城市化对径流的影响

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　摘要：随着社会的发展和人口的增加，城市化速度越来越快，城市化进程对城市自然环境影响也越来越明显，尤其是对城市径流的影响，已明显改变了径流的形成和排出比例，不仅使城市应得水资源大量流失，而且城市局部积聚的洪水还给城市居民的生命财产安全带来严重威胁。

　　关键字：城市化 城市洪水 径流 雨岛效应

　　1 城市化

　　城市化有学者[1]称之为城镇化、都市化，是由农业为主的传统乡村社会向以工业和服务业为主的现代城市社会逐渐转变的历史过程，具体包括人口职业的转变、产业结构的转变、土地及地域空间的变化等。城市化最主要的特征是人口、产业、物业向城市集中，城市人口增加，土地利用性质改变，建筑物增多，道路铺装，不透水面积增大，河道整治，排水管网建设等，直接或间接改变了地面雨洪径流形成条件。

　　由于城市是一定地域范围的中心地，承载着本地域发展的主要动力，因此会衍生出很多负面的问题。特别是在极速城市化过程中更是问题不断，为了提高城市居住生活的质量，人们不断摸索新方法以解决极速城市化过程中所出现的各种问题，但是在负面问题解决的同时，是城市规模的不断扩大和大面积的公共建设，但这并不能从根本上解决城市化所带来的问题，在老问题解决的同时又滋生出新问题，比如城市洪水等。

　　2 城市化对径流的影响

　　随着人类城市化进程的加快，城市化对自然环境的影响越来越大，尤其是对天然径流形成的影响，已经达到不可忽略的程度。随着城市化、工业化的推进，人类大都市的批量涌现对天然径流形成的直接或间接干预逐渐增大，城市水文现象受人类活动的强烈影响而发生明显的变化。城市化对径流影响主要表现在城市地貌和排水系统的改变、汇流时间缩短、降雨在下垫面垂直运动的改变等方面。

　　2.1 雨量增加，洪水灾害

　　城市化的快速发展，在影响径流形成过程中是多方面的。一方面随着超大城市的形成，产生城市雨岛效应[2]，城区工业生产、交通运输、人们日常活动使城市上空大气中的尘埃比天然情况下高出几倍甚至几十倍,加重了城市空气污染并为降雨提供更多的凝结核，使得城市降水多于农村地区;另一方面，城市化改变了自然地形地貌，大面积的水泥马路和城市建筑群形成了一个 “不透水层”，而以不透水地面铺砌代替原有透水土壤和植被，造成等时等量的降雨在这个“不透水层”上快速汇集，在短时间内洪峰流量大增，增加了河槽防洪与排涝的压力。特别是历时短而强的暴雨，其影响更加明显。以徐州市为例，在97年7月17日，徐州市普降特大暴雨造成市区直接经济损失十多亿元[3]。

　　2.2 改变径流因子，加大洪峰流量

　　城市化过程中不透水层的形成，导致城市区域下渗与蒸发的显著减少，使同强度暴雨形成的地表径流和径流总量增大，使地表径流系数增大。径流系数增大，表示城市降水用于形成径流的有效雨量增多，蒸发渗漏减少。随着城市的扩张，不透水面积增大，城市中原有雨水滞留能力锐减，使得径流系数随之增大。

　　以武汉市为例，1989年武汉实有铺装道路面积为1016万m2，至2004年已达到3583万m2，增长了3.53倍。由于武汉市区铺装道路多以不透水的沥青、水泥路面为主，因此这种建设大大增加了城市的不透水面积，使得雨水无法下渗，从而迅速形成地面汇流，使得径流系数大增。选取代表城市化前的1959年7月20日和代表城市化后的2007年7月3日两场雨洪进行对比分析[5](见表)。由表可

　　以发现，1959年日降雨量较2007年高17%，但洪峰流量却由153.7m3/s增至505.0m3/s，增幅近3.5倍，径流深增幅超过30%，径流系数也由0.37增至0.57，增大了0.2。这说明由于城市的发展，产汇流条件发生较大变化，致使在相同量级降雨条件下，洪峰流量成倍增加，流域径流