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具体到北京不同区域,因山形地貌、地势走向不同,明显影响各地块渗水、储水能力。北京山区面积约占全市区域面积的76%,而山区地形受植被、坡度影响导致地表径流系数很大,肯定难以完成在夏季滞留、储存100 mm的径流深之目标。
与此同时,改革开放以来,北京城市化进程加快,城市/城镇内越来越多建筑、道路等不透水下垫面侵占了原生态裸露、透水地面,使平原城区原始地表径流系数也大大增加,进一步导致城区土壤渗水和土地储水能力下降。
北京山区内的建筑与路面硬化因规模小而对原始径流量的影响不大,但平原区城区硬化地面不断扩张则是人为造成雨水下渗量减少、路面径流加大、甚至产生内涝的元凶。
目前北京城市建设用地区域,与北京市疆域总面积相比,所占比例并不是很大,即使把这部分城区硬化地面全部“退屋还地”,能够恢复的水资源滞留、储存容量和空间也不是特别大。为此,有必要从北京土地构成现状出发,计算分析北京水资源聚水、排涝总径流量,从而提出应对策略。
3 北京聚水、排涝总径流量计算
2010年北京市土地构成现状(图2)显示北京山区与平原交界地带基本以林、草地(绿色)和耕地(黄色)为主,城区硬化地面主要集中在北京市中心范围之内,以城市建设用地(建筑、道路)为主(红色区域)。
参照图2,研究人员进一步对北京市近30年城市用地与各城区硬化地面(不透水下垫面)表面积进行了详细计算,数据列于表1。
图2 2010年北京地区土地构成现状
表1 近30年北京城市用地与不透水地表面积比例
以上述硬化地面比例及其径流系数0.9为依据,可以计算得出2010年和2020年夏季从各城区硬化地面流失的水资源量分别为0.74 亿m3和0.95 亿m3,平均每寸城区土地分别损失88 mm和89 mm降水量。
换句话说,2010年和2020年各城区所有硬化地面上可能导致的夏季水资源流失量分别仅占夏季水资源总量的4.6%和5.9%,若换算为占北京市全年用水量(36 亿m3)的百分比则只有2.1%和2.6%。
如此看来,因城市地面硬化而导致的水资源可能流失量占比并不是很大,况且,这部分水量即使全部流出城外,还有机会在郊外透水土壤或水库予以暂时性拦截、滞留,所需要的雨水滞留、储存成本肯定比在城内要低得多。
其实,可能流出城区的这部分水资源的最大缺点就是在雨季时会因城市排水设施不足而引发城市内涝。
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