城市水文效应
城市景观格局与水文效应关系研究

摘
要 :基 于 多 时相 T / T +影像 ,运 用 支持 向量机 分 类 方 法对 蚌 埠 市 景观 进 行 分 类 ,解译 得 到 M EM
18 99年 、19 9 5年 、20 0 3年 和 20 0 7年 土地 利 用 专题 图。采 用景观 指数 法 、转 移 矩 阵 法 ,分析 了蚌 埠
水利水电技术第4 1卷 Nhomakorabea21 0 0年第 4期
城 市 景 观 格 局 与水 文 效应 关 系研 究
戚 晓明 ,杜培 军 ,吴志 勇 ,汪迎春
( .中国矿业大学 地理信息与遥感科学系,江苏 徐州 2 1 1 ;2 1 2 16 .蚌埠学院 应用化学与环境工程系, 安 徽 蚌 埠 230 300;3 .河海大 学 水 问题 研 究所 ,江 苏 南京 209 ) 10 8
2 0 e o t ie r m te r lv n t r r tt n Mo e v r h e ain h p b t e h r a a d c p at r d h d l g- 0 7 a ba n d fo h e e a ti ep ea i . r n o r o e ,t er lt s i ewe n t e u b n l n s a e p t n a y r o i o e n o c f c e a ay e i h n s a n e t o d t e t se t x me o .T e su y s o a h h a t ro e l a e e t n z d w t t e l d c p id x meh d a a frmar t d h t d h wst t e c a ce ft r a l h a e n h r n i h h t r h h d o o i a f c e g u C t s o vo sw t o rfa me tt n o lw a d a d b t rc n e t i ,wh c sf v r b e fr y rl gc e e t B n b i i b iu h lwe g l f o y i r n ai p o l n n et o n c i t o f e vy ih i a o a l o w trc n e v t n a d a rc l r e eo me t o v r h a d f rc n t ci n i c e e o g w t r n fc n e t t n a e o s r ai g u t a d v lp n ;h we e ,t e ln o sr t n r a s a n h te d o o c n r i , o n i ul o u o s l i ao w i h r a ae u p y c p ct e i ssa l t e r lv n e r a e o e p r a i t rc n u t n a d a b t o — h l t e u b n w trs p l a a i r ma n t b ew h t ee a td c e s f e p t wae o s mpi n i p o e y i h h t c a o
水文效应的名词解释

水文效应的名词解释水文效应是指气候、地形、土壤等自然要素对水循环的影响。
它是一种研究水在地球上的循环过程以及与其他地球系统相互作用的科学,涉及到水的蓄水、输送和分布等方面。
水文效应对于我们理解和预测水资源利用、水灾和干旱等重要问题具有重要意义。
水文效应可以分为多个方面进行解释。
首先,它包含了降水形式和分布的影响。
降水是水文效应的起点,不同地区的降水形式和分布方式对水资源利用和生态系统的发展起到决定性的作用。
例如,热带常年降雨,会导致热带雨林丛林生态系统的繁茂,而地中海气候则会导致干旱地区的荒漠化。
其次,水文效应还涉及到地下水和地表水的关系。
地下水是地球上最大的淡水来源之一,在水文效应中起到了重要的作用。
地下水的充沛程度和分布对地表水的补给起着决定性的作用。
在一些河流干涸的地区,地下水可以通过渗漏与地表水相互作用,提供生存所需的水资源。
另外,水文效应还包括与人类活动相关的水循环影响。
随着人类活动的不断增加,水文效应也发生了变化。
城市化进程导致了大量建筑、道路和人工地表的形成,这些人造地表会影响水的渗透能力和径流速度,从而影响水循环的过程。
农业灌溉和水库蓄水等人类活动也会改变水文效应,对水资源的分布和利用产生影响。
在水文效应的研究中,还有一些具体的概念和技术方法被广泛应用。
例如,降水量计算是水文效应研究的重要组成部分之一。
通过气象观测和数学模型的分析,可以估算出不同地区的降水量,并预测其未来的变化趋势。
流域水文模型是另一个常用的研究工具,它可以模拟水文过程,并对水资源的管理和利用提供依据。
除了研究方法和技术,水文效应的意义也是值得探讨的。
水文效应的研究可以帮助我们更好地了解水资源的分布和利用情况,为水资源管理提供科学依据。
同时,它还可以提供对洪涝、干旱和水灾等自然灾害的预测和应对措施。
此外,水文效应的研究也对气候变化的评估和预测具有重要意义。
总结起来,水文效应是一个综合性的科学概念,涉及到多个方面的研究内容。
城市化的水文效应

城市化的水文效应当今,人类对自然环境的作用越来越明显,人为因素对水文效应的影响尤为突出,其中,城市化的程度的提高,直接改变了城市的水文效应。
城市化的最主要特征:1.人口集中和建筑密度增大,大力铺装道路,整治河道,兴建排水管网等;2. 城市社会经济发展对水的需求量增大,废、污水增多,从而对水的流动,循环等产生了影响;3.随着人口增加,对水的需求量也就随之增大,产生了一个寻求充足水源这一水文第一重要的问题。
城市化对水文效应及水特性有如下影响:1. 对水循环的影响(1)从水循环路径看,水资源开发利用改变了江河湖泊的关系,改变了地表水和地下水的赋存环境和补给转化路径。
人工侧支水循环的形成和发展,导致城市天然生态系统与人工生态系统的相应变化,区域水循环也随之而变。
从水循环特性来看,城市土地利用,极大地改变了城市地貌与植被分布,使城市地表水的产汇流特性和地下水的补给排泄特性发生相应变化。
城市化的程度的提高,直接改变了城市的暴雨径流形成条件,使其水文情势发生变化:由于城市地表不透水面积增大,蓄水洼地减少,暴雨天气易形成地表径流,导致暴雨径流总量增大,洪峰流量增高,出现时间提前,汇流时间缩短;河道中水流流速加大,径流过程中悬浮固体及污染物浓度提高。
另外,地区的入渗量减少,地下水的补给量相应减小,干旱期河流基流量也相应减少。
而地表径流增加,使得径流系数增大,增大了对河道和排水沟渠的压力。
城市化后,夏季降水明显增多,特别是大暴雨的次数、总降水量和平均降雨强度都有所增加。
城市污水增多、降雨的径流量变大和流速的增大,使短时间内的大流量径流发生,不可避免地要使洪峰流量增大,从而引起了洪水控制问题。
对地下水收支的影响。
城市化的发展加快了人们对地下空间的利用,如上、下水道及地铁等工程均对地下水的收支产生很大影响。
由于城市人口密集,需水量大,过量开采地下水,而由于地表的阻隔,地下水得不到有效补充,使得其水位降低,水质发生改变,进而影响了水文特性。
城市化对水文循环的影响分析

城市化对水文循环的影响分析在当今社会,城市化进程正以前所未有的速度推进。
城市的扩张和发展给人们的生活带来了诸多便利和机遇,但同时也对自然环境产生了深远的影响,其中就包括水文循环。
水文循环是地球上水的流动和转化过程,包括蒸发、降水、地表径流、地下径流等环节。
城市化的快速发展改变了土地利用方式、下垫面条件以及人类活动模式,从而对水文循环的各个环节产生了显著的影响。
首先,城市化导致了大量自然土地被建筑物、道路和其他基础设施所覆盖。
城市中的混凝土、沥青等不透水表面迅速增加,这使得降水无法像在自然地面那样渗透到土壤中。
原本可以补充地下水的雨水,现在更多地转化为地表径流,导致径流量增大、流速加快。
在暴雨期间,这种情况尤为明显,容易引发城市内涝,给城市的排水系统带来巨大压力。
其次,城市化改变了蒸发和蒸腾过程。
城市中的植被面积大幅减少,植物的蒸腾作用减弱。
同时,城市中的人工建筑物和道路等表面吸收和储存热量的能力较强,导致气温升高,相对湿度降低,从而使得蒸发量增加。
但总体来说,由于蒸腾作用的减少,区域内的水分散失总量可能会有所降低。
再者,城市化影响了降水的分布和强度。
城市中的高楼大厦、工厂烟囱等会产生大量的人为热和污染物,形成城市热岛效应和雨岛效应。
城市热岛效应使得城市上空的空气对流增强,增加了大气的不稳定性,从而可能导致降水的频率和强度增加。
而且,城市的下垫面粗糙度较大,对气流的阻滞作用明显,也会影响降水的分布。
另外,城市化还对地下水的补给和水质产生了影响。
由于不透水表面的增加,地下水的补给量减少,地下水位下降。
同时,城市中的工业废水、生活污水等如果未经妥善处理就排放,会污染地下水,导致地下水水质恶化。
为了减轻城市化对水文循环的不利影响,我们可以采取一系列措施。
例如,在城市规划中增加绿地和水体的面积,提高城市的透水性能,推广雨水收集和利用系统,加强污水处理和排放管理等。
增加绿地和水体面积有助于增加蒸腾作用,调节局部气候,同时也能在一定程度上缓解城市热岛效应。
3.城市水文效应 2

水污染的原因
• 工业污染源 :工业废水为水域的重要污染源,具有
量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难 处理等特点。 • 农业污染源 :农业污染源包括牲畜粪便、农药、化 肥等。 • 生活污染源 :生活污染源主要是城市生活中使用的 各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的 无机盐类,生活污水中含氮、磷、硫多,致病细 菌多。
城市化水文过程变化的原因
• 由于城市人口,建筑及工业的高度密集,城市气候的热岛 效应,凝结核效应(烟,尘增多),及高层建筑障碍效应 的影响,造成了城市地区的雨岛效应。 • 由于城市的发展,大面积的天然植被和耕地为街道、工厂、 住宅等建筑物所代替,下垫面的滞水性、渗透性、热力状 况均发生明显的变化。城市降雨后,截留填洼、下渗的损 失量很小。 • 城市道路、边沟及下水道系统的完善,使城市集水区内天 然调蓄能力减弱,水流在地表及下水道中汇流历时和滞后 时间大大缩短,径流系数和集流速度增大,使城市及其下 游的洪水过程线变高、变尖、变瘦,洪峰出现时刻提前, 汇水的水力效率增大,径流系数明显增大。
城市内涝
成因
• • • • 地形地貌 排水系统 城市硬化面积 过街的地下通道、铁路桥、公路桥、 立交桥等的建设
• 工程措施
• 1.整治河道; • 2.改造地下管网:如适当扩大管径,解 决雨、污分流问题; • 3.增加排涝设施:如建排涝挡潮闸、排 涝泵站; • 4.增加调蓄能力:如修建蓄水池、调蓄 湖等; • 5.增加渗透能力:如铺设透水路面,下 凹式绿地等;
城市与水
• 城市水文效应:城市化所及地区内, 水文过程的变化及其对城市环境的 影响。
城市化
人口密度增长 建筑物密度增长
需水量上升
饮水浪费增长
不透水区增多
城市化对水循环影响讨论

城市化对水循环影响的研究讨论摘要:城市化改变了自然环境的组成、结构和功能,改变天然状态下降水、蒸发、产流、汇流、入渗、排泄等城市水循环特性,产生一系列水文效应。
健全城市水循环系统,加强城市生态环境建设,提高城市水资源承载能力和水环境容量,保证城市的可持续发展。
关键词:城市化水循环再生可持续发展1.引言伴随着城市化的进程,城市的水环境和水循环发生了改变,主要表现在:水资源短缺,水环境污染以及地下水超量开采。
同时存在城市街区的扩大导致不可渗透面积增加,下水道改造导致排水系统的变化,降雨时短时间内的排水量增大,使得河川内洪水时洪峰流量增大问题;土地利用面积的增加,水面、绿地等的面积减少,使得水蒸发量减少,市区的气温上升,对城市的气候也会产生影响,同时还伴随着水环境恶化、水文化丧失等一系列问题。
2.城市化的水文效应2.1城市水文循环的特点从水循环路径看,水资源开发利用改变了江河湖泊关系,改变了地表水和地下水的赋存环境和补排转化路径。
除天然水循环外,还形成了由“取水-输水-用水-排水-回归”五个基本环节构成的人工侧支水循环。
它的形成和发展,导致了城市天然生态系统与人工生态系统的相应变化,区域水循环也随之而变。
从水循环特性看,城市土地利用,极大地改变了城市地貌与植被分布,使城市地表水的产汇流特性和地下水的补给排泄特性发生相应变化。
2.2 城市水循环的短路化城市水循环由区域天然水循环和人工侧支水循环复合而成,后者是对自然界水循环的社会强化。
一般来说,城市不透水的下垫面、河道整治和人工排水管网等工程措施,创造了一个新的径流形成条件,隔绝了地面径流、土壤水和地下水的转换,水循环过程行程缩短、时间加快;城市不透水的下垫面和合流制的排水系统,增加城市水环境中的悬浮固体及污染物,减少下渗和降低地下水位,减少城市枯水期基流,这就是所谓城市水循环的短路化。
2.3 城市化对降水的影响城市化影响降水已成共识。
主要表现在以下几个方面(1)城市建设对降雨径流的影响随着城市化的发展,树木、农作物、草地等面积逐步减小,工业区、商业区和居民区规模、面积不断增大。
浅析株洲城市水文

浅析株洲城市水文摘要:城市建设越来越快,城市防洪、除涝及水生态问题等越来越突出,发展城市水文刻不容缓。
本文从株洲城市水文的现状分析入手,研究应对株洲城市水文效应的策略。
关键词:城市水文;现状;水文效应1 株洲城市水文的现状株洲位于湖南省东部偏北地区,湘江下游,总面积11262平方公里。
2016年末常住人口为401.6万人,市区总面积853.4平方千米,根据水文气象监测资料,株洲市区历年平均降水量为1420.7mm,每年主汛期市区渍水内涝频发,容易发生城市雨洪灾害,在一定程度上影响了株洲市水安全以及城市安全。
目前,株洲市区现有水文站1处,雨量站3处,水位站2处,蒸发站一处,无地下水监测站,市区内湘江有株洲水文站、石峰、霞湾三处水质监测断面。
2 城市化造成的水文效应城市水文效应是指城市化所及地区内,水文过程的变化及其对城市环境的影响。
具体来说,随着城市化水平的不断提高,城市化进程对人类生存与发展必不可少的水资源及城市水环境的影响愈来愈显著。
城市化导致人口密度增大,建筑物增加,道路及下水管网的建设使城市不透水面积增大,直接改变了当地的雨洪径流形成的下垫面条件。
城市社会经济发展、人口增多,对水的需求量增大,废污水相应增多,从而对水的时空分布、水分循环及水的理化性质、水环境等产生了各种各样的影响,引起了一系列的水文效应。
3 浅析株洲城市化过程对水文和水资源造成的影响3.1对城区降水蒸发的影响株洲城市化过程中,不断的吸纳人口、不断扩建道路、不断的新建建筑群,城市建设的快速发展造成了城市气温的明显偏高。
一般来说,城市中心气温最高,逐步向周围乡村递减,郊区递减速度最快。
这种城市热岛效应对水气蒸发、空气对流运动产生了显著影响。
由于目前城市建筑物的迅速增加,这种现象就导致了在这一范围内的不透水面积也是迅速增加,地表下渗能力越来越弱。
城市地表下渗能力的减弱直接导致地下水补给量减少,地下径流及土壤含水量降低,蒸发量也相应减小。
高中地理各种地理效应题型应对技巧

高中地理各种地理效应题型应对技巧【点拨高考】在高中地理学习中,地理效应往往是解答某个问题的命门所在,地理效应在地理考试中特别是选择题中很常见的一个考点,高考中地理效应类问题逐渐增加,最多达到20多种。
【知识梳理】1、雨岛效应成因:城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋水泥的森林”。
而随着“森林”密度不断地增加,尤其一到盛夏,建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终导致降水形成。
这种效应被称之为”雨岛效应”。
影响:城市雨岛形成的条件是在大气环流较弱,有利于在城区产生降水的大尺度天气形势下,由于城市热岛所产生的局地气流的辐合上升,有利于对流雨的发展;下垫面粗糙度大,对移动滞缓的降雨系统有阻障效应,使其移速更为缓慢,延长城区降雨时间;再加上城区空气中凝结核多,其化学组分不同,粒径大小不一,当有较多大核(如硝酸盐奖)存在时有促进暖云降水作用,上述种种因素的影响,会“诱导”暴雨最大强度的落点位于市区及其下风方向,形成城市雨岛。
人工热源的影响,工业生产、交通运输以及居民生活中燃烧各种燃料,向大气中排放大量的热量,这些热量自然增加城市的温度。
2、雾岛效应所谓“雾岛效应”,原因主要是城市颗粒污染物增加,凝结核过多,引起雾日的增加。
如伦敦为国际著名的雾都,重庆为我国的雾都,除了自然条件的原因外,城市雾岛效应也是重要因素。
3、干岛效应与热岛效应通常是相伴存在的。
由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面,因此,降落地面的水份大部分都经人工铺设的管道排至他处,形成径流迅速,缺乏天然地面所具有的土壤和土壤的吸收和保蓄能力。
因而平时城市近地面的空气就难以像其他自然区域一样,从土壤和植被的蒸发中获得持续的水份补给。
这样,城市空气中的水分偏少,湿度较低,形成孤立于周围地区的“干岛”。
4、混浊岛效应混浊岛效应是指城市市区由于厂矿企业集中、机动车辆众多、人口密集,致使排出的污染气体和空气中的尘埃等混浊程度都大大高于周边地区,形成“混浊岛”。
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(hydrological effect of city )
• 概念 • 产生原因 • 产生效应 • 研究意义 • 雨水管理新技术的特点和实例分析
概念
• 水文效应:地理环境变化引起的水文变化。包括自然和人 为两组因素变化引起的水文变化。
• 城市化水文效应 :指在快速城市化区域,由于屋顶和硬质 地面等不渗透面积的大幅增加,导致该地区的雨水汇流特 征改变的现象,其表现为洪水总量增多,洪峰流量加大, 洪水汇流时间缩短。
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2、巴黎:古老的排水道
• 对国外游客来说,巴黎似乎意味着繁华、浪漫、灯红酒绿 一般的快乐生活。可是很多人或许都不知道,就在繁灯初 放的夜市中,仅仅隔着一层薄薄的柏油马路和泥土,巴黎 的地下世界——下水道,却是另外一番样子。
• 作为一个具有悠久历史的欧洲名城,巴黎的下水道系统, 就想埃及的金字塔一样,是一个绝世的伟大工程,这里没 有黑水横流的垃圾,也没有臭气熏天的各种腐烂物体。
• 我国正处于城市快速发展时期,应大力加强城市雨水管理 新技术的研究,争取形成具有自主知识产权的技术体系, 并尽快发展成为相应产业,使我国城市化过程能够避免不 利生态后果产生的困扰。
实例分析 • 1、中国古代建筑流派之一徽派建筑 • 集山川风景之灵气,融风俗文化之精华
• 天井:通风、排水、换气、 取光的功能
简单说就是城市化产生的不渗透地面把 本应渗入土中的一部分雨水给截留了,从而 更易产生洪灾。
• 2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨。一天内,市气象 台连发五个预警,暴雨级别最高上升到橙色。全市平均 降雨量164毫米,为61年以来最大。
• 北京的一场暴雨给城市交 通带来的不便,实际上是 一个现在我国许多城市都 遇到的问题。这场降雨提 醒人们注意快速城市化本 身所带来的不利的生态后 果,并采取相应的措施。
• 雨水管理新技术的特点是不再追求把雨水尽快排离城市, 而是要一方面增加雨水渗透减少雨洪量,另一方面,允许 雨水在规划好的地方“逗留”,乃至成为城市风景的一部 分。其中不少技术措施具有多重效益。如植草铺地具有增 加雨水渗透和减轻城市热岛效应的双重作用;透水道路路 面不仅能减缓雨洪冲击,而且能降低噪音,非常适合于居 住区道路采用。
• 城市雨岛效应 : 将城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋 水泥的森林”。 而随着“森林”密度不断地增加,尤其 一到盛夏,建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排 放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终导致 降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。
• 城市热岛效应:是指城市中的气温明显高于外围郊区的现 象。在近地面温度图上,郊区气温变化很小,而城区则是 一个高温区,就象突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表高 温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。
• 3、城市迅速膨胀,人口高度集中,工业迅速发展,城市需水量也急 剧增加。城市居民用水的消耗定额平均为农村居民的5~8倍,城市供 水日益紧张,原来的地表水源和供水设施不能适应发展的要求,许多城 市超量开采地下水,使地下水资源日趋枯竭,不仅带来了水资源危机, 甚至造成地面沉降的危害。
产生的效应
• 城市水文效应主要包括:城市“雨岛效应”、“热岛效 应”、城市化对径流形成机理的影响等。
• 巴黎下水道虽然修建于19世纪中期,从外表看并不特别, 就是一个普通的下水道井盖。但是掀开这个井盖进入地 下,就仿佛进入了一个地下宫殿。
巴黎经常下雨,从未发现下雨积水导致的交通堵塞。下水道 均处在地面以下50米,水道纵横交错,密如蛛网,总长2347
公里,规模远超巴黎地铁。
由于19世纪中期巴黎爆发大规模霍乱,为了解决这一问题,奥斯 曼设计了这一排水系统,当时的设计理念是提高城市用水的分布, 将脏水排出巴黎,而不再是按照人们以前的习惯将脏水排入塞纳 河,然后再从塞纳河取得饮用水。
产生的原因
• 1、城市化的过程增大了人类社会与周围环境间的相互作用。城市兴 建和发展后,大片耕地和天然植被为街道、工厂和住宅等建筑物所 代替,下垫面的滞水性、渗透性、热力状况均发生明显的变化,集 水区内天然调蓄能力减弱,这些都促使市区及近郊的水文要素和水 文过程发生相应的变化。
• 2、城市工业废水和生活污水向河流排放,工业废气向大气排放后 形成的酸雨,使天然水体受到污染,生态平衡遭到破坏,严重危及 工业生产和人民生活。
聪明的巴黎人就利用这些有着100多年历史的下水道建成了 下水道博物馆。人们在这里游览,可以全面了解巴黎的地下 排水系统。
下水道博物馆:
• 下水道博物馆位于塞纳河阿尔玛桥畔,这里没有显眼的建 筑,只有一个很不起眼的售票亭,掏3.8欧元购票后即可从 旁边狭窄的旋梯进入地下6米的深处,探究巴黎的“五脏六 腑”。据介绍,每年来此参观的游客有近10万人。
研究意义
•
城市水文效应是城市人类活动与水相互关系的重要问
题,它对局部水分循环和水量平衡各个要素有着明显的影
响。在理论上又与城市的气候效应、环境效应、社会经济
效应密切相关。对它的研究既涉及到多种学科的理论问题,
又可服务于城市建设,为城市的给排水和防洪工程建设,
以及生态环境质量改善提供水文依据。
雨水管理新技术的特点