流域不透水面变化对径流的影响研究——以温榆河沙河闸以上流域为例

In recent years, rapid urbanization process results in the massive increasing in impervious surface. Thus the relationship of rainfall-runoff is significantly changed, and the problem of flood disaster and water shortage become severe. This project takes Wenyuhe sub watershed in Beijing as an example and the contents include: 1) analyze the temporal-spatial changes of impervious surface by remote sensing method and study the relationship between the change of land use and the change of runoff; 2) study the influence of impervious change on precipitation-runoff processes by indoor laboratory experiment; 3) build a distributed hydrologic model considering the effect of impervious surfaces; 4) Assess the effects of impervious surface increasing on flood events and annual runoff through scenario simulation. The outcome of the study would help in flood controlling, water resources planning and sustainable city development in Beijing.

近年来，快速城市化导致流域不透水面大量增加，流域降雨径流关系发生显著变化，城市洪涝灾害频发和水资源短缺问题凸显。本研究选择北京市温榆河沙河闸以上流域为研究区域，采用卫星遥感、室内实验和水文模拟等方法，系统分析近30年温渝河流域不透水面演变格局和径流序列变化特征，研究不透水面对降雨产流过程的影响机理，构建分布式次暴雨洪水和日降雨径流模型，揭示研究区不透水面增加对短时暴雨洪水和流域长期径流的影响。研究结果对深入理解不透水面的水文水资源效应有重要意义，可为北京市洪涝灾害防治、水资源综合管理提供科学依据。

近年来，快速城市化导致流域不透水面大量增加，流域降雨径流关系发生显著变化，城市洪涝灾害频发和水资源短缺问题凸显。针对流域不透水面变化对水文过程影响研究不足这一现状，本研究选择北京市温榆河流域为研究区域，从基础数据收集、遥感影像解译、室内实验分析、水文模型构建、不透水面对径流的影响分析五个方面开展工作，主要进展如下：（1）收集了温榆河流域水文、气象、遥感、社会经济等基础数据，分析了流域水文气象要素变化特征；（2）基于线性光谱分解模型，采用7期Landsat影像和2景高分2号遥感影像，提取了温榆河流域不透水面信息，分析了流域不透水面变化的时空变化格局；（3）基于人工降雨模拟实验，初步揭示了不透水面变化对产流的影响；（4）构建了考虑不透水面变化的研究区分布式水文模型，模拟场次洪水和日径流两个不同尺度的水文过程；（5）基于构建的水文模型，定量分析了流域不透水面变化对短时暴雨洪水和长期径流的影响。本项目按计划完成了全部工作，研究结果对于水文模型的改进、不透水面水文效应评价、洪涝灾害防治和水资源综合管理具有重要意义，相关研究成果发表在Nat Hazards，Hydrology Research，南水北调与水利科技等国内外期刊上。