海绵城市的定义精选(九篇)

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第1篇：海绵城市的定义范文

关键词：海绵城市建设、生态、工程技术、新概念

2012年，海绵城市这个概念首次被提出，就引起了不小的反响。海绵城市（LID）指的是城市能够像海绵一样，在降水时，利用一些绿化植物的保水功能和蓄水池等收集雨水，实现放内涝及蓄水抗旱等功能。从而有效缓解城市水资源短缺与城市内涝之间的矛盾，并助力于修复城市水生态环境。构建海绵城市的经济效益不可小觑。海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用，相比于建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量，海绵城市建设在劳动力成本上又有了一大突破，调蓄设施往往与城市既有的绿地、园林、景观水体等相结合，“净增成本”减少。倘若海绵城市概念能够得以广泛实施，必然是现代社会的一大生态革命。

一、海绵城市建设中出现的问题及解决办法

1新旧观念的对抗

从资源利用角度来看，不难发现，传统城市建设大都采用“以求应供”的模式，导致大量资源的不合理堆滞浪费。而海绵城市的建设模式却如它的名字一般，有弹性地“以供应求”。从根本上与传统的城市雨洪管理模式区别开来，也就使得大部分企业难以适应，从而成为海绵城市建设中的一大阻碍。传统的城市雨洪管理建设设施在社会生活中随处可见，地面下纵横交错的下水道正是最好的体现。仔细想想，我们不难发现：雨水直接变成了废水。事实上，随着温室效应的加强，全球气候变暖，水资源的逐步稀缺，雨水——资源回收率及其低的天然水资源，是具有超能的创造力的。不仅仅是经济上的效益，生态上带来的益处简直是国人的福音。所以，深入贯彻落实“海绵思想”不失为一个好方法。海绵思想，即有弹性的思想，以海绵城市为出发点，不拘泥与时代，不拘泥于生活。以此逐步构建生态和谐的社会。

2规模化系统的建立难题

此规模化系统大抵可以定义为建立在全国各地的完善的雨水湿地、下沉式绿地、植被缓冲等具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市系统和城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。但是就目前来说，大多中小型城市都没有足够的资金投入及管理意识，加之很多中小企业根本没有能力来试水，前期投入资金的缺乏，相关技术经验的不足，市场行情的不确定性都为海绵城市的持续推进构成了一种隐形障碍。以生态文明建设为中心，从政府出发，企业为辅。借鉴于以往的“先富带动后富”，依旧可以采用“公带私，大带小”的管理经营策略。正所谓“大树底下好乘凉”，但是，这并不意味着盲目跟从，在发展中创新才是根本。

3各领域间的配合问题

生态建设的促进与利益的分工化及其合理化。随着社会经济科技的发展，可持续发展战略正在生态文明建设道路上显得越发不可忽视，而海绵城市这种概念直观地体现了“循环”的意义。这是一场传统与新治的较量，各个领域。各个企业间的合作是必不可少的。然而，海绵城市由于落实的反差性，在城乡规划具体实施中不占优势，使它成为了一种单一的概念。国家鼓励中小企业的全面推进生态文明建设。相关技术捐赠、开设海绵城市专题讨研会、项目外包、组织交流沟通等均可以尝试一番。

二、海绵城市建设相关技术问题及解决办法

1科技研发的滞后性

海绵城市建设在中国是一个新生事物，现有的雨洪管理经验和技术利用率不高，从“零”开始研发，需要大量的实验积累与经验海绵城市建设及相关技术问题分析杨振雷西安市第二市政工程公司陕西西安710075分析，专业人才的需求量很大，但专业研发人才却很少，以致海绵城市的持续推进受阻。培养人才是关键，可以先从教育界入手，新增大学生生态文明建设之类的专业，加强对环境维护、给排水等专业的重视，注重实践。

2低影响开发技术的选择

一般情况下，规划定位的目标是海绵城市建设过程中的关键因素，从径流峰值控制、径流污染控制等条件中筛选，开发出系统海绵体。既是要点，更是难点。因地制宜，分析各个城市的区域位置、气候特点、降雨规律、水文特点等，作出不同的规划定位目标，并在此过程中，遵循资源节约、经济适用、环境保护的原则，合理选择低影响开发雨水技术，例如，针对降水较多的南方城市，侧重点应该在雨水的储蓄与排放，而较之降水较少的北方城市，侧重点则是雨水的净化与利用。

3突袭式建设的挑战

作为一种新概念，我们可以亲切地把海绵城市叫做一个时代的衍生物，生态文明建设的促进与利益的分工化及其合理化一直是一项有意义的挑战。接纳新事物的同时也就意味着旧模式的没落，反之，旧模式的正常运行，就是新模式最大的阻碍。政府及时制定出有关海绵城市的政策已经成为刻不容缓的事情，鼓励海绵城市的推进，出面筹集资金等都行之有效。

海绵城市在我国的生态文明建设道路上一抹清泉般骤然冲击到社会这股浪潮中，是时代的战利品，也是时代的附属品。在国土、排水、道路、交通等各个方面都将起着举足轻重的作用，虽然面临的挑战不少。但是，一旦成功覆盖实施，在可持续发展战略的衬映下，对建设美丽中国具有非同寻常的意义，也必然会使绿色生态家园在这个时代火树银花般精彩绽放。

作者:杨振雷 单位:西安市第二市政工程公司

【参考文献】

[1]俞孔坚,李迪华,袁弘,等.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26-36.

第2篇：海绵城市的定义范文

关键词：海绵城市；重点；机遇

0 引言

2014年10月，住建部《海绵城市建设技术指南》（试行），探索构建城市雨水开发体系，以根治城市内涝顽疾。目前，一些省份已经开始试点。从实践情况看，《指南》的出台不代表万事大吉了，城市要告别“城中看海”的窘境，还任重道远。海绵城市的技术体系还远未建立，实践操作还有待细化，产业支撑也还没有创立，也就是说万里才走了第一步。海绵城市究竟如何从纸上蓝图变成现实？下面本人结合多年工作和理论学习实践，浅谈几点个人看法，不足之处敬请同行指正。

1 什么是海绵城市？

1.1海绵城市的基本定义

海绵城市比喻城市像海绵一样，国外称为低影响开发（LID），即指遇到有降雨时城市社区能够就地或就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”，同时丰富城市景观，增强城市生态功能，让城市更加宜居。海绵城市技术将改变传统的城市建设技术路线，降低人类活动对环境的影响，达到城市可持续发展的目的。

1.2海绵城市对我们传统城乡建设理念的影响

改革开放30多年来，我国城乡建设长期处于粗放发展阶段，过度硬化与大拆大建伴随着城乡建设的全过程。在水与城市可持续发展的关系问题上，缺乏系统科学的研究和安排，使城乡水生态环境领域逐渐积累了一些深层次的矛盾和问题，城市发展已面临诸多窘境。城市内涝、城市天坑、热岛效应、雾霾等一些城市病态现象持续出现，给城乡居民带来严重的生命财产损失，社会全员劳动生产率普遍降低，碳排放增加，流域治理能力不足，地表水和地下水水质改善进展缓慢；城市应对极端气候的能力普遍降低，多地城市备受雾霾袭扰，引发民众诟病。在造成严重的城乡生态环境问题的同时，也给经济发展造成巨大阻碍。所以，提出建设海绵城市理念也是经历了反复阵痛而达成的这一成果，得来不易。

1.3海绵城市技术的应用领域

海绵城市技术有着广泛的适用领域，是生态建设和生态修复的基础技术，它反映了社会对水资源的可持续利用与管理，以及对生态环境的延续性的高度关切。海绵城市技术最重要的原则就是以社区（汇水区）为单元，包括工业、农业社区，雨水就地蓄留处理，完成地上地下的循环。除了水资源利用外，海绵城市技术在生态修复领域具有很强的实用性，在社区生态、农田水利、高速公路和铁路、大型机场、重金属土壤污染、河道治理、农田水利等领域都有很好的修复效果。研究表明，海绵城市技术也是治理热岛效应和雾霾的最佳手段。在石油、燃气管道的生态修复治理领域，也将发挥重要作用。

2 海绵城市建设的重点

海绵城市技术只代表一种技术体系和方法，而不能代表城市发展的全部内涵。我们要利用海绵城市技术，达到城市水资源可持续利用与管理，最终实现城市可持续发展的战略目标。在推进海绵城市建设时，我们要从如下几方面入手：

2.1要扭转观念，遏制城市无限制硬化趋势。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。根据《海绵城市建设技术指南》，今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。根据财政部网站消息，我国建设海绵城市试点工作已经展开，首批有16个城市进入试点，按行政区划序列排列，他们分别是：迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。

2.2要积极实施城市生态修复。从现在起，试点城市要有步骤地开展城市生态修复工作，推进截污、控污工程，建立雨水收集和利用系统，开发、改造城市社区建筑物、道路、绿化带、停车场、广场、公园等公共设施蓄留雨水的生态功能。尽可能恢复城市原有河道、湖塘、沟渠，减弱城市热岛效应，提高城市雨水渗透率。重视城市地下管网的普查、检测和修复工作，防止城市地质灾害。海绵城市技术普及以后，原有城市生活污水量会大大减少，雨水进入污水管道的情况会逐步改善，污水处理厂处理污水的能力与效益均会提高，污水直排进入河道、土壤和地下水的状况也会得到改善。

2.3要高度重视水资源战略规划，将水资源及生态环境规划纳入城市发展战略规划，支持、鼓励公民和社会组织参与和监督水生态规划的制定和实施过程。确立水生态规划在城乡规划中的基础地位，充分认识和利用水资源的资源功能和生态功能，注重开发和保护水资源在城市发展进程中的历史文化价值，培育和引导亲水产业健康发展。

2.4要建立科学的流域管理行政体制。充分理解一个城市的发展与流域上下游地区发展之间的内在逻辑，任何城市开发措施都要照顾到本地区和上下游地区人民的合理诉求，积极参与流域地区的环境与发展对话，制定流域治理行动计划及时间表。

2.6要兼顾历史文化和普通居民的利益。建立尊重自然、顺应自然的低影响开发模式，保护原有水生态系统，恢复被破坏水生态。有关专家同时指出：可以把海绵城市与智慧城市结合起来，把各种各样的分布式的能源、绿色设施和海绵设施协同起来，促进智慧排水、雨水收集、管道检测以及反应和水循环利用、地表水污染的实时监测和反应、暴雨预警和水生态、水系统的智慧应对。

2.5要构建完备的水资源法律和政策体系。将立法先行与政策配套相结合，积极开展水生态法律和政策调研工作，认真总结实践经验，支持构建我国完备的水资源法律和政策体系，立法机构应借助水利改革的契机，率先构建流域管理法律法规体系。

3海绵城市建设带来的重大机遇

海绵城市建设首先带来我国绿色技术创新，我国工程设计界长期以来沿用灰色排水方案，造成城乡社区大量的硬化地面，生态环境受到破坏。实施海绵城市技术以后，新的技术规范和技术体系建立起来，需要大量的转型人才，高校要更新教材，设立新的专业，以满足社会需求。

社会资本被引导到绿色科技领域投资，大量的企业创新转型，相应的产业技术装备也会跟进，形成新的绿色产业链，带动就业及经济增长。另外，海绵城市建设也将在我国节能减排领域发挥关键性的作用，并带动产业转型，绿色生态产业将成为我国的支柱产业。

以北京市为例，北京市现有2万多个社区，假设每个社区投资500万元进行生态修复，仅北京市的投资就是一个很大的数字。有专家估计，我国城乡生态修复领域的投资，将从最初的几千亿元发展到成熟期的数万亿元，市场规模庞大，生态工业体系将得到完善。这些投资带来的直接效果，就是城乡生态环境的改善，绿色GDP成为经济增长的原动力，国家经济呈现健康势头。

第3篇：海绵城市的定义范文

关键词： 城市绿地 环境教育 地理教学

一、城市绿地的概念和功效

1.城市绿地的概念。

绿地一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划中一般不提城市绿地，而是开敞空间。我国的城市绿地指城市中以绿化为主的各级公园、庭院、小游园、街头绿地、街道绿化、居住区绿地、专用绿地、交通绿地、风景区绿地、生产防护绿地。

2.城市绿地的功效。

在国务院公布的城市规模排名中，苏州被列入了准特大中心城市。苏州城市化速度的加快，使得城市的污染日益严重。此时，城市绿地在其中显示出无可替代的功效。

（1）改善小气候缓解城市热岛、干岛效应。

在城市中，热岛和干岛效应一年四季都有，其强度为秋夏大于春，春大于冬。据测定，城市公园比城区温度低0.67℃左右，相对湿度高3%～5%；风景区比城区温度低1.2℃左右，相对湿度高7%左右。

（2）改善空气质量的作用。

绿地系统对于改善城市空气质量，增加O2含量，净化大气作用明显。植物既是天然O2“制造厂”，又是CO2的“广阔市场”，绿地每公顷每年吸收SO22400kg，烟尘30t，其他生态效应还包括吸收氮氧化物，CO2等。

（3）削减噪音、降低光辐射、涵养土壤水分、净化污水的防护作用。

植物是天然消音器，据测定：10m宽的林带可以减弱噪声30%，可降低噪音8―10dB，20m宽的林带可以减弱噪声40%，30m宽的林带可以减弱噪声50%，40m宽的林带可以减弱噪声60%。树木还能过滤、吸收和阻隔放射性物质，减低光辐射的伤害。俗话说：大树底下好乘凉，绿地的涵养水分的作用也很重要。现代城市水泥建筑物林立，柏油马路铺地，下雨天水都随下水道流走了。晴天又特别干燥，如果没有绿地，就如同沙漠一样。

（4）某些植物具有监测环境的功能。

唐菖蒲对空气污染特别敏感，当空气中氟化物达到一定浓度时，叶片就会因吸收氟表现出伤斑、坏死等现象，向人们发出污染“报警”信号。雪松对SO2和HF这两种气体很敏感，当雪松针叶出现发黄、枯焦现象时，说明周围可能有SO2或HF污染。紫花苜蓿、胡萝卜、菠菜可以监测SO2污染；苹果、桃可以监测氯污染。利用植物警报简单方便，既美化环境，又能监视污染，一举两得。

（5）美化环境，陶冶情操。

这是一个最古老而又一直研究至今的有着丰富内涵的话题，中国古典园林的悠久历史，足以证明这一点。如今，城市绿地的均匀分布，就像镶嵌在城市中的绿宝石，装点了城市的街景。特别是一些古树名木，更是一个城市的绿色瑰宝。所以，城市的绿化水平，是其文明程度的象征。

二、高中地理课增加城市绿地教育的必要性

1.传授城市绿地知识，弥补高中地理环境教育中的相关不足。

综上所述，城市绿地在城市建设中有着不可替代的作用。随着苏州城市化速度的不断加快和深入，城市绿地的功效日益的显现。然而，在现有的高中地理教材中，只是在必修二第36页城市化对地理环境的影响中提出：“合理的城市化可以改善环境，例如，通过平整土地、修建水利设施、绿化环境等措施，使得环境向着有利于提高人们生活水平和促进社会发展的方向转变。”在选修教材环境保护第四章生态环境保护中根本没有提及关于绿地保护这个内容。因此，在现有的高中地理教学时有必要在进行相关教学时补充城市绿地的内容，这些知识的传授不仅可以丰富学生的知识面，而且可以激发学生热爱自然、热爱环境的情感，弥补教材内容的不足。

2.培养学生养成新的行为模式，热爱家园，树立正确的生存观、发展观。

苏州市是国家园林城市、全国园林绿化先进城市，获得中国人居环境范例奖。苏州绿地覆盖率达42.7%，绿地绿化率达39.5%，人均公共绿地面积达15平方米。其中在苏州古城区内存有古典园林、庭院73处（包括完整、较完整、半废和残存），其中园林53处，庭院20处。苏州市区古树名木数量998棵，新增84棵，其中一级古树名木为210棵，二级古树名木为788棵，再加上今年市政府投资建设的各个大小城市开放公园、小游园等，可以说在我们的周边绿地无所不在。

在现代化进程中，人们逐渐形成了一种以自我为中心的个人主义思想。这种个人主义不仅把自然作为人类的对立物，认为自然界是毫无知觉的，强调人对自然环境的主宰，而且强调个人独立于他人，独立于社会，把社会理解为达到某种目的而自愿地结合到一起的独立的个人的聚合体，于是形成了一种为了自我实现而不择手段的生存和发展观。所以我们经常会发现在这些城市绿地中出现一些不和谐的音符：随地乱扔垃圾，随意攀折花枝，肆意践踏草坪，攀爬绿树乱刻乱画等。这些行为严重影响了城市绿地的养护，有损我们的城市形象。要提高人们的环境保护意识就必须从学校抓起，让学生从小就树立环保意识，自觉地保护我们赖以生存的自然环境。因此，中学地理教师有必要在教学中对学生进行相关的教育，做到爱我家园，从自身做起。

三、高中地理课增加城市绿地教育的主要措施

1.课内补充渗透。

课内渗透主要是指在传授知识中渗透环境教育。这就要求教师深入研究教材，结合教材内容，对学生进行有关环境污染的危害和治理、保护环境的重要意义的教育。如在讲到城市化这节课时，可以结合苏州市的城市化过程，指出城市的形成和发展是社会经济、文化发展的结果。城市环境是人类利用、改造自然的产物，是人类对自然环境干预最强烈、自然环境变化最大的地方。随着城市的发展，城市中人口的增多，建筑物的不断增加和工业的发展，大气污染、水体污染、噪声污染和固体废弃物污染越来越严重。因此，要想改善城市空气质量，消除有害物质，除在生产上采取一些措施外，还要积极地进行城市绿化。在这个基础上，教师提出城市绿地的概念，在教学过程中可以让学生自主讨论城市绿地有何种功效。高中教材中提到森林是“地球之肺”，湿地是“地球之肾”，那么城市绿地从功效上可以比做地球的什么呢？进而得出城市的绿地像人的肝脏一样，具有解毒作用。

在课堂教学中，要始终注意引导学生的学习兴趣，特别要针对现实生活中突出的环境问题，结合教材进行讨论，激发学生研究问题、学习知识的积极性和浓厚兴趣，在生动活泼的课堂教学中将城市绿地知识补充完整，进而可以将环境保护的理念深入每个学生的思想中。

2.走出课堂，开展多种形式的课外活动和适当的实践活动。

地理科学有很强的直观性和实践性，在地理教学中应改变传统的授课方式，改变课堂中总是“学生坐着听，教师站着讲”的局面，让学生“动”起来，走出课堂，走向社会，在课外活动与现实生活中获取资料、分析问题、提出方案，并在实践活动中应用和检验。

（1）参观访问，深化相关知识。

可以带领学生参观苏州市园林和绿化管理局，了解苏州市世界遗产暨古典园林、风景名胜区、城镇绿化保护和监管工作情况。参观苏州市园林植物医院，了解室外绿化养护的相关方法。

（2）开展社会实践活动。

在城市生态环境日趋严峻的今天，城市绿地在构建城市形态方面的作用越来越被人们重视，在世界各大城市中都依据各自的地理环境特点规划设计了相应的绿地空间格局。苏州市是一座著名的园林城市，各个大小不一的古典园林和小游园穿插于城市中间，教师可以带领学生调查研究相关情况，撰写相关小论文。

（3）开展宣传教育活动。

以每年的“3・12”植树节等纪念日为契机，开展一系列的活动。如主题班会，黑板报等。通过这些实践活动，充分调动学生学习环境知识、参与保护宣传城市绿地的积极性，彻底和不文明的游园习惯说再见，养成“从自己做起，从现在做起”的良好环境行为习惯。

2012年7月21日，北京市遭遇了61年一遇特大暴雨，产生了较为严重的影响。7月22日，香港凤凰网刊出网文称，此次北京大水，有几个原因：一是城市对农地侵占过分，一些农田消失；二是汽车社会使停车位遍地，公路遍地，北京成为钢筋混凝土的城市。客观而言，城市排水设施不是没有，但密不透风的混凝土世界实际上筑成不透气的墙，在特大暴雨作用下，排水疏水就成了问题。这时，城市绿地的优势就显而易见了。正常情况下，雨水降落地面，土壤像海绵一样吸收雨水，剩余的则流入江河湖泊。这一过程被称为“海绵效应”。但土地“水泥化”之后，“海绵效应”不复存在，导致原先可以渗透进土壤的雨水无法排出。如果将城市绿地建成下凹式的，就可大量储蓄雨水。城市的露天公园、运动场等，可作为有效的临时蓄水场所。同时，在城市绿化中，可以借鉴发达国家的做法。韩国首尔的人行路多由小砖砌成，小草从中间长出来，下雨时，雨水很快渗下去。德国许多城市的道路两旁都是高大的树木，遇到暴雨，雨水很快就可以流进草丛、树林。

从这个事件可以看出，城市的绿化已经和生活息息相关。而在21世纪素质教育中，环境教育也是不容忽视的一环。在中学地理教学中有计划、有目的地进行城市绿化相关内容的渗透，可以有效地提高学生的环境保护意识，从而提高全民族的素质。我们只有一个地球，让我们通过自身的努力让山更美、水更绿、天更蓝。

参考文献：

[1]潘家莹.关于城市的绿地标准[J].中国园林，1994，10（1）：33-362.

[2]杨赉丽主编.城市园林绿地规划[M].北京：中国林业出版社，1997.4，136-142，269.

第4篇：海绵城市的定义范文

关键词：“民工潮”；城市化；社会治安

中图分类号：F241 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）24-0102-02

引言

在三十余年的改革开放中，社会的复杂性，开放性和多边形已经很突出，国家正处于传统社会向现代社会，计划经济向市场经济的转轨过程中。这也构成了“民工潮”现象产生的大背景。随着社会的发展，我们的群体逐渐出现多元化倾向，进而出现了每一阶段都不同的流行现象的产生。所以，鉴于中国目前的国情，“民工潮”也是应运而生，也是这个社会的产物。进入20世纪90年代，随着中国的城乡收入差距又一次出现连续扩大的趋势，农民流入城市的人数迅速增多。“民工潮”已经成为社会流血的巨大创口，无法掩盖地暴露在社会肌体的表面。而且，近几年来，中国的民工潮一浪高过一浪，引起的社会经济冲击越来越沉重，已成为政府部门、新闻界、学术界，乃至城市居民共同关心的热点问题。“民工潮”已经成为社会流血的巨大创口，无法掩盖地暴露在社会肌体的表面[1]。

一、关于政府公信力的简介及判断标准

1.基本定义。“民工潮”是农民纷纷外出打工所形成的潮流。每年农历正月前后，浩浩荡荡的民工大军南下北上，东奔西跑，铁路、路车流如水，交织成一股逾月不退的“春运潮”。过去人们总说农村是个大海绵，如今“民工潮”浪打浪地涌出来，拍打着城市的门户。改革开放以来，商品经济大潮冲击着每一个角落，也强烈震撼着“面朝黄土背朝天”农民。

2.民工潮的成因。将“民工潮”简单地概之以“盲流”，未免太失偏颇。“民工潮”的潮起决非偶然，有其深刻的历史背景和现实条件。总体来说，“民工潮”形成的根本原因还是中国所特有的城乡“二元”经济结构[2]。

可以从五个方面来看：（1）大势所趋。农业劳动力向非农产业转移，是一个国家现代化建设过程中的必然趋势。由于社会经济发展具有阶段性，各国在农民完成转变为工人阶级的过程中，都存在着一个过渡期[3]。纵观发达资本产业革命时，农业劳动力占社会总劳动力的比重下降了60%多，之后逐年减少。20世纪后，随着科学经济的迅速发展，农业劳动力向非农业转移的速度更快。20世纪60年代初，联合国曾作出估计：每年约有1 000万农民流向城市，即每天近3万人；十年后是1 400万人，即每天近4万人。目前英、美等经济发达国家农业劳动力比重仅占2%～3%，中国剩余劳动力达1.5亿。随着现代化建设的发展，这部分剩余劳动力转移，确属必然。（2）政策所致。1979年以前，中国农村经济政策，赋予了农民支配自己劳动时间和优化劳动要素配置的权力。从此，劳动效率明显提高；同时，又促使农村对农业劳动力的需求大大减少，加速了农村剩余劳动力的产生。

二、“民工潮”所带来的问题分析

大规模的民工涌入一个城市，一方面必然促进了当地经济的快速发展，但是，事物是具有两面性的。民工大量的涌入必然会给当地政治、经济、文化等方面造成影响，同时，也会对人口的流出地带来影响，甚至是在人口流动的过程中。本文将着重于治安问题，教育问题和留守家庭问题来展开讨论。

1.关于教育问题。如今，农民工子女教育问题的体现，不是简单的城乡差异，而是本地学生与外地学生间的差异。问题主要产生的原因主要有：（1）城乡分割的户籍制度曾以“农业”和“非农业”户口的形式把中国公民分成身份不同的两大类别，蜂拥入城的农民工居住在城市，户籍却仍是在农村。义务教育法规定义务教育应由户籍所在地负责。（2）就是农民工的收入不高，也局限了他们对于孩子教育的追求。农民工从事的一般都是体力活，工资不高，生活水平低于城市的平均水平，且在工作过程中经常遭受不公正待遇如拖欠工资等，这些因素也造成了农民工子女“望学兴叹”的现象。

2.关于治安。治安问题是双方面的，不仅民工的流出地有治安问题。民工的流入地也有治安问题的存在。大规模人口的流入，是对一个城市的考验，俗话说“林子大了什么鸟都有”，人口的骤增，必然会带来众多的治安问题。造成治安问题的原因主要有下述几项：（1）归属感问题，也就是说他们所服务的城市并没有礼遇他们。由于历史原因，中国长期实行城乡二元分割的社会管理制度。（2）农民工自身素质问题，由于大量的农民是以无组织的方式进入城市的，其组织化程度很低，犹如一盘散沙，缺乏依靠自己的组织保护自身合法权益的能力民工从事的一般都是体力活，农民工进城务工靠的是体力还有就是自己的一技之长[4]。

3.关于留守家庭问题。“民工潮”的出现使中国许多农村地区出现了一个特殊群体“留守儿童”，一个特殊家庭“留守家庭”。对于“留守儿童”来说最重要的问题就是教育问题。众所周知，父母教育是儿童教育的重要组成部分，而且家长作为联系学校和学生的特殊纽带，在儿童的成长中发挥着不可替代的作用。对于父母外出打工，就留下儿童在自家，对于儿童的心理难免造成影响，会使性情和性格在一定程度上发生变化，会使他们的性格变得内向、孤僻、自卑等，还有一些“留守儿童”受社会上不法之徒的引诱、教唆、强迫等实施违法犯罪行为”[5]。农村留守儿童问题解决成败直接关系到建设和谐社会的目标能否实现[6]。

三、对于“民工潮“带来问题应采取的对策

第5篇：海绵城市的定义范文

关键词:分形理论 分形维数 Zipf法则 应用

中图分类号:O29;F224 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2010)05-137-02

分形理论是一门横断学科,从数学、振动力学到流体力学、天文学和计算机图形学,从分子生物学到生理学、生物形态学,从材料科学到地球科学、地理科学,从经济学到语言学、社会学等领域已广泛应用。分形理论对方法论和自然观产生重要影响,用分形的观点看世界,这个世界实际上是以分形的方式存在和演化着的世界。

一、关于分形内涵的研究

分形几何的概念是曼德尔布罗特(1975)年首先提出来的。但最早的研究可追朔到维尔斯特拉斯(1872)构造的处处连续、处处不可微的函数,集合论创始人康托构造了有许多奇异性质的三分康托集,皮亚诺(1890)构造了填充平面的曲线,柯赫(1904)设计出类似雪花和岛屿边缘的一类曲线,谢尔宾斯基(1915)设计了像地毯和海绵一样的几何图形,这些都是属于规则的分形图形。它们是按一定规则构造出来的、具有严格的自相似的分形图形,它们都属于自相似分形集。豪斯道夫(1910)开始了对奇异集合性质与量的研究,提出分数维概念。布利干(1928)将闵可夫斯基容度应用于非整数维,庞特里亚金(1932)等引入盒维数,贝塞考维奇(1934)更深刻地揭示了豪斯道夫测度的性质和奇异集的分数维,他在豪斯道夫测度及其几何的研究领域中作出了主要贡献,从而产生了豪斯道夫-贝塞考维奇维数概念。

现代分形理论的奠基人曼德尔布罗特(1977)出版了关于分形几何的第一部著作《分形:形状、机遇和维数》一书,它集中了1975年以前曼德尔布罗特关于分形几何的主要思想,总结了依据自相似性计算实验维数的方法。曼德尔布罗特(1982)的《大自然的分形几何学》出版,将分形定义为局部以某种方式与整体相似的集,重新讨论盒维数,它比豪斯道夫维数容易计算,但是稠密可列集合维数与集合所在空间相等。在这两本书中他将分形的理论及应用推动到一个全新的阶段。

(一)分形定义、分类与分形维数

通常将具有某种方式的自相似性的图像或集合称为分形。所谓自相似性,就是指局部与整体相似。这类某种形式的自相似性,不只限于严格的几何自相似性,也可能是通过大量的统计而呈现出来的不很严格的自相似性。由于局部中又有其局部,而它们都是自相似的,这样整体与局部都具有无穷尽的自相似的内部结构,且在每一小局部中所包含的细节并不比整体所包含的少,所以分形是有无穷自相似嵌套性的图形或集合。

分形至今无统一定义,因为每种定义都不能涵盖所有的分形。曼德尔布罗特(1982)对其定义为“分形是一个豪斯道夫-贝塞考维奇维数严格大于其拓扑维数的集合。”此定义包括一大类具有分数维的分形集,但忽略了某些维数为整数的分形集。曼德尔布罗特(1986)给出了分形的另一个定义:分形具有在某种方式上部分与总体相似的形状特征。这个定义强调了分形集具有某种自相似性特征,但仍有很多分形集没有包括其中。

分形一般分成两大类,确定性分形和随机性分形。如果算法的多次重复仍然产生同一个分形图,这种分形称之为确定性分形。确定性分形具有可重复性,即使在生成过程中可能引入了一些随机性,但最终的图形还是确定的。随机分形指的是尽管产生分形的规则是确定的,但受随机因素的影响,虽然可以使每次生成过程产生的分形具有一样的复杂度,但是形态却会有所不同。随机分形虽然也有一套规则,但是在生成过程中对随机性的引入,将使得最终的图形是不可预知的。即不同时间的两次操作产生的图形,可以具有相同的分维数,但形状可能不同,随机分形不具有可重复性。

曼德尔布罗特引进了分数维,给出了一个分形集充满空间的复杂程度的描述。每个分形集都对应一个以某种方式定义的分形维数,这个维数值一般是分数的,但也有整数维的分形集。分形维数的定义有多种方法,常用的分形维数概念有三种:豪斯道夫维数、自相似维数以及盒维数。在分形维数中,豪斯道夫维数是最古老的最重要的一种。豪斯道夫维数具有对任何集都有定义的优点,由于它是建立在相对比较容易处理的集合测度概念的基础上,数学应用比较方便。它的主要缺点是在很多情形下用计算的方法很难计算或估计它的值,因此,还有许多其他维数定义也常常被应用。

分形维数是分形理论中核心的概念与内容,它是由曼德尔布罗特为表征曲线的复杂性和处处不可微性而提出的,是刻画分形体复杂结构的主要工具,引入分形维数正是分形理论的新颖之处。应用分形理论研究自然现象最重要的问题是如何解释分形维数的意义,分形维数的意义应包括分形维数本身的几何意义和研究对象参量及其尺度变化的意义两方面,两者结合才是特定分形维数的含义。

(二)分形的特征

肯尼思・法尔科内(1990)认为分形集F具有以下特征:(1)F具有精细的结构,即在任意小的比例尺度内包含整体。(2)F具有不规则性,使得它的整体和局部都不能用传统的几何语言来描述。(3)F一般具有某种自相似性,可能是近似的或统计意义下的。(4)通常F的分形维数(以某种方式定义)大于它的拓扑维数。(5)在大多数令人感兴趣的情形下,F可以通过递归、迭代等简单的方式产生。(6)其大小不能用通常的测度(例如面积、长度、体积等)来度量。

(三)分形的基本性质

分形具有两个基本性质:自相似性和标度不变性。自相似性是指某种结构或过程的特征从不同的空间尺度或时间尺度来看都是相似的,或者某种系统或结构的局域性质或局域结构与整体相似,另外在整体与整体之间或部分与部分之间,也会存在自相似性; 所谓标度不变性,是指在分形上任选一局域,对它进行放大,得到的图形会显示出原图形的形态特征。

二、分形理论在经济数学教学中的应用

当前分形理论的研究主要分三种类型:分形的基础理论研究、分形图形的生成方法研究及分形理论在实际应用中的研究。分形理论在化学、物理学、数学、材料科学、地震学、生命科学、艺术、计算机图形学等多个学科多个方面有广泛的应用,在广告、电脑游戏、计算机动画、书籍和刊物的封装、艺术作品中,也已经成功地应用了分形技术。在经济数学教学中适当补充一些分形知识,对提高学生思维品质有很大的益处。

(一)Zipf法则及维数

在教学中引入涉及分形背景的数学模型,结合实例,可以体现数学建模的思想,帮助学生认识到分形的实际应用价值,从而激发学生学习兴趣。国内外研究成果表明,城镇体系的人口及经济规模的等级分布符合一些数学模型,如Pareto分布模型及G.K.Zipf的等级规模分布模型等,这些数学模型为城镇体系的分析与规划提供了科学依据。Zipf(1949)把自己发现的规律应用于城市人口、企业收入等现象,研究这些数量跟等级的关系。在其出版的《人类行为与最小努力原则-人类生态学引论》中,他进一步扩展了视野,讨论了人类社会的众多社会、文化现象及自然现象。根据前人的研究成果提出了一个通用的城市规模分布法则(Zipf's law):Pr=P1r-q(1)式中r为城市位序,Pr为位序为r的城市的人口数,系数P1为首位城市人口,为Zipf指数。类比于豪斯道夫维数公式可知,式(1)服从幂定律,为一分形模型,参数q具有分维性质,它是分维D的倒数,即q=1/D。对(1)式作对数变换有:lnPr=lnp1-qlnr(2)由于幂函数关系等价于对数线性关系,因此,只要双对数坐标图上的位序-规模数据点的直线关系成立或者部分成立,即可判定分形的存在,直线上点的范围即为无特征尺度的区域。以lnr为横坐标,lnpr为纵坐标作出散点图,进行线性回归拟合可求出其城镇体系规模结构的分维数。已有研究表明中国668个建制城市的前550多个城市服从Zipf定律,即将全部10万以上人口的城市囊括在内。城市形态的分维在微观或局域上虽然参差不齐,但在宏观或整体上却有一定的规律,大量标本的平均值接近于1.71。

(二)分形图形的数学分析

可以让学生利用各种信息网络环境资源查看分形图,挖掘分形图蕴涵数学思想,使学生从一个新的视角认识传统图形。在教学中关注学生自主学习,启发学生发现分形图形所具有对称、节奏和韵律、平衡、自相似性、嵌套以及分叉、缠绕、和丰富的变换等特点,体会分形图形的美学特征。分形图形在空间结构上体现传统艺术形态中的对称形式,分形图形具有一种局部和更大的局部、或者是局部和整体的对称,具有无限精细的结构层次,在自相似的递归结构中,无论是在哪一个层次的局部都保持整体的基本形态,获得整个图形的和谐、秩序与均衡。分形树、谢尔宾斯基三角形和经典的曼德尔布罗特集等就是具有自相似特性的典型分形图形。这种自相似性也可以从复映射的经典M集的逐步放大得到,利用MATLAB,改变常数c的取值,可以得到各式各样的Julia集。以上表明,本质上艺术与数学最为接近,区别只是使用不同的语言来表达。

三、结语

分形是结构的深化,正是分形理论的提出和应用使人们以比从前更深刻更准确的方式方法去认知世界,为人们认识世界提供了新视角和新思路。教学中适当引进有关分形的知识案例,可以多维度地培养大学生数学理念,从而达到全面提高学生思维能力水平,培养出更加适应新时期发展的创新型人才。

参考文献:

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3.谢和平,薛秀谦.分形应用中的数学基础与方法[M].北京:科学出版社,1997

4.肯尼恩.法尔科内.曾文曲和刘世耀译.分形几何-数学基础及其应用[M].东北大学出版社,1991

5.B.H.Kyae.徐新阳,康雁,陈旭,刘丹译.分形漫步[M].沈阳:东北大学出版社,1994

6.孙霞,吴自勤,黄.分形原理及应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2003

7.张济忠.分形[M].北京:清华大学出版社,1995

8.Zipf,G.K.Human Behavior and the Principle of Least Effort:An Introduction to Human Ecology[M].Cambridge,Mass: Addison-Wesley Press,INC,1949

9.陈彦光.中国城市发展的自组织特征与判据[J].城市规划,2006(8)

第6篇：海绵城市的定义范文

改革开放30多年来，我们进行的是追求物质效益为主的城镇化，这种城镇化要转向人口的城镇化，以人为本的城镇化。同时，这30多年，走的是一种“灰色”城镇化的道路，大部分工业企业都是先污染后治理，累积的结果使中国城市常受雾霾袭击。中国要从“灰色城镇化”转向“绿色城镇化”，就必须从速度、广度的城镇化转向深度城镇化，由此提出深度城镇化的命题。深度城镇化，属于城镇化策略创新，即从地方政府的视角来提政策建议。

新常态下城镇化的主要特征与挑战

1.城镇化速度将明显放缓。人们常用若塞姆曲线来表达大国城镇化的历程。曲线的第一个转折点是城镇化率为30%的时候，城镇化开始加速;第二个转折点是70%的时候，城镇化开始减速。实际上此曲线是美国地理学家在20世纪70年代描绘的，是以新大陆体系国家（移民为主体的国家）为样本的城市化基本规律形象化。而旧大陆国家（原住民为主的国家）并不是这样，它们的城镇化峰值一般在65%-70%之间，转折点实际上在57%附近。这就意味着中国近几年城镇化速率就要开始转折。同时，根据人口数据分析，中国50岁以上的农民工大部分都存在回乡养老的趋势。人口结构的变化和国际经验显示，中国的城镇化实际上已经进入了中后期，这意味着每年从农村迁入城镇的人口将开始显著减少。

2.机动化将强化郊区化趋势。国际经验表明，机动化率达到30%，即每百人拥有30辆车的机动化水平的时候，郊区化趋势就会非常明显。中国2014年每百人拥有机动车20辆， “十三五”末期将接近30辆。目前东南沿海已普遍达到30辆的水平。再加上高速公路总里程将居世界第一位，同时空气污染、高房价等因素都将对大城市人口转移产生巨大影响。香港1974年建立了比较完整的信息披露制度，借助其完善的信息分析，可以揭示南方城市雾霾的主因是城市尾气。北方地区则是因为机动车污染和冬季取暖煤烟的双重污染相叠加。

3.城市人口的老龄化快速来临。通过模型计算，如果按照现有政策不变的情况，到2050年，中国人口中位数将比美国还要老十岁，这无论是对经济竞争力还是社会持续健康发展来说都是极为不利的。

4.住房需求将持续减少。主要有两个数据，一个是中国已经进入了城镇化中后期，进城人口会逐步减少。二是据国际货币基金组织给出的数据，城市化之后的日本、法国人均住房面积约为35到40平方米。中国虽然未经住房普查，但是通过抽样，我们基本上可以估算人均住房面积已达35平方米。各地的空城、鬼城不断涌现，再加上最近报道东北三省人口出生率低于日本，一些城市住房的库存去化周期已经超过10个月，有的甚至达到50个月左右。即使几年不再建设，库存房产都处理不了。

5.碳排放的国际压力空前增大。在2015年的一次国际论坛上，微软创始人比尔・盖茨惊呼“中国水泥三年消耗量等于美国一个世纪的总量”;我回应他：“在中国解决住房问题必须依靠水泥钢筋，不像美国靠的是木材，水泥消耗量占全球40%属正常，但当前建筑节能工作进展较好，碳峰值将在2030年左右下降。”现在碳排放为什么压力空前巨大？中国不仅碳排放量是世界第一，而且人均排放超过世界平均值，同时总量是当前美国、欧盟的总和。尤其是近10年，中国碳排放增速是美国的近5倍。

6.能源和水资源结构性短缺将会持续加剧。根据世界城镇化经验，中国总体上不会出现城镇供水难。但是由于气候变化和突发性水污染，能源和水资源的局部性短缺、结构性短缺将会加剧。许多江南水乡缺水，均属水质性缺水。

7.城市的空气、水和土壤污染加剧。先行国家经验表明，城镇化率超过50%的时候是三大污染最为严重的时期。在北京周边，有1000多平方公里的违法用地，这些违法用地就像“包饺子”一样把北京包围了，导致传统的风道被封死。国家气象局给出数据：北京市内地面风速每10年就下降10%。水污染、土壤污染治理难度非常大，一旦污染，治理成本往往是排污利润的5倍以上，治理周期非常长。

8.小城镇人居环境退化，人口流失。中国的城市跟国外相比，大城市的光鲜度差不多，而小城镇却相去甚远。再加上管理不善、公共品提供不足、生态环境退化、就业岗位减少，十年间，中国小城镇居民人口减少10个百分点，相当于从小城镇流走了一个日本的人口。

9.城市交通拥堵日益严重。当前交通拥堵正从沿海城市向内地全面扩散，从早晚高峰向全天候全面扩散，从大城市向中小城市全面扩散。再加上城市高架桥、大院落都扼杀了绿色交通、步行交通;交通拥堵导致空气污染加剧，又使原本骑车出行的人们转乘私家车，造成了恶性循环。

10.城市特色和历史风貌正在丧失。一大批国外后现代建筑师和具有崇洋思想的决策者相结合，把中国变成后现代建筑的大型试验场，大量“大、洋、怪”建筑在各处拔地而起。北京有“鸟巢、鸟蛋、鸟腿、鸟嘴”，以致全国都流行，甚至连贫困县都有“鸟巢、鸟蛋、鸟腿”。

11.保障性住房过剩与住房投机过盛并存。当前许多城市保障性住房没人申请而大量空置，前段时间中央台报道，贵阳有五万套保障房空置，同样的问题在许多城市都存在。许多保障房已经搁置了两年，表现出供给侧机制出了大问题。但是大城市住房的投机过盛也正在成为现实的难题，如不尽快采取措施，将可能会遭遇日本式泡沫破裂的悲剧。

12.城市的防灾减灾功能薄弱。根据哥伦比亚大学的研究，全球600多个大城市中，有450个暴露在同一种灾害之下。中国这个比例更高，因为中国“城市群”众多，地下管道为“城市的良心”，却因“看不见”而被长期忽视。中国城市领导任期又比较短，再加上城市人口越密集，人口规模越大，对城市灾害的放大效应越明显。中国城市属紧凑型城市，城市灾害一旦发生，造成的生命财产损失将特别巨大。

深度城镇化主要策略

1.要稳妥地开展农村试点。 “十三五”期间将是中国大城市郊区化活力最高的时期。为保证城市的紧凑式发展和节约耕地，首先必须正视和有效克服农村建设用地平等入市式改革可能存在的负面效应，并使其服从、服务于健康城镇化。应该明确指出，在机动化时代到来的时候，我们首先要防止出现美国式的城市蔓延。如果集体建设用地没有规模控制，城市蔓延的局面将难以收拾。这方面的限制政策已出台，有的正在进行更全面的调整，在“十三五”规划建议中已有体现。

2.以“韧性”城市规划来统领整个城市各种基础建设，提高防灾性能。国际韧性联盟（Resilience Alliance）将“韧性城市”定义为“城市或城市系统能够消化并吸收外界干扰（灾害），并保持原有主要特征、结构和关键功能的能力”。韧性城市应具有技术弹性、组织弹性、社会弹性和经济弹性，其中技术弹性是指城市生命线受到外界干扰（灾害）之后，保持其主要功能的那种弹性。这种弹性对城市宜居性非常重要。我们应该以这种新理念对城市进行整体的基础设施规划再创新。建议把海绵城市、城市综合管廊示范城市、新能源城市、低碳生态城市、智慧城市统筹起来，用城市弹性的理念加以整合，使城市极大提高防灾减灾性能。

3.推行城市交通需求侧管理。在城市交通空间资源非常有限情况下，增加道路供给往往不易实现减堵效应，必须实行需求侧改革。过去强调满足私家车出行的供给侧项目，比如说建设高架路、立交桥，盲目拓宽街道，取消和压缩自行车道，这已经形成恶果;而且各种交通工具对雾霾和能耗的贡献完全不一样。应该从需求侧入手调整，大幅提高绿色交通比例、倡导可持续的交通模式。

4.变革保障房建设体制，降低房地产泡沫风险。如果继续放大房地产泡沫，那可能会出现日本式的经济断崖式下降恶果。应该将中国保障房建设模式及时转向欧盟模式，学习欧盟各国动员低收入群体自发开展合作建房的经验，出台相关法规和扶持政策，变政府建、政府管为民众合作建、自己管，政府监管扶持的新模式。战后欧盟形成了住房合作社模式，这种模式是中低收入市民自己组织建房的模式。如果市民收入低、无房住、缺房住，才开始合作建设，就不会出现中国保障房供需脱节、工作地和住宅脱节、建设与配套脱节等弊端。

5.全面保护历史街区，恢复城市文脉。城市历史文脉的传承和历史街区是城市特色的主要载体。只有传统的、历史的、民族的，才是世界的，这样，城市历史文化才会成为能不断增值的绿色资源。很多北欧、西欧城市是二战以后重建的，完全按照原有面貌重建。尽管这些城市目前很少有工业产业，但其经济收入的80%以上是靠独特的建筑历史文化传承发展旅游产业而来。

6.推行“美丽宜居乡村”建设，保护和修复农村传统村落。中国有约70万个传统村落，这些传统村落历史上都是先人们精心选址建造的，也是我们中国人心目中的“桃花源”。如果错误地把它们整合成小规模城市社区，则我们不仅损失的是文化的软实力，而且损失的是以乡村命名的无数优质农副产品的地理依托。在这些问题上，我们一定要头脑清醒，把这些文化遗产保留下来，会源源不断增值。

7.编制和落实城市群协同发展规划。雾霾等污染问题不是一个城市就能解决的，应该通过管理机制创新，通过空间规划，城市间协同进行资源共享、环境共治、基础设施共建、支柱产业共布局来解决。许多其他城市问题也都需要从“群”的角度来解决。

8.对既有建筑进行“加固、节能、适老”改造。这类建筑约占城市建筑量的35%。这一批建筑寿命大都已30多年。现在阳台塌下来、结构出现大问题的比比皆是，通过“加固、节能、适老”改造，对这种建筑分批进行统一改造，不仅利国利民、还可以增加有效投资。对于这种改造，大维修基金可以出钱、节能减排国家给补贴、老百姓再出一点资，总体可以形成约十万亿的市场规模。

9.以绿色小城镇为抓手，分批进行人居环境的提升和节能减排改造。小城镇最容易融入到“望得见山水”的美景之中，最容易改造成绿色城市。通过调查农民进城意愿，子女教育和就医资源需求排在最前面。浙江省、上海市已经推行新的模式，动员当地三甲医院、名校对口把小城镇的医院、学校改成它的分院、分校，这样当地的医院、学校一下子提高了质量档次，深受老百姓欢迎。

10.以治理“城市病”为突破口，全面推进智慧城市建设。现在的“智慧城市”，十有八九是“伪智慧”“白智慧”“空智慧”，不能解决城市实际问题。“智慧城市”必须有三个导向：一是有利于节能减排;二是有利于提高城市治理的绩效;三是有利于解决城市病。在此基础上再实现老百姓生活的丰富化，便捷化。若离开了这三大核心公共品的提供，智慧城市建设就如同隔靴搔痒。

小结

1.城市几乎是我们面临的所有社会和环境病症的根源，但也是解决问题的钥匙。“深度城镇化”，正是解决过去“广度城镇化”所带来问题的总抓手。

2.城市是80%的GDP、95%的创新成果、85%的税收和财富的聚集器;更重要的，城市是文化的容器。城市的财富隐藏在空间结构中间，若空间结构是引人入胜、是历史传承的，就会是不断增值的，否则就是一堆建筑垃圾。

3.城市“硬件”的改善必须从建筑到基础设施，从小区到城市使其“绿色化”，再加上智慧城市这个“软件”，通过“中西医调治”，才能达到治理“城市病”、扩大内需这样具有双重效应的目标。

4.深度城镇化，要求治理的策略扩大到城市群以及城乡范围，才能奏效。

第7篇：海绵城市的定义范文

创意地理教具的目的：在课堂上使用创意教具，首要目的是将知识点通过更简单的模型模具来直观表达，让学生在更短的时间内明白难以理解的知识点；第二个重要目的是通过创意教具来活跃整个课堂，培养学生对地理课的兴趣，让他们能在玩中学，在学中乐，从而促进学生学习；最后就是在有条件的情况下，让学生自主参与教具的制作，这样能够极大地培养学生动手动脑的能力，并能让他们和教师一起参与，从而拉近了师生距离，使得课堂更加活跃。

二、地理教学创意教具的案例探索

六年的地理教学探索，对于创意教具的使用也有几点心得，笔者通过教学中实际运用的几个教具案例和大家探讨分析。

1.经线及经度的划分———三个半圆形纸片的使用。

湘教版地理七年级上册第二章第一节中的认识地球，是初中生第一次接触到经度及经线的概念，据以往的教学经验，加之对整个学生学习过程的反思，这一节中女生很难理解整个地球空间知识体系。针对学生理解的难度，笔者设计了一个简单的三个半圆状的纸片，分别引导学生来理解几个概念，分别让学生理解经线的概念，再通过圆片的夹角产生让学生明白经度的产生过程，从而让学生更直观地认识经线及经度的基本定义特点。

2.创意经纬网的课堂体验———以行列作为经纬网。

经纬网是初中阶段学生最难理解的知识，经纬网的教学一直是地理教师深刻挖掘的一个方面，为了更好地活跃课堂，经纬网的教学中，以学生刚来不了解作为课堂基本导入，并设定特定排和特定组分别作为赤道与本组子午线，根据教室里面的课桌分布，设定几个特定经度与纬度。授课时说一个经纬度，请该同学站起来，并且让其说出一个经纬度依次传递下去，这样在教室里就形成了一个局部的经纬网，每个学生就对应一个点，从而衍生到整个经纬网的讲授过程。这样，整个课堂上每个学生都有事情做，每个人都是学习的主人，课堂怎能不生动活泼呢？

3.天气与气候教学———学生自主制作天气符号。

本课堂以中央电视台的天气预报作为一个基本导入，让学生知道天气预报的播报过程，上课过程中，拿出课前用彩色卡纸制作了一套表示天气符号和风向风级符号的卡片，许多符号可以制作在一起，制作成一个复合型的卡片，例如天气符号晴，多云，阴，小雨，中雨，大雨，暴雨，雨夹雪，表示风向和风级的符号2~6级可以制作在一张上，8~12级可以制作在一张上。最后设计一个小游戏，利用这些卡片来做一些小游戏，例如利用这些符号让学生模仿天气预报员来向同学播报几个城市的天气情况。

4.再也不是难懂的等高线地形图———野外教学+自主制作等高线模型。

等高线地形图是学生在初中接触经纬网后再次接触到的知识性难点，对于等高线的判读是初中生较为难懂的地方，如何能够在短时间内更好地看懂和理解等高线地形图，是目前教学过程中重点探索的。本课堂设计，首先初步讲解各种等高线基本判读，特别是在平面图上通过等高线的曲线变化，让学生建立立体概念并进行空间定位；在讲解之后带领学生去野外对于实际空间形象有一个基本的认识。关于等高线地形的制作，制作过程中使用的原料有彩纸板、海绵胶、泡沫板，工具有剪刀、裁纸刀。用不同颜色的纸板代表不同的海拔高度。用泡沫和彩纸板制作成有缓坡、陡坡的山体。山体分为六层。用画板作底板，用海绵胶固定。教学中的使用：底板上有山体模型，向学生说明“这是一座山的模型，山顶的海拔高度为780米”，让学生形成山体的印象。读图认识山地不同部位（山顶、山脊、山谷、鞍部、陡崖）的名称。学生侧视可见山体，俯视则可见清晰的等高线图。观察等高线疏密状况，等高线密集表示坡陡，等高线稀疏表示坡缓。

三、创意教具在未来地理教学的深度思考

根据已知自制学具，利于培养创新型人才，教学不只是知识传递和执行的过程，更是课程创新与开发的过程。创造性学习离不开创新精神和创新能力，创新能力源于观察学生、教学思考、思维想象和解决问题能力的培养、提高。而地理教具或学具的亲手制作，极大地丰富了课堂教学内容，同时也给了学生一个充分展示自我的广阔空间，做要靠想来指导，想要靠做来证明。

首先，创意教具更应该体现培养学生的动手能力。动手能力的培养、对知识的运用与创新则显得尤为重要。学生通过对地理知识的认知后，倘使能让他们通过自己动手，制作出与此相关的实物学具，让学生在实践中得到锻炼，同时亦能在制作中检验对知识的掌握程度。这样既能丰富学生的课余生活，又能增进学生的学习兴趣，使个性特长和能力得到充分的发挥。

其次，创意教具应当是以地理实体化、地图化呈现，将教具作为重要媒介，将教具的功能发挥到极致，成为地理教学的主打阵营，丰富了课堂教学信息。在教学过程中，只有师生共同协作设计教具，才能够更好地呈现地理知识。教学过程中通过创意教具以视觉的、数字的或触觉的方式表现地理信息。不管是什么样的创意教具，它的基本功能都有两个核心：辅助地理知识的教学，优化难点教学过程；可视化表达地理知识。

再次，在地理教学中，教师都会或多或少地设计地理教学用具，如何通过教具来让学生认识大千世界，构建学生自己的地理知识结构，这是教师在教学过程中需要琢磨设计的，丰富多彩的地理创意教具，在外形上极大地吸引了学生，高效地丰富了地理课堂教学，让学生从干巴巴的文字中跳出来，能高效地调动动学生学习的激情。

第8篇：海绵城市的定义范文

1.1城市化的水文效应研究

综合已有研究,将城市化过程中对区域水循环和水文过程产生的影响以及由此引发的水文现象称为城市化水文效应.从水文过程的本身来看,城市化带来的水文过程效应主要包括:城市降雨过程特征突变、城市耗散强度增大以及城市产汇流过程畸变等.对于城市降雨过程,众多研究表明,城市市区内的降水量显著高于郊区降水量,城市周围降水时空趋势性分布十分明显.其主要原因是城市化对水分和能量收支的影响,这些影响被称之为城市“热岛效应”、“雨岛效应”、城市“干/湿岛效应”等.其中,城市“雨岛效益”和“干/湿岛效应”与城市“热岛效应”密切相关.在城市“热岛效应”方面,Gedzelman等人、Champollion等人、Bottyan和Unger、Nadir基于城区和郊区的气温观测数据分别研究了美国纽约、法国巴黎、匈牙利塞巨(Szged)、苏丹喀土穆等城市的热岛效应,发现纽约城市热岛效应最强,城区和郊区的气温差最高可达8℃.张景哲等人、周淑贞对北京、上海的“热岛效应”做了系统研究.在“热岛效应”定量模拟方面,日本学者Kimura和Takahashi,Toshiaki和Kazuhiro建立了人工热排放(包括汽车尾气、工业废热、人工取暖等)的精细模拟模型,绘制了较为详细的逐日和年际人工热排放变化图.香港城市大学Chan教授建立了考虑热岛效应的城区温度变化修正曲线.在“雨岛效应”方面,黄国如和何泓杰,王栋成等人在济南的研究表明:“雨岛效应”导致城市增雨率约为10%;曹琨等人选取1959~2007年上海市龙华站降水、气温资料及青浦、嘉定降水资料,运用累积曲线、距平统计和相对偏差对比等方法对上海地区降水量进行统计分析,发现“雨岛效应”主要集中于汛期5~10月,市区降水平均年增长率为郊区的1.6倍;目前,在国际上关于“雨岛效应”具有2个基本观点:一是城市化导致城区高强度降水增加;二是城市化及其工业污染产生的气溶胶导致城区降水减少.第一种观点的代表性研究在墨西哥城,Jauregui和Romales通过1941~1985年的数据分析,发现夏季城区“>20mm/h”的高强度降水明显增加,而同时期郊区雨量站的降水没有显著变化.第二种观点的代表性人物是Daniel,他基于NOAAAVHRR数据和历史降水数据分析得出“城市化和工业污染导致区域降水量减少”.这两派观点看似矛盾,实际具有科学上的内在一致性,城区点上极端(高强度)降水增加,是以面上其他区域降水的减少为代价的,因为区域水汽通量条件并没有发生大的变化,“点”上多必然导致“面”上少.在“干/湿岛效应”方面,目前的研究主要集中在对长时期、大范围气象观测资料的对比分析上,Katharine等人基于全球1973~2003年系列5°5°分辨率的逐月地表湿度分布数据分析发现,城市化及其他人类活动导致地表水汽含量(绝对湿度)明显增加.Brown和Degaetano基于美国145个气象站的逐小时湿度数据分析了美国1930~2010年的地表湿度演变趋势,发现绝对湿度普遍增加,相对湿度在城市和郊区表现不一样,东部、中部和西部表现也不一样,大体是东部城市呈现“干岛”,西部城市呈现“湿岛”.顾丽华等人利用4个气象站1961~2005年水汽压、相对湿度的资料,对南京市的城市干岛和湿岛效应进行了全面、细致的研究,发现南京在平均相对湿度和水汽压上表现为明显的干岛效应,随着城市规模的发展,南京城市干岛效应总体为增强的趋势;在浙江丽水和福建厦门,潘娅英等人和张少丽等人的研究也得到了“城市干岛”的结论.在城市蒸散发研究方面,已有研究认为,由于城市化进程使植被、土壤等下垫面条件被不透水硬地面替代,持水下垫面的减少会导致蒸发量的减少.倪广恒和敬书珍基于遥感技术研究了城市蒸散发过程与土地利用/覆盖的响应关系;吴炳方和邵建华基于遥感影响建立了区域蒸腾蒸发量的时空推演方法,该方法在流域大尺度范围内应用较好,但其空间分辨率较低,对城市区的模拟精度受到限制,而且也没有考虑城市人工取用水的蒸发耗散.Qin等人将下垫面分为5类(耕地、城乡居工地、陆生植被区、水生植被区、未利用土地),分别提出了各项ET的理论与计算方法,在城市耗水计算中综合运用了用水定额、耗水系数和水量平衡法.在耗水率计算方面,李彦东认为“工业和生活用水的蒸发耗水率不超过10%”.孟凡贵在博文“制度性干旱”的附文中()测算北京市区工业和生活蒸发耗水仅为133mm,由此推断城市单位面积水耗远比农田小,对水源的贡献远比农田大,这一计算忽略了城市中水回用及复杂的循环转化消耗过程,结果偏小.“制度性干旱”的观点一度引起学术界的争论.中国科学院南京土壤研究所张佳宝研究员()在接受《科学时报》采访时说:“(孟凡贵)之所以能得出一些令人触目惊心的结论,是因为该文在计算各项水资源消耗量时有一些问题”.以上争论从一个侧面反映了学术界和社会公众对蒸发耗水的关注.总体来看,目前城市蒸散发对自然侧、大尺度的研究较多,对考虑城市耗用水过程的综合蒸散发过程的研究还比较少.

1.2城市化伴生的水环境及水生态效应

从历史的发展来看,城市化和工业化往往导致城市环境恶化,生态受到较大破坏.中国目前处于工业化中后期和快速城市化时期,城市环境和生态质量逐渐成为制约社会可持续发展的重要因素.其中,水环境和水生态是城市生态环境体系的重要组成部分.2007年,经济合作与发展组织(OECD)的“中国环境报告”指出,中国在经济迅速发展的同时,环境质量水平大幅度下滑,“与世界上最贫穷的国家近似”.根据中国人民共和国环境保护部《2013中国环境状况公报》,中国已有超过30%的主要河流、70%的湖泊和20%的沿海水域遭到严重污染,尤其是河流流经城市段的污染最为严重.同时,城市区域地下水污染问题不容忽视,地下水水质优良的比例仅占37.3%.水环境和水生态恶化不仅对居民饮用水安全构成威胁,也是城市实现可持续发展,经济稳定增长的绊脚石.因此,近些年来,城市化、工业化伴生的水环境与水生态效应相关研究成为城市水文学领域的热点之一.在城市水环境方面,以水环境承载力研究为着眼点,Zacharof等人,Schütze等人在此基础上提出了水环境纳污能力计算、水环境过程演变模拟等模型和污水处理系统的实施监控方案.水环境纳污计算模型可以定量求解水环境承载力,对城市建设决策,可持续发展提供有力依据.郭怀成和唐剑武以山东临淄为例,建立了该区水环境系统动态预测与决策模型,由模型获得定量化水环境承载力,以研究城市水环境与社会、经济综合协调发展战略及对各协调策略进行评价.崔凤军采用系统研究方法,利用城市水环境承载力指数分析城市水环境,对策略变量做出预测、优化,并利用系统动力学模拟手段进行了实证研究.左其亭等人提出了计算城市水环境承载能力的“控制目标反推模型”(COIM模型),同时以郑州市为应用范例,介绍城市水环境承载能力计算模型应用及水环境调控对策制定.水环境和水质过程演变研究主要从污染物性质,污染事件的过程与方式等方面认识环境恶化与水质劣变过程的演化机理,同时提出相关防治对策.张学勤和曹光杰就城市水质问题提出了节约用水、控制点源和面源污染、加强城市绿地建设、生态修复城市水体等改善城市水环境质量的具体措施.任玉芬等人通过对不同城市下垫面的分析,研究了屋面和路面等不透水面以及绿地3类城市主要下垫面形式的降雨径流污染.Zheng等人通过动态建模方法,研究城市雨水径流多环芳香烃(PAH)的污染评估.Gnecco等人研究了在城市表面的降雨污染,分别调查了屋顶和路面污染情况.结果显示在路面径流中最显著的污染物为溶解形式的Cu,Pb和Zn的重金属;关于屋顶径流,锌浓度是非常高的.Vizintin等人使用结合过程的模型,测定考虑城市水循环的城市冲积含水层地下水污染.在城市水生态方面,相关研究结合城市生态建设管理实践,通过水与其他生态要素的统一分析,为城市生态可持续发展提供决策依据与科学建议.早期的城市生态建设规划主要考虑城市结构、形态设计等,忽视了能源的节约和环境的保护,直到20世纪90年代初,城市水问题、水环境和水生态的研究才逐渐受到重视.Kattel等人认为,城市生态是一个联合的整体,是建筑、土地利用、城市绿地、道路、湿地、栖息地及岛屿等不同的组合聚集在一起形成的,维持城市生态,保障城市可持续发展十分重要.Gbel等人提出了拟自然的城市水文生态管理方法,并评估了这种管理模式下城市地下水的响应规律.王沛芳等人提出了水安全、水环境、水景观、水文化和水经济五位一体的城市水生态系统建设模式.Wang等人研究了青岛崂山区水资源和生态环境的综合管理,对于城市居民区的废水排放,为预防水体富营养化和藻类的营养物质汇集,人工湿地和沿岸水生植物形成了缓冲地带.周文华等人以北京市为例,探讨了城市水生态足迹的内涵和4种典型城市水生态足迹的发展轨迹,提出了基于城市生态需水量的水生态足迹的核算方法.刘武艺等人定义了基于城市水生态系统健康的生态承载力,提出了“基于城市水生态系统健康的生态承载力-压力量化模型”,并根据理论模型设计了计算模型.综上所述,城市水环境与水生态效应研究不单单局限于水资源本身,需要结合城市整体建设规划,考虑经济和社会因素.在水环境治理方面,水环境承载力具备了一定的研究基础,今后主要的研究方向应该侧重于污染物的运移转化,以及污染事件和水质劣变过程机理的认识和模拟等方面.水生态研究作为城市生态建设的重要部分,则紧密结合了经济、社会等各类因素.城市生态需水量、城市生态承载力等研究都已开展.在城市生态建设日益得到重视的情况下,水生态学的研究将以可持续发展为目标,为统筹规划、综合管理提供理论依据.

1.3城市化水文过程机理研究

城市化水文过程机理研究是城市水文研究的另一重要分支,这部分研究可划分为“自然”和“社会”2个方面.“自然”方面重点研究天然降水在城市复杂下垫面上的运动转化和消耗过程;“社会”方面则集中于城市供用水方式和排水过程特征等领域.“自然”方面早期主要关注城市暴雨洪水及市政排水设计等工程问题,中国部分高校为此开设了“城市水利工程”专业.近期关注城市水文内在机理与模拟预测等基础科学问题,包括不同城市下垫面的降雨-径流关系、城市产汇流集成模拟、城市暴雨洪水的源头控制(Perrine等人),代表性成果包括Smith等人,Ragab等人,Amaguchi等人,Naftaly等人,Thomas等人,Yang等人,Ramier等人.研究结果表明,城市化对天然水循环的影响作用主要集中在以下几个方面:

(1)城市化进程改变了天然的下垫面条件,隔断了地表、土壤与地下的水文联系,在一定程度上改变了区域的产汇流特性;

(2)城市化进程破坏了已有的水文格局,改变了原有的水生态系统平衡,对城市生态环境造成一定程度的影响;

(3)城市化进程从整体上改变了城市水文系统的调节能力,增大了城市洪水内涝的发生风险.“社会”方面,已有研究重点关注城市供水安全,研究不同城市单元的用水量及其影响因素以及城市水体水质劣变与驱动机制研究等.Mercedes等人对巴塞罗那居住区游泳池的用水量进行了分析,发现城市游泳池的用水约占了总用水量的10%,富人区游泳池相对较多,人均用水量也更高一些.Rachelle等人通过澳大利亚金海岸城132个家庭的用水观测和行为分析,研究了有无节水意识对最终生活用水量的影响.Peter和Denny对澳大利亚布里斯班城市资源消耗(水资源、能源、住房)的决定因素的半定量分析表明,用水量的决定因素主要取决于收入水平,个人节水意识对片区用水量的影响较小.Angela和Thomas研究了西班牙马洛卡旅游度假区的用水量,指出高端旅游度假区人均用水量最高,其原因之一就是其私家花园的用水量占到了夏天总用水量的70%,大众旅游度假区的花园用水量占30%,城市居住区约占20%.刘家宏等人、左其亭剖析了中国城市生活用水指标的演变机理,建立了考虑气候、经济发展水平等因素的城市生活用水指标计算模型.城市水质劣变和污染负荷驱动机制是“社会”侧的新的研究热点.Chebbo和Gromaire通过法国巴黎一个名叫“LeMarais”的城市试验小区的综合观测,定量分析了下水道系统的污染负荷,分别估计了径流,废污水和下水道的沉积物对总污染负荷的贡献.Campisano等人利用数学建模和实验观测,研究了下水道的冲洗脉冲波对管道沉积物的冲刷效应.李家科等人从机理模型、统计模型和概念模型3个方面进行了归类整理,梳理总结了城市面源污染估算的主要方法和模型,系统地阐述了城市地表径流污染的过程机理与描述方案.

1.4城市水文过程模拟模型

城市水文过程模拟模型研究主要集中在城市产汇流与暴雨内涝过程方面,已有研究认为城市化导致城市产汇流机制和产汇流特性均发生改变.Urbonas等人绘制了城市暴雨径流系数与城市不透水面积比例的相关关系图,表明随着城市下垫面不透水特性的增强城市产流系数迅速增大.Brun和Band研究表明,城市不透水面增加0.1~1倍,产生的地表径流将增加2~5倍.Seth等人在美国对高度城市化流域和自然流域进行对比研究后发现,城市化区域降雨径流峰值要比自然流域高出30%以上,同时,城市化区域径流衰退系数要比自然流域低40%左右.Mark等人和Schmitt等人解析了暴雨洪水时城市表面流和下水管道流量之间的相互作用.我国学者在城市产汇流和洪涝研究领域主要集中在对城市降雨和径流的预报上.许有鹏等人以我国南方城市地区为例,借助“3S”技术平台,对区域径流过程进行了模拟,结论表明快速城市化导致区域不透水率增加,河网滞蓄能力下降,区域径流深度和径流系数增大.由于水文过程的复杂性和不确定性,原型观测的难度较大.随着计算机技术和数学模拟技术的发展,借助区域或者流域水文模型对城市化过程中的水文过程进行模拟越来越受到研究者的重视.Lhomme等人建立了基于GIS的城市地表产汇流模型.Vieux和Bedient用数值方法分析了人口稠密的城市化地区洪水预报的不确定性.Valeo和Ho分析了目前融雪模型的一些问题,建立了以野外实验得到的城市融雪参数为基础的融雪模型,解决了城市地区的融雪问题.Berthier等人用二维数值模型来确定土壤在城市集水区径流的形成中的作用,发现土壤出流的贡献可以占到径流总量的14%.城市水文过程模拟模型基本上可以分为以下几类:

(1)概念性水文模型;

(2)物理性水文模型;

(3)水动力模型.其中,水文模型将城市水循环系统看做一个“黑箱”或者“灰箱”系统,借助输入-输出响应关系或者具有一定物理机理关系的方程来描述系统的水文过程和水循环行为.此类模型结构简单,对输入数据和参数的要求不高,便于普及应用,缺点在于模拟精度受到一定的限制,模拟过程的时空尺度不宜太小.水动力学模型对城市水文过程进行了显式刻画,利用地表水动力学方程,管道流体运动方程等对城市水循环过程进行模拟计算,大大地提高了模拟精度,并且可以显著降低模拟的时间尺度.但是由于建模过程需要大量复杂的输入数据和参数,限制了模型的广泛应用.当前,城市水文和水动力模型层出不穷,但每一种模型都具有其独特的适用范围.这些模型在特定区域和特定工况条件下取得了较好的研究成果.总结来看,SWMM模型、InfoWorks模型和MIKE模型是应用成功的典型.SWMM模型的全称是城市暴雨雨水管理模型(StormWaterManagementModel),是由美国环保局于20世纪70年代初开发的.该模型可以模拟城市区域次降雨径流过程,包括城市地面暴雨径流的过程响应以及在城市排水系统的水力运动过程等.模型问世以来,被广泛地应用于世界各地的城市规划和管理中,在城市暴雨径流预报模拟、污水排放的环境效应分析以及城市雨水污水排水设计等领域均有应用.我国学者针对SWMM模型开展了广泛的应用研究,刘俊和徐向阳利用SWMM模型对天津主城区外环河以内的主要河道进行了建模计算,得到了研究区重要河道断面的流量过程.陈鑫等人对郑州市主城区的暴雨径流过程进行了模拟,并对研究区设计排涝标准和排水重现期进行了分析.InfoWorks模型由英国Wallingford集团负责研发.该模型的最大特点是可以仿真模拟城市水循环过程,对城市管网的水流过程模拟能力比较强大.我国学者近些年来也积极引进该模型.姚宇建立了城市工业园区排水网络模拟模型,仿真模拟城市排水管网的运行性能.张伟分析了城市排水管网的水力特性,并模拟管网水流的沉积规律,为城市管网防淤塞管理提供有力工具.MIKE模型是丹麦水资源及水环境研究所(DHI)的产品.DHI是非政府的国际化组织,基金会组织结构形式,主要致力于水资源及水环境方面的研究,拥有世界上最完善的软件、领先的技术.MIKE模型家族中有一款专为城市水系统量身定做的模拟工具-MIKEURBAN模型,其前身为MIKEMOUSE模().MIKEURBAN是模拟城市排水,污水系统的水文,水力学和水质等集成工程软件,它集成了城市下水系统中的地表流,明渠流,管道流,水质以及泥沙传输等计算模型,具有强大的城市水循环及伴生过程模拟能力.文献检索显示,MIKE系列模型目前在国内已有广泛的应用,但是MIKEURBAN模型的应用还不是很多.随着我国城市化的迅速推进,基于城市水循环调控与城市水生态系统保护修复的需要,MIKE-URBAN模型会有更广阔的应用前景和提升空间.

2城市水文学发展趋势

城市水文研究是通过分析城市化对于降水、城市下垫面产汇流规律、城市暴雨洪水以及供需水、水资源保障、水环境、水生态等方面的影响机制,来实现对城市气候成因分析、洪水预测计算、污染事件防控、景观生态系统建设、雨洪资源化利用等目的.通过以上国内外文献检索可以发现,城市水文学兴起于20世纪80年代,主要开展城市化的水文效应、城市水文机理与模拟等方面的研究.目前学术界对城市热岛效应的研究结论基本一致,对产生“热岛效应”的机理认识也比较清楚.研究手段已从数据对比法(包括城/郊观测数据对比、城区长系列历史数据对比)上升到模型模拟和实验室模拟阶段,建立了一系列能够反演城市“热岛效应”的统计模型、能量平衡模型、数值模型、解析模型和物理模型.目前对城市夏季“雨岛效应”的研究结论基本一致,对“雨岛效应”的产生机理认识也比较统一.但对城市干/湿岛效应的研究结论在不同地区并不一致,这与城市水循环的复杂性、城市所在区域气候背景的差异性,以及水分相变过程与能量平衡(显热/潜热转化)过程的高度契合性密切相关.城市干/湿岛效应与城市蒸散发密切相关,欲从机理上阐释干/湿岛形成的原因,必先弄清城市蒸散发的机制及其各项水分来源.城市水文机理与模拟方面,“自然侧”的降水-产汇流研究比较系统,已建立了包括城市屋面、硬化地面、城市绿地等复杂城市下垫面的降水-蒸发-径流定量模拟模型.“社会侧”的用水规律和需求预测研究也比较多,剖析了收入水平、节水意识、生活习惯等因素对城市用水量的影响,建立了考虑气候、经济发展水平等因素的城市生活用水指标计算模型.对城市人工取用水的耗水机理研究较少,在城市综合耗水强度“是高还是低”的定性认识上还存在激烈争论.目前对工业、生活及城市景观生态用水消耗的定量计算做了一些探索,定量方法主要是经验性的耗水系数法,尚没有建立具有物理机制的城市用水蒸发耗散模型.从城市化的发展趋势、水资源消耗的空间分布,以及城市化对水分收支影响等关键科学问题来看,城市综合耗水的内在机理研究将是现代城市水文学研究的前沿和热点,该方面研究获得的城市蒸发耗水的定量计算成果,可以建立水分相变过程(蒸发)的能量吸收(潜热)与气温(显热)的关系模型,从而架起城市蒸发耗水与能量收支之间的桥梁,为解释不同地区、不同季节、不同湿度条件下城市热岛效应的强弱奠定科学基础.理论上,蒸发耗散强度大(相对于郊区)的城市,其热岛效应弱,反之则强,因为蒸发吸收显热,对温度升高具有抑制作用.在应用方面,随着城市内涝问题的日益凸显,城市建成区短历时暴雨洪水的精细模拟预测、城市水文极值事件的定量描述、“海绵型”社区建设(低影响社区)模式及其水文响应规律等也是城市水文研究重要方向.城市水文学理论的发展过程中还存在很多问题需要解决,目前国内在机理和模型上的研究还要朝以下几个方面努力:首先,要重视水文效应机理研究.之前诸多研究结果表明:城市水文效应存在明显的区域性,不同地区存在不同的水文现象.把握城市水文效应的规律性并开发定量模拟模型是今后工作的重点.如城市暴雨产流过程的时空精细化模拟,重点要探究城市“雨岛效应”、“干湿岛效应”对城市局部气候的定量化影响,提高降雨预报精度和预见期.其次,要发展多学科交叉及应用研究.做好城市水文学研究必须涉及多个领域、学科的交叉合作,城市水文研究不仅与大气科学密切相关,还与环境科学、生态学及社会科学、城市规划等学科领域相互关联,只有协调好学科间的相互关系,领域之间互相合作,才能更好地认识和理解城市水文效应机制.最后,要把握好气候变化对城市水文过程的响应.全球变暖已经成为科学界不争的事实,诸多学者认为全球变暖现象对于城市水文过程及水生态系统存在一定的影响,相对于其他系统而言,城市系统对于气候变化的影响更加脆弱,因此分析气候变化对于城市水文过程的影响十分必要.

3结论与展望

城市水文学是水文学的一个重要分支,20世纪80年代正式独立成为一门学科,早期重点关注城市排水工程设计等水文计算问题.21世纪以来,随着城市化进程的加快,城市水文学面临的问题更趋复杂,学科研究领域逐渐拓宽,囊括了城市化伴生的水环境与水生态效应、城市水文过程机理解析和过程模拟等内容.近30年来,城市水文学在城市水文与伴生过程模拟、城市水资源配置与高效利用、城市防洪减灾等方面取得了丰硕成果,基本形成了一套完整的机理、模型和实验观测方法.但是,目前城市水文学还有诸多问题存在争议.随着气候变化和城市化进程的推进,这些问题逐渐受到广泛关注.

(1)城市区域局部气候变化与极端天气事件频发问题.目前,城市区域的“热岛效应”、“干岛效应”和“湿岛效应”受到学界广泛认可,但上述效应的产生机理以及定量表征方法研究还很不充分.

(2)受到气候变化和强人类活动干扰影响,城市水文要素和自然流域相比发生了深刻变化.其中,城市区域的综合耗水强度和蒸散发量显著升高.认识城市高耗水过程机理,实施ET耗水管理,控制城市高耗水对促进区域真实节水具有重要作用.