地反映气象灾害对单产波动的影响。结果表明:物质投入、科技进步、生产管理等是影响趋势单产变化的主要因素;而石家庄冬小麦单产波动的主要致灾因子有:3月最低温度、6月平均温度和10月及11月的降水量。3月最低气温较多年平均值上升或下降1～2℃,冬小麦产量会上下波动50kg/hm2;11月份降水量较多年平均值增加或减少15～20mm,产量会减少或增加40kg/hm2。因此"倒春寒"、极端降雪等极端天气事件是导致石家庄冬小麦产量减产的最主要气象因素。     

降雨条件下城市快速路车速模糊神经网络预测方法

为了提高降雨条件下快速路车速短时预测的准确性,考虑到各影响因素的模糊性以及影响作用非线性变化特点,提出了一个以交通量、占有率和降雨量为输入,以车速为输出的模糊神经网络预测方法.利用上海市快速路的交通流与气象数据确定了最优模型结构,并与自回归积分滑动平均模型、反向传播神经网络模型和支持向量机模型进行对比分析.该方法的预测均方根误差为3.05km·h-1,预测平均误差为3.95%,均优于其他3种方法.     

城市碳中和措施的边际减排成本分析——以北京市为例

城市是碳中和的主阵地,随着“双碳”目标的提出,将鼓励更多的减排技术和政策在城市低碳转型中发挥作用.基于此,本研究运用边际减排成本方法,以北京市为例,结合北京市低碳政策推广情况,对具体减排技术的减排潜力和减排成本进行分析,绘制了具有35项减排措施的北京市边际减排成本曲线,识别出有较高经济性的优先减排措施,为北京市实现碳中和目标提供技术措施优先级排序和实施路径建议.研究表明：1)筛选出的电力部门、交通部门、建筑部门减排技术的减排潜力分别为14.96亿、7.66亿、2.55亿t.平均碳边际减排成本为485.12元·t^-1,电力部门、交通部门、建筑部门的平均减排成本为154.56、417.56、688.28元·t^-1;北京市应大力推广电力减排措施,保证北京市碳排放进入快速下降通道;2)在35项减排措施中,11项的减排措施的边际减排成本为负,成本有效的CO2减排潜力为39 967万t,占39.15%;减排初期应大力推广电动出租车、电动公交车和电动轻型货车、照明节能等负成本措施;3)高边际减排成本措施的减排潜力较大,但不具有成本优势,实施难度大,为促进此...     

公共服务的政府绩效评价——以北京市为例

建设服务型政府是我国新时期深化行政体制改革方面的总体目标,更是实现整个社会变革的核心和关键。以北京市为例,对我国政府公共服务的绩效进行了评价。     

基于粗糙集条件信息熵的城市创新能力研究——以郑州市为例

城市是区域经济社会发展的中心,创建创新型城市是我国实施创新驱动发展战略的关键,综合评价城市创新能力发展水平,并找出影响创新能力的关键因素显得尤为重要.通过创建城市创新能力评价指标体系,运用熵值法对33个创新型试点城市创新能力进行评价.在此基础上,利用粗糙集条件信息熵方法确定影响城市创新能力因素的指标权重,并具体分析了影响郑州市城市创新能力发展的关键因素.研究发现,郑州市创新能力在全国位于中游水平,其中二级指标对创新能力的影响权重依次是创新环境、创新投入、创新绩效和创新产出.     

汉丹江流域水土流失特点及分布规律——以丹凤县陈家沟小流域为例

目的 为汉丹江典型小流域水土流失综合治理提供理论依据.方法 在对历史资料及数据分析的基础上,以南水北调中线水源区汉丹江流域丹凤县陈家沟小流域为典型案例进行分析.结果 陈家沟小流域水土流失以水力侵蚀为主,多发生在坡耕地和疏幼林区,水土流失随季节的变化呈现夏秋多、冬春少的时间变化规律,随着海拔高度的变化呈现垂向空间变化规律.结论 应采取以生态修复措施、工程措施和封育措施为主的水土流失治理措施.     

流域生态补偿标准研究——以河南省海河流域为例

在对流域生态补偿标准研究评述的基础上,提出了针对无天然径流、经济发展水平低的流域,上下游进行生态补偿的测算模型,即基于水质和污染物总量的流域生态补偿测算模型,并以水生态恢复成本作为补偿的科学依据.在河南省海河流域水生态现状分析的基础上,定量分析了2008年河南省海河流域上下游之间的补偿金额,为流域生态补偿标准研究提供了途径.     

基于流域特征的城市排涝体系分析评价——以苏州市高新区为例

选取苏州市高新区作为研究区,基于流域和水文特征对城市排涝体系进行分析评价。借助ArcGIS10.1对研究区进行水文分析,得到该区域的自然流域边界和水文特征专题图,将其与研究区排涝管道分布图以及生态绿地专题图进行叠置分析,对其排涝方式、排涝管道拟合度和河道生态缓冲带宽度等评价指标进行定性分析和定量测算,得到以下主要结论:研究区排涝体系与自然地形自然衔接,通过设置排水闸站总体上可防止雨涝和山洪灾害;研究区西部的镇湖、通安、东渚和浒关等镇生态绿地覆盖率、生态缓冲带平均宽度和排涝河道拟合度均较高,可在汛期有效蓄水并引导雨水;北部地势较高的浒墅关地区绿地则可分担山洪压力;枫桥和狮山两镇是苏州高新区中心,绿地覆盖率、生态缓冲带宽度和排涝河道拟合度都较低,是汛期较易形成城市内涝的高风险区域。     

不同暴雨条件下扇形和羽形流域的洪水规律

为了探讨降雨过程时空分布不均匀性对河道径流的影响,以沂河、沭河流域为例,利用瞬时单位线法和马斯京根法计算重现期为10、 20、 50 a的3 d特征暴雨和2019年台风“利奇马”暴雨在2个流域中的洪水流量,得出各防洪控制站在不同暴雨条件下的洪水规律。结果表明：扇形流域内洪水汇流较集中,容易发生洪灾;羽形流域内各支流洪水交错汇入干流,近水先去,远水后去,洪水较缓和,沂河的防汛压力大于沭河的防汛压力;在相同降雨量条件下,沂沭河流域内临沂站在从北向南的降雨过程中更易形成大洪峰,斜午站、石拉渊站和重沟站在从南向北的降雨过程中更易形成大洪峰;莒县站位于沭河上游,控制流域包含多个支流和3个水库,流域形状为属于羽形流域的沭河流域中的扇形流域,具有洪水汇流集中的特点,沭河莒县站的防汛压力大于沭河其他防洪控制站的防汛压力,而且当沭河流域出现大范围同步降雨过程时,莒县站更易形成大洪峰。     

基于高程数据的流域水系构建——以敖江流域为例

为了建立敖江流域基础信息系统．开展数字流域研究．本使用地理高程数据．借助流域水软件WMS，构建了敖江流域水系结构．运用栅格型DEM数据与流域出口点位置，以TOPAZ算法为依据，绘制流域轮廓与水系结构．建立流域水系拓扑关系．划分出子流域．并计算了各子流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数．为敖江数字流域建设提供了重要依据．在敖江流域水系构建工作基础上，分析了WMS软件在流域水系构建上的优势与不足．并指出水系构建在流域分析管理中的积极意义与对流域可持续发展的促进作用．     

城市低空空域可用空间识别与容量评估——以北京市为例

低空空域是国家重要的战略性资源,中国低空空域逐步放开加速了通用航空产业的发展,也激发了对低空空域容量评估的高度关注.首先对城市低空空域容量评估的关键问题进行了梳理,分别从可用空间识别、结构特征、无人机碰撞风险3个角度进行城市低空空域容量判定的约束分析;接着以无人机为主要对象,综合使用地理围栏技术与冲突检测与解决模型对北京市主城区低空空域容量进行了模拟.评估结果表明:①地理围栏技术具有城市低空空域容量评估的有效性,禁止飞出(keep-in)和禁止飞入(keep-out)两种地理围栏模拟结果在飞行高度h≤40 m时,空域可用空间比例随着飞行高度增加持续增加;h≥40 m时,空域可用空间比例随着飞行高度增长幅度明显减小.②北京市低空空域可用空间总量受到低空障碍物间隔标准与飞行高度的共同影响,随飞行高度增加而增加.城市低空空域可用空间沿城市交通干线分布,由中心向外围呈现圈层式分布,且主城区东南部和西北部的低空空域可用空间最大.③城市低空空域容量评估反映出空域更具有空间连续性表征,但需要借助地理要素的非均衡性充分反映.可见通过引入地理学的方法与技术,不仅增加了低空空域容量评估的精度与广度,也拓展了地理学研究空间从传统的陆域研究向空域延伸,对有效统筹地理条件与空域开发的资源价值、揭示空域形态特征,以及改善宏观的低空空域资源利用与管理具有重要意义.