基于雨洪安全的水绿生态廊道网络构建研究

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快速城市化过程中城镇下垫面大面积硬化,地表透水和蓄水能力下降,数量巨大的雨水增量破坏了原有自然水文平衡,与此同时粗犷的城市建设模式人为改变了自然汇水格局与调蓄功能格局,城市洪涝灾害频发。现有雨洪管理模式多依赖以排水管网为主的灰色基础设施,其排水能力受制于设施规模,且维护和替换成本较高,难以适应社会经济的动态发展与物理环境的不确定变化。近年来,以低影响开发为代表的生态雨洪管理迅速发展,此类措施多限于对城市环境进行小尺度的斑块式开发,缺少宏观格局下的系统整合与落位指导。因此,本研究以自然雨水廊道与绿地斑块等关键性水生态要素为空间基底,构建城镇水绿生态廊道网络,依此统筹低影响设施布局,维系多变城市环境条件下的雨洪安全。文章以太平溪流域泸阳镇为河谷型城镇的典型代表,应用SWMM雨洪模拟设计P=3,P=10及P=50三种降雨情景系统评估场地现状的雨洪安全水平,识别管渠系统压力区及潜在雨洪危险区,进一步分析其空间结构特征与内在联系。在此基础上,采用径流模拟提取雨水生态廊道并剖析其雨洪响应特征,根据其响应特征规划以渗透传输为主要功能的多等级低影响设施,应用雨洪模拟评估其管控效果并分析差距成因,结合绿地斑块的雨水截留调蓄功能进一步完善。基于景观连通性识别具有重要生态价值的绿地斑块,通过最小阻力模型提取绿地生态廊道将其串联成网,作为雨洪调蓄功能的弹性空间载体,耦合上述雨水生态廊道构建为水绿生态廊道网络,统筹各类各等级低影响开发雨水基础设施,最终实现LID汇水区均无雨水外排,非LID汇水区管网系统均无排涝压力的雨洪安全目标。研究表明,雨洪压力区呈现出非均质性空间分布,并呈现出特定的空间格局,该特征格局与雨水廊道结构高度重合,表现为二级雨水廊道是雨洪压力的集中分布区,三四级雨水廊道占压力区的比率随重现期扩大而逐渐上升。同时研究发现太平溪流域土地利用覆被变化剧烈,尤其是建设用地占用对生态调蓄功能格局起重要支撑的绿地斑块,是导致多处区域从雨洪调蓄区转变为雨洪压力区甚至是雨洪危险区的重要原因。通过构建基于低影响开发的水绿生态廊道网络可弥补灰色基础设施能力的刚性缺口,提高流域面对大重现期暴雨水的抗涝能力与承洪韧性,灵活应对城镇的动态发展与气候条件的不确定性变化。
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