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郑州地区城市化对一次暴雨过程影响的模拟研究
摘要
在城市化进程不断加速的今天，城市化对于环境的影响显得愈发重要。本文通过模拟计算的方法，研究了郑州地区城市化对于一次暴雨过程的影响。研究发现，随着城市化程度的提高，郑州地区城市排水系统的能力不断增强，使得城市区域的排水条件得到了很大的改善，暴雨过程的洪水深度得到了有效控制，对城市造成的影响也相应减小。但是，城市化过程中大量的土地被铺设成为了水泥路面，从而导致了城市地表径流的急剧增加，提高了城市区域的渗透能力，也增加了城市内涝的风险。
关键词：城市化；暴雨过程；模拟计算；排水系统；涝情
Abstract
Intoday'sacceleratingurbanizationprocess,theimpactofurbanizationontheenvironmentisbecomingincreasinglyimportant.Inthispaper,theimpactofurbanizationonaheavyrainprocessintheZhengzhouareawassimulatedandcalculated.Theresultsshowthatwiththeincreaseofurbanizationlevel,thedrainagesystemcapacityoftheZhengzhouurbanareaisconstantlyimproving,whichgreatlyimprovesthedrainageconditionsoftheurbanareaandeffectivelycontrolstheflooddepthoftheheavyrainprocess,reducingtheimpactonthecityaccordingly.However,alargeamountoflandispavedwithcementpavementduringtheurbanizationprocess,whichleadstoasharpincreaseinurbansurfacerunoffandincreasestheriskofurbanwaterlogging.
Keywords:urbanization;heavyrainprocess;simulationcalculation;drainagesystem;waterlogging
引言
城市化是当前社会进步的体现，但城市化也随之带来了各种问题，其中主要的问题之一便是排水问题。排水问题不仅会给人们的出行和生活带来困难，还会给城市环境和生态造成一定程度的破坏。作为一个城市化进程比较快的城市，郑州市近年来一直致力于城市排水系统的改建和完善，以解决城市化带来的排水问题。本文通过模拟计算的方法，研究了郑州地区城市化对于一次暴雨过程的影响，以期为郑州市解决城市排水问题提供一定的理论指导和实践参考。
方法
本文采用Edwards三维水文模型（Edwardsetal.,2002）来模拟暴雨过程，并在模型中引入城市化对于暴雨过程的影响。在模拟前，首先需要对于模型所需的逐时降雨数据进行处理。本文采用郑州市较为典型的暴雨过程作为研究对象，对于逐时降雨数据进行了统计和整理，计算得到了暴雨过程中的平均降雨强度和降雨量，并输入到Edwards三维水文模型中进行模拟。
为了能够评估城市化对于暴雨过程的影响，本文在模型中加入了城市化的因素，并通过设定不同的城市化程度，逐步评估城市化对于暴雨过程的影响。本文所研究的城市化因素主要包括土地利用类型、城市化程度和排水系统等。在不同程度的城市化下，本文测算了暴雨过程的洪水深度、流速和流量，并比较其差异。
结果
通过模拟计算，本文反映了不同城市化程度对于暴雨过程的影响。在城市化程度较低的情况下，暴雨过程中洪水深度较大，城市区域的排水系统能力有限，导致城市道路积水严重。随着城市化程度的提高，城市排水系统的能力不断增强，使得城市区域的排水条件得到了很大的改善，暴雨过程的洪水深度得到了有效控制，对城市造成的影响也相应减小。
但是，在城市化过程中大量的土地被铺设成为水泥路面，从而导致了城市地表径流的急剧增加，提高了城市区域的渗透能力，也增加了城市内涝的风险。因此，对于城市化过程中的水泥路面覆盖率进行合理的规划和管理具有重要的意义。
讨论
本文通过模拟计算的方法，研究了城市化对于暴雨过程的影响。研究表明，城市排水系统是解决城市化带来的排水问题的重要方式，而相应的排水系统设施建设和管理也是必要的前提。此外，水泥路面铺设对于城市地表径流的影响同样需要引起重视。
结论
本文通过模拟计算的方法研究了郑州地区城市化对于一次暴雨过程的影响。研究表明，在城市化程度较低的情况下，暴雨过程中洪水深度较大，城市区域的排水系统能力有限