第四节　城市化与城市水文

一、城市化对城市水文的影响

随着城市的发展，城市基础设施和服务业根据经济发展水平而改变。城市化引起的不透水面积的增大，对集水区的水文条件形成了一系列重要影响。

（1）由于不透水表面和密实地表的增加，减少了土壤吸收水分的能力，从而减少了集水区地表的入渗能力。

（2）由于城市不透水地表比天然地表“光滑”许多，从而减少了地表对雨水的滞蓄能力。

（3）由于土壤天然滞蓄能力的降低，导致蒸腾量减少，从而引起植物截留水量的减少。

这些因素的综合作用导致天然雨水吸纳量的减少，从而使城市集水区径流量增加，这表现在：径流流速、径流总量（即降雨变为径流的部分）、流量和峰值。

图1－6中径流过程线显示：城市化引起的雨水吸纳量的减少，使雨洪过程呈现暴涨形式，从而常常引起雨洪排水系统的水力过载，导致洪灾的发生。

图1－6　城市化对城市雨洪径流模式的影响

二、气候因素对城市雨水径流的影响

集水区的自然特征对径流有影响，其他影响径流的主要因素是气候，特别是降雨强度和时间。热带和亚热带气候区，降雨呈显著季节性变化特征，有十分明显的雨季，年降雨比较集中。这些地区的降雨通常是对流雨，降雨历时短，雨强大，在极端暴雨的情况下，有时会超过100mm/h，因为汇流时间短，峰值雨强常常会引起洪水，对城市排水系统设计有很大影响。例如，2004—2008年5年间北京共发生大于70mm/h降雨次数为31次，洪水对不同地区造成了积水影响。

其他气候因素，如风和温度等也会影响城市排水工程的规模和特性。大规模的城市化影响城市小气候，这反过来又会影响降雨分布。科学研究发现，气候变化将引起全球降雨形式的改变，从而增加降雨强度，导致雨洪泛滥。

三、城市雨水径流对环境的影响

城市化在造成城市洪水的频率和大小增加的同时，还会导致城市河流和其他受纳水体的污染，具体环境影响见表1－3。在雨期，雨洪冲洗城市地表和排水沟渠，引起严重的污染问题。因此，径流的水质受诸多因素影响，包括土地利用、废物处理和卫生设施。另外，高强度降雨会产生十分严重的土壤侵蚀，径流中悬浮性固体浓度会很高。

表1－3　在受纳水体中的城市雨洪径流污染物产生的环境影响

续表