基于精细化排水数值模型的流域海绵规划研究——以清河流域为例.docx

基于精细化排水数值模型的流域海绵规划研究——以清河流域为例
一、前言
城市化进程的加速和气候变化等因素导致了城市洪涝灾害的频繁发生。为解决这一问题，城市海绵作为新兴的规划理念，被越来越多的城市采用。流域海绵系统作为城市海绵的重要组成部分，能够利用自然系统的生态功能实现集雨、蓄水、排水等多重效益，具有显著的节约土地、保护生态和提高城市可持续性的重要作用。而精细化排水数值模型作为流域海绵系统实现的有力手段，可以提高流域水文循环过程的准确度和预测性，提高流域海绵系统的规划设计的科学性和实用性。
二、清河流域海绵规划背景
清河流域位于中国北京市西部，流经海淀、朝阳、丰台、石景山等多个行政区域，面积1066.28平方公里，属于典型的城市水文地质学中的山地河流型、山台河平型和山区小流域型，地下水资源丰富。然而，随着京密城市圈的发展和城市化进程的加速，清河流域河道、居民点和道路等人工建设呈现急剧增多的趋势，导致流域内的洪涝灾害严峻。为了提高清河流域抵御洪涝灾害的能力，北京市政府决定在流域内实施海绵城市试点，并制定了清河流域海绵规划。
三、基于精细化排水数值模型的清河流域海绵规划
1.清河流域概况分析
利用DEM数据和高分辨率遥感影像等资料，对清河流域的地形、水系等进行了分析，旨在为后续海绵规划提供科学依据。结果显示，清河流域海拔差异大，河道纵横交错且分布不均匀，属于大尺度水系和各类小尺度水系复杂共存的地区。同时，流域土地类型多样化，包括城市建设用地、农村居民点、林地、草地、水域等，形成了复杂多样的水文循环过程。
2.流域水文模拟
利用MIKESHE和MIKE21C模型，对清河流域的水文循环过程进行了模拟。模拟结果显示，清河流域地下水位分布非常均匀，水分的利用效率较高，但是水文循环过程受到人类活动的影响较大，流域存在明显的人工排水现象，水循环受限于人类开发程度的高低而出现不同的变化模式，需要建立相应的流域海绵系统来实现水资源的高效利用。
3.流域海绵规划设计
针对清河流域的水文循环情况，提出了流域内的海绵规划设计方案，主要包括以下几个方面：
（1）绿色基础设施建设：在清河流域建设一定比例的绿地、湿地、河道等绿色基础设施，能够在雨水排入地下管道前起到截留、蓄水、净化等作用。
（2）低影响开发技术：在新建和扩建城市建设用地时，采用低影响开发技术，如绿屋顶、雨水花园等，可在有限的土地上实现雨水的蓄存、净化和利用，并降低表面径流对城市排水系统的压力。
（3）变形公园建设：在智能雨水收集技术的支持下，能够通过建设变形公园等措施实现雨水蓄存和净化，不仅美化环境，还能提高市民的生活质量和城市形象。
四、结论
基于精细化排水数值模型的流域海绵规划可以提高流域水文循环过程的准确度和预测性，提高流域海绵系统的规划设计的科学性和实用性。以清河流域为例，建立了相应的流域海绵规划设计方案，对于提高流域的生态保护和城市可持续发展具有重要作用。在未来的工作中，还需要进一步探究流域内不同密度、不同类型海绵设施的最佳配置，不断优化海绵规划方案，推进海绵城市在清河流域的建设和推广。