城市土地利用空间布局的径流格局响应机制及调控机理研究

新城建设生长阶段，用地规划控制效能常受冲击，用地布局水文安全考虑不足，水文过程改变而雨季涝灾频发。城市用地空间布局的可持续性、模型预测及水文效应研究已为相关领域研究新生点。围绕新城土地利用空间布局的径流格局响应机制与调控机理，研究重点有三：（1）综合主成分和Logistic回归方法，分析城市空间布局演化影响因素转换概率及随机干扰，调整不同子区域和发展情景的因素转换规则，模型预测用地空间布局方案；（2）利用初损和径流量修正方法经实测验证SCS-CN修正模型，分析城市用地布局历史和预测方案的径流格局响应过程及机制；（3）利用DEM和GIS比较径流格局变化并划分起始径流格局干扰分区，从城市布局调控与水文格局控制两方面提出土地利用空间布局水文安全的调控措施。该研究有利于深化土地利用变化水文效应研究，有助于传统城市空间布局模型预测功能的完善以及应用功能的扩展，并服务于现实新城规划及生态安全建设需求。

顺应国内外相关研究趋势和我国新城建设热潮与水文安全需求，选择城市新城土地利用的空间格局为研究对象，围绕新城土地利用空间布局的径流格局响应机制与调控机理，以下4个方面取得重要进展：（1）城市新区用地格局形成的动力系统和测度体系研究，系统分析了新区政策刺激的空间后果，研究创新性地构建了与内涝和水文过程关联的三维（相对小流域内主干河渠的纵向、横向、竖向）用地格局表征单元和参数；（2）综合Dyna-clue和SCSCN模型构建城市用地布局-产流相互耦合的模拟预测系统，通过政策分区情景设计差异化参数进而打破常规模拟输入属性，并深入和科学设置了限制区域的情景设计模式；（3）揭示了宏观流域尺度新区用地增长的高洪涝风险性，然后深入到新区尺度揭示了城市土地利用空间布局过程中对汇流路径格局的作用模式（平行格局、正交格局、人造地势及权属地块分割等），然后系统调查和模拟了各种模式地区的内涝位置和特征分类；（4）采用SWMM模型和现场实测，揭示了城市用地格局的水文过程差异，系统阐明了城市用地分布位置对水文过程的影响机制和积水致灾的关键参数，即与建设用地和主干路径空间关系以及所在位置的地形有关。在理论上揭示了不同城市土地利用空间布局的径流格局响应机制与调控机理，深化土地利用变化水文效应研究，在方法上完善了城市土地利用空间布局预测模型，结合SCS-CN水文模型，探讨定量分析城市用地格局与径流格局关系的方法与技术；在应用上探讨了城市用地布局方案生成的客观过程和水文安全考虑，提出面向城市土地利用水文安全的城市用地空间布局调整和自然水文安全格局控制措施。