[发明专利]城市水文过程空间模型及基于其的土地利用方法

说明书

本发明涉及一种城市水文过程空间模型及基于其的土地利用方法，将城市水文循环功能要素对应到城市地理空间，通过对绿地系统、城市廊道及用地类型进行空间组合和规模控制，构建完整的由多个雨水集点、汇水廊道、水文功能区块组合而成的城市水文循环系统，城市水文循环系统由若干水文循环单元和一个相对水文循环单元能消纳较大量区域雨水的蓄水空间组成。将城市水文循环功能要素与城市地表空间对应可以修复城市水文过程，恢复城市水文循环功能，在源头上缓解城市内涝问题。

技术领域

本发明涉及环境生态技术领域，特别是涉及一种有关城市生态修复的城市水文过程空间模型及土地利用方法。

背景技术

目前针对城市生态修复的研究，多集中于某个受损矿山、污染湖泊、废弃垃圾填埋场等具体场地的生态修复，或重视矿山、河流、湿地等某种类型的生态修复，将更多的关注点集中在城市郊区，而对人类活动频繁的城市建成区却避而不谈。即便有所涉及，其修复方法也仅局限于单独的绿地系统而不是一个完整的城市，没有与城市土地的开发建设配合起来，缺乏对城市整体生态系统修复的系统性、综合性研究以及城市生态格局与自然作用规律的空间对位关系的研究，忽略了城市的介入会对原有自然环境的生态作用产生不可避免的影响，使其生态效应不能得到有效的发挥。

水文学认为当降雨强度小于下渗强度时，水文过程为降雨、下渗、蒸发；当降雨强度大于下渗强度时，雨水按下渗能力下渗，超出下渗能力的雨水会积蓄于地面上大大小小的坑洼，随着降雨的继续，满足填洼的地方开始产生地面径流，此时的水文过程为降雨、填洼、产流、汇流、下渗、蒸发。其中降雨、径流（产流、汇流）、蒸发、下渗是水文循环的关键要素，这四大要素与自然地表空间之间相互渗透、联系、成为系统并具有规律性，形成相互融合的水文分区。根据水文循环原理，以水文功能要素为主导，可以将地表空间分为蒸发主导、产流主导、汇流主导、下渗主导四大水文功能区。然而高强度的人类活动使得城市下垫面发生了结构性的改变，再加上城市规划布局及排水方式不尽合理等原因，造成城市水文过程的功能要素与其时空分布状态发生改变，致使原有的城市水文循环系统紊乱，表现在下渗减弱、产流增强、汇流加剧等方面，继而引发城市内涝现象。

目前对于城市内涝问题，人们仍然无法找到合适的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于城市水文过程的空间模型及基于其的土地利用方法，将城市水文循环功能要素与城市地表空间对应可以修复城市水文过程，恢复城市水文循环功能，在源头上缓解城市内涝问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种城市水文过程空间模型，其特征在于将城市水文循环功能要素对应到城市地理空间，通过对绿地系统、城市廊道及用地类型进行空间组合和规模控制，构建完整的由多个雨水集点、汇水廊道、水文功能区块组合而成的城市水文循环系统，城市水文循环系统由若干水文循环单元和一个相对水文循环单元能消纳较大量区域雨水的蓄水空间组成。

进一步的，雨水集点包括微型绿地和中心绿地两个等级，微型绿地是指街旁绿地、小区公园与市政公园在内的面积小于2公顷的公园绿地，利用微型绿地建设“小、多、均”的组团绿地下渗系统；中心绿地为服务半径大约为2000m的市级或区级综合性公园绿地，起到收集雨水和下渗的作用；

汇水廊道利用GIS工具识别城市汇水线并协调周边用地设计形成，以城市现状河道、绿地分布、道路及排水管网为设计依据；

城市水文循环系统对应的是城市级尺度；城市降雨时，一部分雨水通过城市中多个“小、多、均”的点状绿地下渗吸纳；另一部分超出下渗强度的降水，在点状绿地汇集后，依据线形雨水引导系统，通过城市街道与管网进入中心绿地；当降雨强度增加到超过中心绿地下渗强度时，中心绿地的雨水将通过城市蓝绿廊道汇入城市郊野绿地及湖泊中；