《面向流域的城市化水文效應與城市可持續發展研究》是依託中國礦業大學，由薛麗芳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向流域的城市化水文效應與城市可持續發展研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：薛麗芳
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於城市化水文效應的外部性，提出從流域尺度研究城市化水文效應的思路。綜合運用系統分析、地理過程研究、尺度轉換和模型模擬等方法，旨在揭示城市化水文效應形成的內在因素與機理，探索城市化與流域自然水循環的耦合機制及演化規律，構建面向流域健康水循環的城市化水文效應評價模型，設計自然-人工二元驅動下的流域水資源環境管理模型，提出水資源環境約束下城市可持續發展的政策框架和創新策略。由於自然和歷史原因，沂沭泗流域自然水系受到的人為干擾極其嚴重，而目前流域社會經濟進入工業化與城市化加速發展階段，人水關係趨於緊張。鑒於中國東部中小城市的快速發展趨勢和社會主義新農村建設的深入發展，在該試驗區開展基於流域健康水循環的城市化水文效應評價以及基於水資源環境約束的城市可持續發展研究，不僅可以凝練基於流域水循環修復來解決城市化水文效應的理論框架，而且對於當地社會經濟發展和建設生態城市具有重要理論意義和套用價值。
結題摘要
摘要：本研究基於城市單點尺度對城市化水文效應研究的不足，探索了面向流域的城市化水文效應研究過程及應對策略，關注於城市化對流域自然水循環疾病功能的干擾和破壞狀況。取得了如下成果：首先，基於對城市化特徵與流域水系功能的認識，從城市化進程中的城市人口、規模經濟擴張，空間規模擴張，給排水系統擴張以及城市群發展4個角度，分別構建與流域自然水循環耦合的壓力-狀態-反饋機理及其概念模型。其次，從城市節點尺度，基於L-THTA水文模型，模擬了徐州市城市化進程中的水文效應，主要結論為，1983-2013年，徐州市（區域面積3059km2）城市建設用地從310km2增加到755 km2，降水頻率為豐、平、枯水期的地表徑流深分別增加46、42和38mm；下墊面TN、TP、SS三種污染物質的輸出量分別增加46.4%、40.4%和38.3%。2003年，徐州城市建設用地比例超過20%，成為徑流和污染物突變的閾值。基於室內試驗和水文模型模擬，證明綠地對地表徑流和BOD、COD、TN、TP、NP、SS等面源污染有較明顯的削減效應。第三，從流域尺度，基於SWAT水文模型模擬了南四湖流域（27124km2）的城市化水文效應，主要結論為，1987-2014年，流域建設用地比例從14.1%增加到19.1%，其中城鎮建設用地比例從1.3%增加到5.5%，流域8個水文站點的河川徑流量均為減少趨勢，而水文模擬的地表徑流增加2.7mm，此外，蒸散發增加2.7mm，而基流、地下水補給量和土壤含水量各減少1.7、2.0、2.0mm。流域內各子流域由於下墊面特徵不同，各水文參數的變化值也不同。但總體可以得出，水循環要素中地表徑流和蒸散發對建設用地變化的回響比敏感，當城市建設用地增加到20%（導致水文回響的突變比例）之前，徑流深對建設用地的增加幅度的回響更為敏感；當突破這一比例後，回響趨於減弱。這一結論可作為約束流域內建設用地比例以及限制城市擴張規模的指標之一。第四，基於流域健康水循環的涵義，提出了城市化進程中流域健康水循環狀態的評價指標體系，對南四湖各子流域的健康狀態進行評價；並提出了基於水文區位和流域健康水循環的城市化水文效應應對策略。從流域健康水循環的角度，城市和流域規劃的重點在於控制集中連片的城市建成區的擴張，規模小而被生態型（耕地、林地、草地等）用地所包圍的城市建成區是較好的選擇。
