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暴雨内涝是目前较多城市面临的“城市病”。研究证明,城市化过程土地利用类型转变、不透水面增加改变了城市的水文循环条件,导致了区域径流量增加、径流系数增大。但不透水面空间格局对城市地表径流也有着影响,而这方面的关注却较少。同时,针对暴雨内涝的研究,目前的关注点主要为模拟预警、风险评估及雨水管理。以往针对暴雨内涝的主要治理方式为改造排水管网,但排水管网的改造需要较高经济、社会成本,且成效不高,“海绵城市”理念的强调和推广,把城市对雨水的渗透性作为解决未来城市内涝的重要途径,也给未来城市规划、城市更新提出新的要求。未来有必要将“海绵城市”与传统的城市规划理念进行结合,探讨不透水面格局对降雨径流的影响,并对不透水面格局进行优化以降低城市地表的降雨产流能力。 本文以改革开放以来取得快速发展成就的广州市主城区作为研究区,利用GIS和遥感技术,对主城区1980年代,1990年代以及2000~2012年的城市暴雨内涝事件进行分析,并探讨了其对于1990~2010主城区建设用地扩张的响应。研究发现,1990~2010三个时期,研究区的建设用地大幅度增加,建设用地密度从17.30%增长到41.76%,相应时期的暴雨内涝点呈现出数量增加且分布范围扩大、先集聚后扩散的趋势,暴雨内涝点格局与城市发展的方向存在一定的关系。而且,暴雨内涝点密度和建设用地密度之间存在着显著的空间正相关性,随着时间的推移,该正相关性逐渐增强,其中,皮尔森相关系数从0.214增长到0.429,空间二元相关指数从0.216增长到0.388。然而,建设用地密度对暴雨内涝点密度的影响在局部上存在着空间差异性,表明即使开发强度相近的区域,其暴雨内涝灾害的发生频率不一定相同,这说明还存在着其他因素的影响。 通过把城市流域划分技术与控制性详细规划面积指标进行结合,将研究区划分为600个径流小区作为研究子单元,以此更具自然生态意义,同时又考虑了城乡规划意义,径流小区的平均面积为0.2~1.5平方公里。而SCS模型的CN值作为综合了“土壤-地类-不透水面”的参数,能够综合反映地表要素对于降雨径流产生的影响。研究区中心区域的径流小区比外围区域有着较高的CN值,且随着降雨强度增大,整个区域的降雨径流系数将增大,但该系数最终将趋于0.8。通过对各个径流小区的CN值的分布格局进行分析发现,研究区内CN值的各项空间指数分布存在较大差异,以中、高类别CN为主,且越靠近中心区域,人为开发强度越大导致了CN值斑块蔓延度大、形状复杂度小,且中等CN值分散程度较大。对于60分钟一年一遇的降雨情况,通过增加植被覆盖,减少不透水面密度,分散中等不透水面密度的如城市、村庄、农田等区域,团聚低不透水面的森林、草地区域,降低中等不透水面密度的森林、草地区域的开发程度,有利于减小径流系数。