单DSP三电平控制策略-电工技术学报.PDF

第 25 卷 第 6 期 自 然 资 源 学 报 Vol. 25 No. 6 20 10 年 6 月 JOURNAL OF NATURAL RESOURCES Jun., 2010 上海 中心城 区土 地 利 用变化 对 区域 降雨 径 流 的影 响研 究 1, 2 2* 2 2 程 江 , 杨 凯 , 刘兰岚 , 李 博 ( 1. 上 海市城 市排 水有限公司, 上海 200233; 2. 华东 师范 大学 资源 与环 境科学 学院, 上海 市城 市化生 态过程 和生 态恢复 重点 实验室 , 上 海 200062) 摘要: 土地利用变化导致的城市 下垫面 改变对 降雨径 流关系有着重要影响。选 择高度 城市化 的上海 中心城区, 利用初损和径流量修正方法并经实测数据验证后的 SCS-CN 修正模型, 在城市 集水区尺度上, 初步探讨模拟 了 1947—2006 年 中心城区在 0. 5 ～10 a 一遇设计暴雨重现期条件 下持续 1 h的降雨事件和丰、平、枯降雨年份下的径流系数, 并分析了土地 利用方式、前期土壤湿 润程度( AMC) 和降雨因素对 中心城区 60 a 降雨径流关系的影响。结果表 明: ①60 a 间, AMC Ⅰ 和 0. 5 ～10 a 一遇设计暴雨重 现期条件下的径流系数相对增长 17. 21% ～6. 14% , 枯、平 和丰水 年的年径流系数相对增长分别为 20. 49% 、11. 83% 和 10. 02% ; ②土地利 用类型、土壤入渗能力 和 AMC 类型, 与降雨强度共 同构成影响降雨径流关 系的两方面重要因素 。随着降雨强度 的增 大, 在 AMC Ⅰ→Ⅲ过程 中, 土地利用改变对降雨径流 关系的影响趋小, 降雨类型起决定作用; 而 降雨强度越小, 土壤 AMC 越干燥, 土地利用改变对 降雨径 流关系影响越 强; ③ 不同降雨强度 和 降水年条件下的径流系数均随 CN 值 的增大而增加, 其径流 系数与 CN 值之 间分别可用 线性 ( R2 0. 999) 和指数( R2 0. 987) 关系表示 。 关 键 词: SCS-CN 修正模型; 土地利用变化; 径流系数; 城市化; 上海 中心城区 中图分类号: P333. 5 文献标志码: A 文章编号: 1000 - 3037( 2010) 06 - 0914 - 12 20 世纪 以来, 人类活动 引起 的土地利用 / 覆被变化 ( Land Use and Land Cover Change, LUCC) 是全球洪涝灾害频发的重要原因之一[ 1] , 对流域水文要素时空变化过程有着 显著影 响[ 2] 。LUCC 是 “变化环境”的主要表现之一, LUCC 的水文响应是体现人类活动对水循环影 响的理想研究对象, 其研究已成为当今全球变化区域响应研究的重点和热点[ 3 ] 。上海位于我 国东部平原河网地区, 近几十年持续的快速城市化过程导致城市规模不断扩张, 形成不同于 自 [ 4] 然地表的 “城市第二 自然格局” , 对地表水文过程产生深刻影响, 加大了城市洪涝灾害发生 的频率和强度 。径流系数是估算降雨径流量的基础水文要素, 也是研究城市地面积水 问题和 降雨径流非点源污染形成机制的基础, 但城市化区域径流系数难以直接获取。 SCS-CN ( Soil Conservation Service Curve Number) 水文模型是 20 世纪 50 年代初美国水 土保持局( SCS) 构建的估算降雨径流的统计经验模型, 随着上世 纪 70 年代 以来遥感技术 的 快速发