城市水土保持区划及功能性评价研究——以宜昌市为例

目前全国地级市水土保持区划工作滞后,宜昌市作为湖北省域副中心城市,城市水土流失严重。为突出地方特色、因地制宜地指导地方水土保持区划工作的落地实施,以宜昌市为例,在国家、省级水土保持区划成果的基础上,紧密结合宜昌市地方特点,逐步进行细化,形成宜昌市水土保持四级区划,并对区划成果进行基本功能分析评价。 宜昌市水土保持区划使用四级分区体系,前三级区划沿用国家水土保持区划中一级、二级、三级分区范围;四级区被分为6个水土保持片区:沿江平原丘陵农田防护区、香溪河山地生态维护区、三峡库区山地丘陵保土区、沮漳河山地丘陵保土区、清江山地水源涵养保土区以及中心城区人居环境维护区。全市共涉及5个水土保持基本功能,分别为农田防护、生态维护、土壤保持、水源涵养和人居环境维护。地级市水土保持区划分区既要在国家、省级水土保持区划基础上进行,同时还需突出地方特点,因地制宜。宜昌市水土流失治理应坚持预防为主,保护水源,并加强水土保持重点监管。     

城市水系统关联模型研究

为了理清城市水系统中多因素间的复杂关系,对系统解决城市水问题提供帮助,基于水系统理论与城市水系统模拟相关研究,提出了城市水系统中水-经济社会-生态环境各因素之间相互作用和反馈的关联模型理论框架,建立了城市水系统演变过程中由针对经济发展的正反馈回路和针对可持续性的负反馈回路共同控制的新模式,构建了模拟城市水-经济社会-生态环境内在联系的城市水系统关联模型。以武汉市为例,应用建立的城市水系统关联模型,采用2001—2017年的历史统计数据,建立了武汉市城市水-经济社会-生态环境各要素之间互馈作用的模拟模型,预测了武汉市的城市发展轨迹,并与武汉市2030年的远期规划进行比较,验证了模型的有效性,表明城市水系统模型能够揭示城市水-经济社会-生态环境多要素的耦合驱动机制,体现了节水技术与绿色发展相关政策两大因子导向下的生态环境、经济社会协同发展的良好预期。     

城市洪涝试验研究进展

城市洪涝物理试验与原型试验是开展数值模型验证及提高预报预警精度的重要手段。从城市产流过程、地表洪水演进以及地表径流与管网水流交互三方面,综述了近年来国内外城市洪涝试验的研究进展。针对目前城市洪涝试验研究中存在的不足,指出今后应完善现有城市产汇流过程相关机理方面的试验研究,深入研究地表与管网垂向交互过程,加强与城市洪涝期间的流动行为密切相关过程的定量试验研究。     

典型LID措施对城市降雨径流过程影响

为探讨海绵城市建设中低影响开发(low impact development,LID)措施对城市降雨径流的影响,以深圳市光明区某居民小区为研究对象,通过建立区域SWMM模型,分析不同LID措施及其组合对城市雨洪过程的影响。利用研究区几场典型的降雨径流数据对模型校核验证,结果表明：构建的SWMM模型可以较好地模拟研究区降雨径流过程,纳什效率系数为0.868,峰值流量相对误差0.186,模型模拟效果较好;LID对径流峰值和总量都有削减作用,并在一定程度上延缓峰现时间,且LID布设面积越大,LID对径流的削减效果越明显;组合布设方案对径流的调控效果优于单独布设方案,单独布设方案中径流量削减效果最好的是透水铺装,峰值流量调控效果最好的是绿色屋顶,下沉式绿地的径流调控效果在三者中最差。因此,LID布设结构以及布设面积均对城市降雨径流产生影响,合理布设LID在一定程度上可以有效缓解城市内涝。     

Land‐use dynamic discovery based on heterogeneous mobility sources

Nowadays, cities are the most relevant type of human settlement and their population has been endlessly growing for decades. At the same time, we are witnessing an explosion of digital data that capture many different aspects and details of city life. This allows detecting human mobility patterns in urban areas with more detail than ever before. In this context, based on the fusion of mobility data from different and heterogeneous sources, such as public transport, transport‐network connectivity and Online Social Networks, this study puts forward a novel approach to uncover the actual land use of a city. Unlike previous solutions, our work avoids a time‐invariant approach and it considers the temporal factor based on the assumption that urban areas are not used by citizens all the time in the same manner. We have tested our solution in two different cities showing high accuracy rates.     

Screening model for assessing ‘cost’ of minimum flow requirements in the Svartå River,Sweden

The minimum flow requirements in the Svartå River in Sweden are directed at maintaining fishlife and providing suitable dilution for waste flows. The implications of varying the minimum flow requirements in the river are examined using a mixed integer optimisation model. The model is formulated as a modified method-of-weights technique with the economic issues of hydro-electricity generation, irrigation and urban water supply placed in the objective function and the minimum flows specified within the constraint set. The integer component of the model is required to model the operating policy at the major flow regulation facility in the system and the restricted validity of the irrigation permits. Application of the model shows that in dry years where competition between minimum flow levels and the other economic uses, is most intense, the levels achieved by the various economic objectives are only slightly reduced even with significant increases in the minimum flow requirements. Variations in minimum flow requirements of up to 45% only produce changes of 10% or less in the economic objectives. The lack of sensitivity of the objective levels is due primarily to the level of control exerted indirectly on the whole system in dry years by the release regulation policy and the restricted validity of the irrigation permits. In normal to wet years these policies are not as restrictive and more choice is available. In such years, however, there is generally sufficient water to satisfy all requirements and allocation is not a critical issue. The model itself is formulated generally so that a range of scenarios beyond those examined specifically in the paper can be considered.     

老城区雨水排水系统改造工程设计案例

为提高城市排水防涝能力,满足国家、地方政策及标准要求,老城区低标排水系统提标改造需求日益迫切。但许多老城区存在现状条件复杂、地下公用管线多、道路狭窄、施工条件苛刻等问题,提标改造难度较大。文中以上海市宝山区月浦城区雨水排水系统提标改造工程为例,详细介绍工程设计方案,结合Info Works ICM排水模型对系统内积水风险、管网水力条件进行分析,结果表明:提标改造后的管网系统在3年一遇设计降雨时,可保证城区内无积水产生,系统内大部分管道的水力坡度与管道坡度接近,基本未出现非满管或超载的情况;在100年一遇的设计降雨时,城区内积水深度普遍在0.15 m以下。针对排水系统改造中的重点、难点,提出充分利用现状设施、合理选择顶管与开槽埋管相结合的施工方案、减少骑马井数量、利用已建雨水管道收集路面雨水、合理确定井位管位,减小管线搬迁工程量等解决方案,同时,对关键节点进行具体分析。案例可为其他老城区的雨水排水系统提标改造工程提供一定的借鉴。     

基于LCZ的湿热地区典型城市局部空间格局特性研究

城市化建设的快速发展使得城市街区尺度区域形成了复杂多样的空间格局, 影响了城市局部区域的微气候特性。本文从量化城市地表要素对局地气候影响的视角出发, 提出了基于街区边界和区域内空间特性指标计算的局部气候分区(Local Climate Zone, LCZ)划分方法, 该方法面向街区单元, 较好地描述了街区尺度局部区域的精细化空间格局。以湿热地区典型的人工生态城区(广州大学城)及典型中心商务区(珠江新城)为例, 利用所提出的LCZ划分法构建了两个案例区域的LCZ分布图, 以及建筑空间形态与下垫面布局特性指标分布图集。从图集对比结果可知, 大学城主要以开敞式中层建筑为主, 而珠江新城则以紧凑型高层建筑为主。城市区域LCZ空间特性参数的可视化表达将为街区小气候分布规律的量化研究和气候适宜型生态城市建设提供数据基础和理论依据。     

基于无人机倾斜摄影的嘉兴老城区住宅识别

为了应对老城区房屋数据信息不足、获取不便的问题,提出利用无人机（UAV）倾斜摄影测量技术实现老城区住宅自动识别的方法. 根据老城区典型多层住宅的外立面特征,确定出阳台构造、立面朝向和房屋长宽比3个参数控制的住宅判别标准. 通过无人机摄影测量获取嘉兴研究区的密集匹配点云、数字正射影像（DOM）和数字表面模型（DSM）数据. 融合DOM及DSM数据提取单体建筑轮廓,分割出单体房屋点云. 基于RANSAC算法提取房屋立面点云并确定立面朝向,根据立面的点云空间分布判断立面长度及阳台构造. 试验表明,在研究区应用该方法识别典型住宅的准确率可以达到90%.     

基于局地气候分区的街区地表形态特征与热湿环境的关联性研究

为研究湿热地区街区尺度地表形态特征对城市热湿环境的影响, 基于局地气候分区的分类方法, 在湿热地区广州市选取了7个典型街区并对其进行地表形态特征的参数化表达; 采用实测与ENVI-met模拟相结合的方法, 分析了不同街区地表形态特征条件下的热湿环境参数时空分布特征。结果表明, 具有高层密集建筑群的街区内呈现出较低的空气温度, 而紧凑低层建筑区呈现出高温低湿的热湿环境, 开敞空间的街区内空气温度与相对湿度分布更均衡, 空间差异性较小。此外, 基于实测数据对ENVI-met软件模拟湿热地区街区热湿环境的结果精度进行了验证, 结果表明ENVI-met整体上可以较好地预测湿热地区不同街区内的热湿环境特征, 但对于紧凑低层建筑区的模拟精度偏低。