生态水文学视角下的山地海绵城市规划方法研究——以重庆都市区为例

海绵城市是我国新型城镇化和生态文明建设的重要内容,在城市内涝灾害频发的背景下,具有缓解雨洪灾害和水资源短缺问题、构建城市水文安全体系的重要意义。山地作为海绵城市建设的主体区域之一,其海绵城市建设受到自然地形、气象水文和城市建设等多方面因素的制约。本文以重庆都市区为研究对象,在系统梳理山地水文过程特征的基础上,将生态水文体系与海绵城市规划两者间的理论性和技术性耦合,提出重庆都市区海绵城市规划建设的一般途径,从建设目标、生态空间、雨水单元、场地规划等角度制定规划管控措施,落实海绵城市建设要点,实现山地海绵城市规划的理论创新和实践指导价值。     

山地城镇规划的分形思维

现代城镇规划易于忽视规划维度和山地复杂自然地形,形态单一,并引发城市生态问题,而分形的规划弥补了这些不足。运用分形维度、自相似和迭代的方法,探讨山地城镇的特殊性与分形规划的优势及其应用,发现山地城镇规划具有双三维形态、迂回路网等特点;分形自相似规划充分尊重并最大利用这种特殊性,规划根植于山地地形,依据地形维度形成人工空间与自然地形空间相似复合的山地城镇形态及其天际线;山地车行道路从平面维度与等高线分形相似,梯道则从垂直等高线的竖向维度与地势相似一致;山地建筑依附起伏山峦;分形迭代的城镇规划将基于地形的规划空间迭代到自然山水空间之中,演绎出集中型间隙式的山地城镇形态。     

山地城市海绵型绿地立体构建途径

随着海绵城市建设理念的提出以及试点城市建设的开展,针对特殊类型海绵城市建设的研究越来越受到重视。本文以山地城市为研究对象,在梳理其降雨径流过程特征的基础上,分析了山地城市在雨洪管理方面所存在的问题,阐述了基于降雨径流过程的山地城市山、水、城、绿地之间的关系,总结了山地城市四类海绵型绿地(山顶绿地、斜坡绿地、平台式绿地和沟谷绿地)的特征及其在雨洪管理方面的作用,依据降雨径流"产流-汇流"的过程,结合"源头-过程-终端"的不同环节,提出山地城市海绵型绿地立体构建的途径,以此提升山地城市绿地系统的雨洪调蓄功能。     

基于雨洪安全格局的城市低影响开发模式研究

城市调蓄用地总量减少、泄洪网络被建设用地割裂、汇流用地与建设用地重叠等是造成城市内涝灾害的主要原因。本文尝试在产流源头、产流途径以及汇流地三个层面,充分利用原有自然雨洪调蓄系统,建立能够消纳极端暴雨水的城市低影响开发模式,以长沙市苏圫垸为例,基于地形数据、水文气象数据,运用ArcGIS空间分析和SCS水文模型,模拟极端降雨的雨洪淹没区和雨洪廊道,并建立雨洪安全格局。根据年径流总量控制率85%的海绵城市建设目标,结合模型模拟确定苏圫垸低影响开发设施位置及规模,即开发后应保留雨洪斑块面积228.2 hm²,控制水量107.5万m³,雨洪廊道面积51.5 hm²,控制水量10.1万m³。可为探索基于极端气候下内涝防控的海绵城市建设新模式提供参考。     

契合地貌特征的山地城镇道路规划——以西南山地典型城镇为例

为应对我国城镇化进程中城市建设逐渐由平原转向山区的发展趋势,探讨城市建设总体层面不同地貌下山地城镇道路规划的关键问题,并提出契合地貌特征的山地城镇道路系统综合设计方法。通过对西南山地地貌形态进行梳理,将其划分为槽谷、岭脊、沟梁、丘状四大类型。以山地地貌特征为依据,探讨顺应现状地貌条件的城市总体层面道路系统规划设计方法,并提出槽谷地貌应分离带状枝杈式布局的干路职能、岭脊地貌应调节立体圈层式布局的出行分布、沟梁地貌应强化蛇形曲尺式布局的系统联系、丘状地貌应疏解自由格网式布局的中心拥堵四种与地貌特征相对应的城镇路网结构组织模式。选取西南山地典型城镇规划案例,从路网结构与城市形态的呼应、交通组织与城市功能的协调、道路布线与城市景观、生态系统的营造等方面提出契合地貌特征的山地城镇道路系统综合规划策略。     

基于生态安全的山地城镇土地可持续利用模式研究——以云南大理市为例

随着中国城镇化推进,开发低丘缓坡山地建设山地城镇,成为中国南方山区解决城镇化土地资源矛盾的重要途径。但山地生态环境脆弱,如何在保障生态安全的前提下科学合理的开发建设山地城镇,目前尚没有成熟理论与方法,本文对此做了一些初步探讨。本文以大理市为研究案例,将地质灾害、水源涵养、地形地貌、水土保持、生物多样性、洪水淹没作为山地城镇建设关键生态因子,划分确定山地城镇建设的生态安全等级;通过CGELUC模型与DLS模型等实证分析和情景模拟,优化生态安全约束下山地城镇土地利用布局和情景模式选择。实证研究表明,高生态安全的经济优先发展模式和三维立体土地利用方式,是最符合山地立体特征的山地城镇土地可持续利用模式。     

黄河中游生态水文模型及洪旱灾害风险评估

黄河中游地区生态环境脆弱,易受到严重的洪旱灾害威胁。近年来,在大规模梯田建设和植被恢复工程等人类活动影响下,黄河中游水土流失治理水平稳步提高,发挥了消洪抗旱减灾的作用。但与此同时,黄河中游植被建设导致土壤干层加剧、产流产沙下降,增加了干旱风险;城市扩张也导致城市化地区孕灾环境剧变,暴雨洪水风险增加。目前针对变化环境下流域水文—泥沙—植被协同演变机理的认识还不够清楚,需要充分考虑工程扰动后流域水文—泥沙—植被重新建立新平衡的过程,科学评估大规模梯田建设、植被恢复工程和城市扩张等人类活动对洪旱灾害风险的影响,发展变化环境下黄河中游智慧化生态水文模型,预估大规模人类活动对洪旱灾害的长期后继影响,为黄河中游生态建设与水利工程协调发展有效防范化解洪旱灾害风险提供科技支撑。     

湖南省凤凰县城雨洪管控路径

发达国家的经验表明,基于低影响开发的雨洪管理措施可以有效缓解城市雨洪灾害。聚焦中国海绵城市建设过程中新旧城区的关联性问题,提出“现状评估—低影响开发指标分解—建设效果模拟验证”的雨洪管控路径。以湖南省凤凰县为例,基于城市内涝模型,对新旧城区进行雨洪风险性评估与改造可行性评估,在现状评估基础上,构建低影响开发控制指标分解体系,实现低影响开发理念和技术从宏观控制策略到详细规划过程中的落实,最后通过内涝节点的滞水量计算验证雨洪管控效果。结果表明：凤凰县旧城区所面临的雨洪淹没风险高于新城区;旧城区现状年径流总量控制率明显低于新城区,且旧城区改造可行性较低。在新旧城区协调统筹的整体性视角下,构建“城区—街区—地块”的三级指标分解体系可以实现径流总量与峰值的消减,但在暴雨情境下,单独依靠低影响开发措施缓解内涝较为困难,基于滞水量完善灰色基础设施可以有效控制短时强降雨导致的雨洪灾害。     

气候变化与人类活动影响背景下格尔木河流域雨水洪水资源化潜力分析

水资源短缺是柴达木盆地盐湖化工产业大规模生产的制约因素之一,在未来,流域雨洪资源化利用是解决盐湖化工产业水资源短缺的必要手段。通过分析了格尔木河流域典型年份生态环境、农牧业、城镇生活、盐湖化工四大产业基本需水量,结合流域未来不同气候情景模式( RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5)下的径流量预测结果,探讨了气候情景模式下流域雨洪资源量、雨洪资源可利用量及雨洪资源化潜力分析。结果表明, 1)在未来 40a(2022—2060年)不同气候情景模式背景下,格尔木河流域雨洪资源量均值分别为 10.21×108、10.56×108、11.07×108m3/a,较 1991—2018年多年平均径流量的增幅分别为 34.87%、39.50%、49.27%。2)现状年流域雨洪资源的可利用量十分有限,但在未来三种不同气候模式下,流域雨洪资源可利用量均值分别为 1.98×108、2.32×108、2.84×108 m3/a,分别占雨洪资源量的 19.4%、     

《山地学报》征稿简则

<正>《山地学报》是专门报道山地科学研究理论、山地地理、山地生态与环境、山地灾害、山地资源、环境整治、山区可持续发展等内容的综合性科技期刊,内容涵盖自然科学与人文科学两大门类中与山地研究、开发和管理有关的多学科知识,设有山地生态与环境(水文、土壤与生态,气候变化与生态响应,水土保持,生态保育,生态观测与实验等)、山地灾害(过程与机理,土壤侵蚀与流域泥沙,环境变化与灾害,防治方法与技术,风险评价与管理,观测与实验及模拟等)、山区发展(资源利用、聚落与城镇化、生态产业、旅游与文化、人     

《山地学报》征稿简则

正《山地学报》是专门报道山地科学研究理论、山地地理、山地生态与环境、山地灾害、山地资源、环境整治、山区可持续发展等内容的综合性科技期刊,内容涵盖自然科学与人文科学两大门类中与山地研究、开发和管理有关的多学科知识,设有山地生态与环境(水文、土壤与生态,气候变化与生态响应,水土保持,生态保育,生态观测与实验等)、山地灾害(过程与机理,土壤侵蚀与流域泥沙,环境变化与灾害,防治方法与技     

高速城镇化背景下山地城镇空间拓展问题的分析——以云南临沧为例

在高速城镇化背景下,临沧市的山地城镇在空间扩展中遇到了诸如城镇周边耕地被大量侵蚀、新城空置、城镇地质灾害隐患加大、城镇外围生态景观破坏,城镇地域特色丧失等一系列问题。这些问题主要是由于以下几个方面的原因造成的：（1）城镇建设中总是优先选择建设成本低廉的农田导致对耕地的侵蚀;（2）落后的工业化进程制约城镇化的持续发展导致新城空置、经济活力不足;（3）城镇空间采用蔓延式的拓展模式导致城镇地质灾害隐患加大和城镇外围生态景观破坏;（4）缺乏对城市特色的提炼导致山地城镇地域特色丧失。     

新时代中国乡村空间特征及其多尺度治理

解构新时代乡村空间特征是构建乡村空间治理体系的前提条件,多尺度乡村空间特征及其治理路径将有效支撑国家治理体系的现代化。基于地理学综合性、区域性和流动性思维范式,解构多尺度乡村空间特征,总结其治理困境,建构基于地理学分析范式的多尺度乡村空间治理框架,探索可行的治理路径,进而构建了“特征识别—困境解析—治理框架—治理路径”的多尺度乡村空间治理系统研究方案。研究发现：(1)基于地理学综合性、区域性和流动性分析范式解析多尺度乡村空间运转逻辑,需要破解尺度综合、尺度分异和尺度流动对多尺度乡村空间特征的作用机制,突出乡村空间综合性特征、强化乡村空间异质性特征、融合乡村空间流动性特征;(2)城乡空间综合统筹不足和空间流动网络不畅通,叠加乡村空间异质性价值不显化是乡村空间治理亟待破解的困境;(3)“空间综合治理—空间分区治理—空间流动治理”多尺度乡村空间治理框架,有效破解城乡空间难综合、区域空间难协调、空间网络不畅通等问题;(4)统筹城乡空间的综合性治理、创新用途管制的区域性治理、均衡发展权配置的流动性治理是多尺度乡村空间治理的可行路径。厘清新时代多尺度乡村空间特征并建构科学的治理体系为推进城乡融合发...     

山地流域水文模拟研究进展与展望

山地水文循环是全球水循环的重要组成部分,山地独特的地形特征、日趋变化的社会经济与新技术(遥感观测和信息科学)发展使得山地水文循环研究成为当前乃至未来水文学关注的热点。山地较大的垂直梯度浓缩了水平自然带的自然地理和生态学特征,具有多样的环境敏感性,因此山地水文过程对土地利用变化和气候变化的响应比平坦地区更为剧烈。明晰山地水文过程对区域防洪减灾、制定全球变化背景下区域水资源可持续利用策略、促进经济社会发展具有重要意义。水文模型是研究水循环的重要工具,但山地产汇流机制的复杂性以及实测水文资料匮乏等一系列问题极大限制了山地水文模拟与预测工作。本文首先系统地从数据获取、参数计算、模型结构、建模理论四个方面介绍了国内外山地水文模拟的研究进展,并总结了经验模型、概念模型及基于物理机制的分布式水文模型在我国山地水文模拟中的应用进展,之后从山地水文要素的空间变异性与垂直变异性、驱动力、数据不确定性、强烈的人为扰动等方面对当前山地水文模拟中面临的挑战与难点进行了论述。通过对国内外相关研究前沿的归纳,从多过程耦合机理研究、山地自然—社会二元水循环理论、大数据背景下多源数据获取与同化研究等方面对我国未来山地水文模拟的工作方向进行了展望。     

山地历史城镇景观保护的控制方法

山地历史城镇是重要的人类文化资源,景观的有效控制对于体现山地历史城镇的综合价值具有重要作用.首先阐述景观控制对于展示山地历史城镇特殊的景观美学价值、实现山地城镇生态化发展、保护山地文化特性和调节人与自然、社会的关系等方面的重要意义;其次,从景观层次和景观系统两方面分析总结山地历史城镇的景观构成;最后重点从景观格局保护、景观廊道控制、天际线控制、岸际线控制、第五立面控制和山地空间维护等6个方面探索山地历史城镇保护的景观控制方法.     

山洪视角下社区韧性影响因素及其定量分析

山洪灾害具有广泛性、突发性、破坏性等特征,开展山洪易发区的社区韧性评估,从而提高灾害应对能力是当前防灾减灾的前沿热点和难点。论文提出了一套多学科的综合方法：① 利用中介效应明晰了山洪视角下社区韧性评价体系各指标间的定量化传递关系;② 构建了基于决策实验室分析和解释结构模型的耦合数学模型,确定社区韧性影响因素的多级递阶解释结构模型,分析社区韧性的差异化影响因素;③ 采用信息扩散方法,定量分析山洪灾害社区韧性的变化趋势并排序。以粤北山洪易发区为例,从城镇、村落、城乡结合部3种类型社区进行灾害韧性分析。结果表明：山洪视角下的社区韧性指标体系是一个多维度多层次的复杂网络系统,包括环境、社会、心理、制度和信息沟通5个方面;不同类型社区灾害韧性的直接影响因素呈差异化特征,而供排水设施建设和洪灾应急演练为社区韧性的根本影响因素,对增强山洪视角下社区韧性发挥本质性作用;由于调研村落多位于山洪频发区,居民防范灾害、减轻灾害影响的意识较强,村落较城镇和城乡结合社区呈现出更高的韧性。研究可为提升粤北山洪易发区社区韧性及社区防灾减灾能力提供科学参考,该综合分析方法亦可为其他类型灾害的精细化防灾减灾提供支持。     

基于景观生态学的山地小城镇建设规划——以重庆柳荫镇为例

由于地形、地貌以及地质条件的复杂性,山地城镇在景观的要素构成、景观格局、景观功能及生态环境都与平原城镇有着相异的特征.在基于山地城镇景观生态特征和生态现状分析的基础上,结合重庆市柳荫镇的建设规划实践,从城镇土地利用规划、生态格局建设和城镇风貌营造三方面,论述了景观生态学对山地城镇建设规划的方法论指导作用.强调了山地城镇生态、视觉廊道建设对城镇生态网络和景观风貌的作用和意义.     

雅鲁藏布江流域降水时空变化特征

雅鲁藏布江流域是全球气候变化的敏感区,该流域降水变化对青藏高原的水系统、生态系统和山地灾害系统的演变具有重要影响。本文通过流域水文分析,将雅鲁藏布江流域的三大水资源区细分为9个分区。基于雅鲁藏布江流域1979—2018年降水数据,综合分析了雅鲁藏布江流域及9个分区的年、干湿季、月降水量以及日、小时尺度极端降水的时空变化特征,探讨了降水和典型大尺度大气环流因子的相关性。结果表明：① 1979—2018年间,在流域尺度上,各时间尺度降水整体上均呈上升趋势。其中,年降水量上升趋势最大,为2.5 mm·a^-1;年、干湿季降水量以及典型小时尺度极端降水（Rx3hour、Rx12hour）均在95%信度水平下显著上升。在水资源分区尺度上,各分区不同时间尺度降水的变化趋势呈现更明显的非一致性,所有分区除小时尺度极端降水均呈上升趋势外,其余时间尺度降水的趋势变化方向各异。② 雅鲁藏布江流域降水存在明显的空间分异性,且降水空间分异性会随着降水指标时间尺度的缩短而增强。各时间尺度降水整体上均呈现出自东部向西部逐渐减少的趋势,流域东南部（分区Ⅲ-2）始终是高值中心,流域中西部（分区Ⅰ-2、Ⅱ-1）存在区域性高值中心。③ 北半球副热带高压和北半球极涡对雅鲁藏布江流域降水变化具有显著影响。研究结果有助于掌握当地降水的多尺度变化特征,可为雅鲁藏布江流域和青藏高原地区的水循环研究、水资源开发利用和山洪灾害防治等提供科学基础。     

流域生物地球化学循环与水文耦合过程及其调控机制

流域生态系统的水文和生物地球化学循环通过水文通量的物理作用紧密耦合,其时空尺度的物质和能量耦合为流域生物地球化学过程的物质平衡和能量流动提供重要基础。通过研究流域尺度生物地球化学循环—水文耦合过程,将更加深刻揭示水循环驱动下陆地—水生生态系统碳氮循环与人类活动及气候系统的生物学、物理学和化学过程的耦合机制。本文综合阐述了流域生态系统的时间、空间以及时间—空间尺度的生物地球化学循环与水文耦合特征,揭示营养元素循环在时间—空间尺度上的耦合特征,通过大气、陆地、河流、河口和海洋系统形成了一个连续体并由水、气体和气溶胶通量进行物理连接;分析流域营养物质的生物地球化学循环与水文耦合过程随着时空尺度在大气—陆地界面、陆地—河流界面以及河口—海洋界面的耦合变异性;最后通过流域生态化学计量特征及水陆交错带对营养物质输出的调控分析耦合过程的生物学调控机制,以提高对流域景观水平的生态水文、生物地球化学和生态动力学的理解。     

丘陵山区城镇体系的分形特征——以江西省赣州市为例

运用分形理论,对赣州市城镇体系的规模分布和空间结构的分形特征进行了实证分析,得到以下结论:(1)在城镇规模分布方面,中等位序的城市较多,人口分布比较均衡,认为是一种较低水平的均衡;(2)在城镇空间结构方面,城镇空间分布呈现出集聚性特征,城镇的空间关联程度不够紧密,空间相互作用强度不大。在上述结论的基础上对赣州市城镇体系建设提出了建议。