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为了探究海绵城市实践过程中土地利用对地表径流的影响,指导城市建设用地内海绵设施的建设比例和布局,从而更好地解决当前地表径流量增加和径流污染问题。本文以国家首批海绵城市试点——嘉兴市为例,选取示范区范围内20个用地性质以及海绵城市建设程度均不同的项目为研究单元,建立可反映海绵设施比例、类型和布局等的土地利用指标,并采用Spearman秩相关分析、多元统计回归模型、冗余分析、偏最小二乘法、Origin拟合方程等方法定性和定量地探究了土地利用指标对地表径流量和径流水质的影响程度,筛选出关键性影响指标,为合理规划土地利用结构,提供有效的依据。通过研究分析,得到如下结果:(1)从整体来看,海绵城市建设对于地表径流量的削减和径流水质的改善起到一定的积极作用,海绵设施在中雨强度下对径流的控制效果最为显著。在不同降雨强度下,随着降雨历时的变化,各样本用地内地表径流模数(单位流域面积上单位时间所产生的径流量)的总体趋势基本保持一致,数值随着降雨强度的增大而增加;在相同降雨强度下,同一用地性质的已改造样本的径流模数峰值比未改造样本的低;各样本用地的地表径流模数、峰值和径流系数数值在不同降雨强度下的大小顺序为:暴雨>大雨>中雨。在平均降雨强度为中雨时,相同性质的样本用地中已改造样本的地表径流水质较未改造样本的好,其中公园用地的水质最好,居住小区次之,公共建筑的水质明显劣于前两者,且居住小区和公共建筑区域的水质均未满足地表水Ⅳ类水质及污水二级排放标准。(2)根据Spearman秩相关分析结果来看,绿地、无效不透水下垫面(Ineffective Impervious Area,IIA)和弱透水下垫面比例与地表径流系数呈显著负相关,有效不透水下垫面(Effective Impervious Area,EIA)和总不透水下垫面(Total Impervious Area,TIA)比例与地表径流系数呈显著正相关,除IIA比例与地表径流系数呈弱显著相关以外,其他土地利用指标与地表径流系数均为强显著相关;通过冗余分析结果可知,绿地、IIA和弱透水下垫面比例与水质指标呈负相关,EIA比例与水质指标呈正相关,其中与土地利用指标高度相关的水质指标为SS、BOD5、COD和NH3-N。(3)根据多元统计回归模型分析的结果可知,土地利用指标与地表径流系数的非线性回归模型的拟合效果较线性回归模型更好,并定量地探究出绿地、EIA和弱透水下垫面比例与地表径流系数在不同降雨强度下的拟合方程式,经比较后发现中雨强度下的拟合效果最优;利用偏最小二乘法定量地计算出不同土地利用指标对各项水质指标的贡献度,发现绿地和EIA比例对水质指标中SS、BOD5和COD的影响程度最大。(4)利用Origin软件拟合预测土地利用指标与地表径流系数的关系变化后发现,(1)影响地表径流系数的土地利用指标中EIA、绿地和弱透水下垫面比例对地表径流系数的影响程度依次降低;(2)在常规绿地比例(30%-35%)下的未改造样本用地内,当EIA比例超过30%时,地表径流系数与EIA比例的拟合关系发生显著性变化;(3)在常规绿地比例下的已改造样本用地内,当EIA比例介于60%-75%时,地表径流系数受EIA比例的影响程度逐渐增加;(4)在EIA和弱透水下垫面比例保持不变的情况下,当绿地比例超过31%时,绿地比例对地表径流系数的影响程度逐渐增加;(5)在绿地比例较高、EIA比例较低且二者比例不变的情况下,当弱透水下垫面比例超过15%时,弱透水下垫面比例对地表径流系数的影响程度逐渐降低。(5)通过控制土地利用类型中的关键性指标——绿地比例和EIA比例,运用Origin软件拟合预测关键性指标与径流水质的关系后得到结果如下:(1)绿地和EIA比例是影响径流水质的关键因子,其中SS、BOD5和COD是主要受影响指标。(2)为使径流水质达到海绵城市建设的目标要求,不同海绵城市建设程度下的用地需要管控的指标阈值有差异,主要分为如下三种情况:EIA≈0时,绿地比例的响应阈值为31%;EIA=0.04(TIA)1.7时,绿地比例的响应阈值为38.5%;EIA=TIA时,绿地比例的响应阈值为47%;在常规的城市绿地比例(30%-35%)建设标准下,EIA比例的响应阈值为9%。