基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟-杨帆.pdf

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1、自然资源学报，2017，32(7)：11581169Journal of Natural Resourceshttp：wwwjaccnDOI：1011849zrzyXb20160718基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟杨帆1，徐建刚扩，林蔚1(1南京大学地理与海洋科学学院，南京210023；2南京大学建筑与城市规划学院，南京210093)摘要：低影响开发措施是解决城市内涝问题的重要途径。为评估其对城市内涝的防控效果，论文以福建省长汀县县城为研究案例，提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施方案，利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟，并通过验证发现

2、元胞自动机模型可有效模拟城市内涝过程。对比低影响开发改造前后的内涝情况，结果显示：1)低影响开发措施能使内涝积水总量削减超过50，暴雨重现期越长对内涝现象的削弱效果越低；2)通过分析改造前后内涝积水区的空间格局及变化特征，可见大部分内涝积水区在改造后积水削减幅度较大，卧龙山北部及汀江干流左岸的积水区内涝情况改善幅度较小；3)低影响开发改造削减效果最好的为积水深度低于02 m的区域，其次为积水深度高于05 m的区域，对积水深度处于0205 m的区域削减效果并不明显。研究表明低影响开发措施可有效控制城市的内涝灾害。关键词：元胞自动机；低影响开发；内涝模拟；海绵城市；长汀中图分类号：P3339 文献

3、标志码：A 文章编号：10003037(2017)07115812随着快速城市化进程的推进，城市不透水面迅速增多对城市原有水文循环造成破坏，加之极端天气频发u，“逢雨必涝”已成为城市的常态之一。频发的内涝灾害对城市发展造成严重制约，面对日益严峻的内涝灾害，盲目加大城市排水管网的建设力度、增设排涝泵站等措施难以从根本上解决城市内涝问题。为破解城市内涝、水体污染及水资源紧缺等问题，国家住建部在2014年10月推出了海绵城市建设技术指南低影响开发雨水系统构建(试行)(下文简称指南)口1。其中，低影响开发(Low Impact Development，LID)的核心思想是通过采用多种分散的源头控制措施

4、，维持城市开发前后的水文特征一致p，。基于上述背景，“海绵城市”就是针对雨洪情况下我国城市过多依赖灰色基础设施的现状，用分散、低成本、高效率的低影响开发措施，对城市雨洪从源头、过程等环节进行控制，尽量缓解城市化进程中带来的城市内涝、生态退化等一系列问题。针对低影响开发措施的排水效率问题，已有部分学者开展相关评估研究，如李研以浙江省嘉兴市蒋水港为例，评估了城市雨水LID设施对削减径流量的潜力H，；何爽等以某小区为例模拟了不同低影响开发措施下的雨洪控制利用效果”，；陈韬等基于iTree模型分析雨水径流总量、污染物负荷的变化，评估低影响开发的应用效果陋1。然而目前有关低影响收稿日期：201607一0

5、6；修订日期：20161223。基金项目：国家自然科学基金项目(51278239)。Fo岫dation item：National Natural science Foundation ofchina，No51278239第一作者简介：杨帆(1991一)，男，广东清远人，硕士研究生，主要从事地理建模与地理数据挖掘研究。Email：ficush163com+通信作者简介：徐建刚(1960一)，男，江苏涟水人，教授，博士生导师，主要从事城市与区域规划、数字城市与规划研究。Email：xj9129sinacom万方数据7期 杨帆等：基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟 1159开发措施的

6、评估大多从径流总量控制、水污染控制人手，研究区域尺度相对偏小，多为城市居住小区或乡镇建成区，欠缺大尺度内涝灾害的研究。从保障城市不受内涝灾害威胁的要求出发，低影响开发措施能在多大程度上减缓城市内涝具有很高的研究价值与意义。因此需利用有效的城市洪涝模型，定量评估低影响开发措施对城市内涝的改造效果。目前，城市洪涝模型大致可分为水文模型、水力学模型与简化模型【7，。水文模型将城市流域划分为多个汇水子区，运用回归模型或经验公式计算产汇流过程哺，其中swMM(stoHIl water Management Model)是代表性模型【9】。然而swMM模型对于地下管网参数要求高，目前我国多数城市缺乏非常准

7、确、详细的地下管网资料，此外swMM模型对计算单元进行概化处理，无法考虑非节点处积水深度变化等的洪涝动态过程，因而在实践应用时存在一定局限性。相比水文模型，水力学模型有着更好的准确性，该类模型把空间划分成网格，基于水流运动的偏微分方程计算相邻网格间的水量交互”们。然而水力学模型求解过程中的复杂性极大地降低了运算效率n”。同时，水力学模型对数据亦有较高的要求，节点位置、管道连接、河道形态等数据在我国许多城市缺失严重。因此，城市内涝模拟评估需要一种对数据要求较低、建模难度不高、计算相对简便的模型。作为复杂系统建模的有效方法，元胞自动机(cellular Automata，cA)模型早已被引入地理学

8、研究中，在土地利用变化模拟等领域已经得到广泛的应用。使用元胞自动机构建水文模型成为近年来新的研究热点，出现包括模拟网状河流”、模拟河道水流蔓延n、泛洪区河流【14，等方面的研究，但主要局限于自然流域的模拟【l”，针对大尺度城市区域的元胞自动机水文建模尚相对少见”“”。元胞自动机模型将区域划分为规整的元胞网格，基于统一的方程(大多为圣维南方程的简化方程n”)计算元胞间流量。相对于水文模型与水力学模型，基于元胞自动机的城市洪涝模拟对数据需求度较低，主要需求精度较高的地形数据，适合于下垫面复杂的城市区域。在建模机制方面，基于元胞自动机的城市洪涝模拟模型相对简单，能够模拟径流的时空过程。在考虑城市复杂

9、下垫面条件和排水管网的基础上，通过定义元胞及其转换规则，基于元胞自动机的城市洪涝模拟模型结合水文水力学公式、实测降雨和不同地表覆被的相关参数，可简便、有效地对城市地表产汇流的复杂过程进行模拟，及对强降雨条件下城市地表积水深度、径流量进行预测。福建省长汀县是典型的山地城市，位于中亚热带季风气候区，受到地形与气候的双重影响，雨洪灾害频发。长汀县城坐落于山间盆地，建筑和人口高度集中，一旦发生洪涝灾害损失巨大。由于长汀县基础设施建设水平相对滞后，管网普遍存在淤积、老旧等现象，往往无法发挥有效作用。此外与我国许多中小城市一样，长汀排水管网资料相对缺乏，难以通过传统的水文模型及水力学模型等有效建模。因此本

10、文以长汀县城为案例区，为评估低影响开发措施对内涝改造效果，根据实际情况提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施。针对案例区基础管网资料匮乏的现状及低影响开发措施评估的需要，利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟，并根据洪痕调查验证模型结果，对比低影响开发改造前后的内涝情况，以评估低影响开发措施的效果。l研究区域与数据来源本文以福建省长汀县城区作为研究区域，研究数据资料包括1：10 000高精度数字高万方数据自然资源学报 32卷程模型(DEM)、土地利用现状及规划图、Google卫星遥感图像、土壤类型分布图、降雨资料以及现场调查资料。其中经补充堤坝等人工设施要素的

11、DEM来源于福建省基础地理信息中心，土地利用现状及土壤类型来源于长汀县国土局，降雨资料来源于长汀县气象局。通过对高精度DEM作水文分析划分汇水区，基于自然流域边界确定研究范围(图1)，研究范围包括县城汀州镇及邻近的大同镇部分地区，面积共计1977 km2，其中自然水体面积057km2，包括汀江干流及汇人汀江的支流郑坊河、七里河及西河等。2研究方法与低影响开发改造方案帮 花坊翔，r河 乙NA卧龙山玎 冱垂 、手 沙 、七西 一广望 河流厂、气爿? 长汀县政府阿 ， 现状建筑南声戋。口嘉篓翁地。、。L_j自然水体訇l研究范围示意厣Fig 1 The study are821 SCS产流模型采用美国

12、农业部土壤保持局(soil conservations service，scs)提出的被广泛应用的SCS产流模型1”，对研究范围内的降雨产流采用分布式结果进行模拟。根据SCS产流模型，初损与潜在人渗量s呈良好的线性关系，实际应用中其比率一般取A=o2，模型如下： p：J缫(P02D(1)Q21孓丽uuzoJ (1)l o (P。其中：三为将研究区域离散化的规则元胞集合，本模型采用与数字高程模型结构一致的规则格网元胞，正方形元胞边长d为5 m。为冯诺依曼邻域关系，即元胞下一刻的状态由本身及相邻元胞的状态共同决定，在任何指定时间每个元胞都能够与周围的元胞有水流交换，此处采用Moore邻表2研究区域

13、中等湿润程度下的C值Table 2 The Cvalue of stIldy area lulder moderate wet血g condition域，即中心元胞下一刻状态由周围8个方向上的元胞和中心元胞自身决定。P是用来描述转换功能和元胞状态的元胞自动机模型参数的限定集，包括：1)全局参数，如元胞大小d、时间步长f；2)各元胞不会随时间发生改变的静态参数，如高程和曼宁糙率系数；3)可能会随着模拟过程进行更新的动态参数，如降雨量、水深、水位高程等。R表示决定一个元胞到另一个元胞流向的转换规则u 61。在内涝元胞自动机模型中，汇流计算通过中心元胞向邻域元胞进行水量分配实现，此过程中需要确定水流

14、方向和流量。水流方向由中心元胞与邻域元胞水位高程(水深与地面高程之和)之间的关系确定，基本规则如下：1)若中心元胞水位高程低于所有邻域水位高程，则不进行水量分配；2)若存在水位高程低于中心元胞的邻域元胞，则选择与中心元胞水位高程落差最大的邻域元胞作为下游元胞。在单位时间步长f内，可通过曼宁公式计算中心元胞向下游邻域元胞分配的水量：矿=俨172肋 (5)E=矿Sf=而573172d，z (6)式中：矿为水流速度；五为水深；，为坡度；，z为曼宁粗糙系数；E为交换水量；s为水断面面积；d为元胞边长。在水量分配时存在着两个约束性条件：1)中心元胞分配给下游元胞的水量不高于自身水量；2)分配过程中中心元

15、胞水位高程与下游元胞水位高程平齐时，水量分配停止。因研究区现状管网资料匮乏，排水系统不完善且现状淤塞严重，在内涝灾害发生时往往无法具备实际的排水能力，因此模型在针对研究区的实证研究中未将管网因素考虑在内。基于ArcGIs平台用Python语言编写核心模块，实现内涝元胞自动机的模拟，在每次循环中，根据scs模型计算各元胞在循环周期内的产流量，并分配至各元胞的水深。23低影响开发改造方案根据研究区自然特征与用地类型的条件，参照指南低影响开发措施的设置原则，研究区应以控制径流峰值流量为主要目标，控制径流总量与污染为辅助目标。研究区域内，城区的砂壤土具有良好的透水性与较浅的地下水位，适宜开展以渗透功能

16、为主万方数据自然资源学报 32卷的低影响开发措施，如下凹式绿地、透水铺装等。结合低影响开发措施对空间的需求，在长汀老城区宜采用分散布置的方式，新城区建设用地可考虑采用部分处置方式集中的低影响开发措施。因此认为适宜在研究区域开展的低影响开发措施包括：透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等。通过低影响开发措施带来的高程、C值、糙率等参数的改变，反映其对产汇流过程的影响。231城市绿地及下凹式绿地城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分，其雨水径流调蓄效应可使得尽可能多的雨水得以下渗，较好地发挥绿地在城市水文生态循环中的作用。长汀建成区范围内2014年的绿地率只有6，作为省级园林县城，长汀2030年绿地率将达

17、到16。通过时cGIS平台将规划新增绿地落到空间上，并将各类用地的规划绿地率提升至总体规划规定的相应绿地率标准，作为低影响开发措施改造后的方案。城市绿地对城市内涝模型参数的影响，主要反映在因用地性质改变及建设用地绿地率的改变而带来的产流模型中的C值改变上。下凹式绿地利用下凹空间充分蓄积雨水，显著增加了雨水下渗时间，具有蓄渗雨水、削减洪峰流量、减轻地表径流污染等优点。目前研究区内的下凹式绿地(雨水渗蓄型绿地)尚不多见，在已有绿地改造和新增绿地建设时可以考虑采用下凹式绿地。下凹式绿地能够汇集周围道路、建筑物等区域产生的雨水径流，通过水文分析选择研究区内汇流量相对较大、且有条件布置下凹式绿地的地区作

18、为改造区域，合计改造面积5769hm2。根据相应规范及类似的案例研究，下凹式绿地深度宜制定为50 cm，合计容积288 45149 m3。下凹式绿地对城市内涝模型参数的影响，通过在数字高程模型上扣减相应的深度而实现。232透水铺装透水铺装适用区域广且施工方便，相对于建成区的不透水面，透水铺装可以增大雨水的人渗量，使城市地表径流系数减小，从而使城市降雨径流总量减少。透水铺装要求透水性较好的土壤，因此其潜在建设区域为土壤类型为砂壤土的区域。规划在土壤类型为砂壤土的工业用地、二类居住用地、公共管理和服务用地上进行透水铺装改造，可改造面积比例对应各类用地扣除建筑密度及绿地率所剩余的部分，合计改造面积4

19、509hm2。参考前人研究及相关案例，透水铺装对产流的削减比例为50。透水铺装对城市内涝模型参数的影响，通过制定布置透水铺装处相应的产流量削减比例而实现。233雨水罐雨水罐也称雨水桶，为地上或地下封闭式的简易雨水集蓄利用设施，多适用于单体建筑屋面的收集利用。雨水罐安装方便，易于维护，适用范围广，尤其适用于用地密度极高的城市中心区域，其与屋顶落水管直接连接，用于拦截、存储由建筑屋顶产生、排放的雨水。经研究认为雨水罐适合布置于住宅建筑上，由于研究区内一类居住用地数量稀少，三类居住用地多以老式建筑为主，不利于雨水罐系统的布置与雨水收集，因此规划在研究区内以新建小区为主的二类居住用地上布置雨水罐，收集

20、落在二类居住用地上建筑的降雨，收集雨水面积对应于二类居住用地面积与相应建筑密度的乘积。因此，假设参与布置雨水罐的二类居住建筑比例为30，则规划雨水罐收集面积为2002 hm2。雨水罐对城市内涝模型参数的影响，通过扣除布置有雨水罐的二类居住建筑上的降雨产流而实现。万方数据7期 杨帆等：基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟3模拟结果31模型模拟效果验证为验证元胞自动机模型的模拟效果，采用近年来研究区最严重的2015年5月19日洪涝进行验证，当日长汀城区总降雨量达584 mm，上游洪峰量级达10 a一遇，凌晨起城区及上游流域出现的强降雨，致使城区多个地区出现较严重的积水情况。利用研究区内

21、长汀县气象局辖下大同镇红卫村气象站(属国家基本气象站)2015年5月19日0：00至16：00的逐小时降雨量数据，并根据前5 d累积雨量将土壤前期湿度设定为中等湿润程度，进行产流计算及元胞自动机模型的逐时模拟。元胞自动机模型输人数据包括时段内逐小时降雨数据，及研究范围内DEM、cf值与地表糙率。当时长汀城区还遭受了上游洪水的冲击，为确保模型的真实性，根据对应洪水重现期的水面线成果(源于长汀县水文局编制的长汀县“一江两岸”景观修复工程防洪评价)，通过线性插值得汀江干流断面间水位高程，并为汀江干道上的元胞分配对应水位高程的水深，实现外江洪水的模拟。同时通过现场调查、拍照记录与群众访谈等形式，对研究

22、区内一批受灾较严重的内涝点的最大淹没水深情况进行洪痕调研，并抽取模型模拟结果中对应点的模拟最大淹没水深，与实际调研情况对比(表3)。表3内涝调研点模拟结果7Iable 3 Simulation result of inVestigate points内涝调研点 嘉淹没水瓷 蝴研点 嘉凇水篱慈乌桥桥边 0t304 O78 汀江巷732号 O4O5 035马屋桥二路内片 0102 O17 中心坝柏区路1一07号 O5O6 O65马屋桥二路外片 OO加1 O28 中心坝松区路813号 OO加1 O09惠吉门杨柳巷 05o6 O55 中心坝松区路碑处 O8o9 085梅林路中段 O3O4 034 烟草

23、大酒店附近 10 O92桥下坝新世界大酒店 0607 05 1 江滨路亭对面 081O O64水东江边市场 0OoI O12 江滨路坝园新村 01o3 013模拟结果表明，各内涝调研点内涝深度与本文模型模拟的最大水深结果基本上吻合，部分内涝调研点的模拟水深与实际水深存在偏离，可能原因是离汀江干流距离较近、受外江水位高程准确性影响较大。模拟结果说明本文提出的模型基本满足内涝预测要求，可用于不同降雨情景下内涝灾害的模拟与低影响开发措施对内涝灾害影响的评估。32情景对比将土壤前期湿度设定为中等湿润程度，利用scs分布式产流模型，计算不同重现期暴雨强度情景下l h设计暴雨造成的产流，基于此，利用元胞自

24、动机模型模拟设计暴雨引致的研究区内涝灾害情况，并对比低影响开发措施落实前后的模拟结果。首先计算各情景下研究区内涝积水总量(不包括下凹式绿地所蓄滞的水量)及对应平均积水深度(表4)。结果表明：不同重现期暴雨情景下，低影响开发措施均能使研究区内涝积水总量、平均积水深度削减超过50，低影响开发措施对于城市内涝防控具有一定的效果。从削减幅度来看，重现期越长的暴雨情景下，低影响开发措施对内涝现象的削弱效果越低。正万方数据自然资源学报 32卷表4低影响开发改造前后积水总量对比Table 4 Comparison ofwater-1099ing amount before aIld a舭r LID meas

25、ures如指南指出，低影响开发措施对中、小降雨事件峰值削减效果较好，对特大暴雨事件削减幅度较低，本模型结果亦验证了低影响开发措施对内涝积水的削减效果会随重现期的增长而有所降低。低影响开发措施落实前后，在不同重现期的降雨情景下，通过元胞自动机模型模拟的淹没水深空间分布如图2所示。以积水深度大于O05 m的区域作为内涝积水区，研究区内主要的内涝积水区及低影响开发改造对积水深度的削减比例空间分布状况如图3所示。由图2可见，在低影响开发改造前，内涝积水区主要包括以下3类：1)沿汀江干流及金沙河两岸的地势较低洼的地区，呈狭条型分布，包括汀江干流与金沙河之间的中心坝地区，因地形原因积水深度往往大于05 m

26、；2)沿郑坊河右岸地区、沿西河两岸地区，基本呈条带状分布，积水深度一般处于0105 m之间；3)研究范围内散布的连片积水地区，除卧龙山北部的连片积水地区深度存在大于05 m的区域外，其余积水深度往往不大。随着设计暴雨强度的增大，内涝积水区范围不断扩大。对比不同重现期降雨情景下低影响开发改造前后不同深度积水区的面积(表5)，可见：1)随着重现期的增加，低影响开发改造对积水区面积的削减比例越低，与前述分析结论基本一致；2)低影响开发改造削减效果最好的为积水深度处于o05O1 m的区域，其次为积水深度大于05 m的区域与积水深度处于0102 m的区域，对积水深度处于0205 m区域的削减效果并不明显

27、。由图2与图3可见，在低影响开发改造后，各重现期暴雨情景下内涝积水区呈现的变化大体存在如下规律：1)沿郑坊河右岸、西河两岸及古城惠吉门一带的积水区均基本消失；2)黄屋村一带、恒鑫工业园一带等连片积水区面积及深度亦呈显著减少，其中大部分地区的积水深度削减比例高于40；3)位于卧龙山北部及西部的连片积水地区，低影响开发改造前后变化并不明显，究其原因，该连片积水地区地势低洼且积水难以外排，主要因承接卧龙山的降雨产流而形成，卧龙山作为长汀城区内的自然山体，基本不具备低影响开发措施的改造空间；4)位于汀江干流城区段左岸(包括中心坝及金沙河两岸)的积水地区，低影响开发前后变化亦不明显，主要原因为汇水区内低

28、影响开发措施较少且承接附近山体的产流。由上述分析可见，低影响开发措施的改造对后两类区域的连片积水地区内涝情况改善幅度较小，故需要在规划中注重加强补充排水管网等市政基础措施。万方数据7期 杨帆等：基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟 1165罔2低影响开发改造前后淹没水深对比Fig 2 Compa rison of water一1099ing depth before and after LID measures重现期：10 a0 1 kmI一图例：研究范围自然水体淹没水深m辫嚣O50重现期：50 a0 1 mI一图例研究范围自然水体淹没水深m翻lO50重现期：100 aO 1 km

29、I一图例二研究范围自然水体淹没水深m蹈孩O 50万方数据自然资源学报 32卷内涝片区01：新民社区一带02：长汀客运两站一带03：西河两岸沿岸地区04：七里河两岸沿岸地区05：青云巷以南一带06：惠吉门一带07：汀江右岸东大街段08：中心坝中南部09：金沙河左岸地区1 0：汀江左岸梅林路段11：汀江右岸罗坊段12：长汀二中以南一带13：南寨广场一带14：苍玉大街一带15：黄屋村一带16：郑坊河右岸地区17：恒鑫工业园一带18：红卫村以北一带1 9：汀江右岸红卫村段20：中城投广场一带NA0 l kmIJ图例r研究范围范围内水体削减效果二804结论重现期：50 a重现期：】Oa重现期：100 a

30、罔3 内涝秽水区分布及低影响开发改造对积水深度的削减效果Fig3 Distribution of water一1099ing area and reduction efkct of LID measures在快速城市化背景下，城市内涝灾害愈演愈烈，低影响开发措施是解决城市内涝问题的重要途径。然而传统的水文模型、水力学模型等洪涝模型通常包括管网汇流计算模块，在许多管网数据匮乏的中小城市难以有效施用。同时对于部分中小城市，由于排水管网老旧导致淤塞现象严重，因而难以发挥有效作用。因此，需要引入不依赖于排水管网数据的城市洪涝模型，以评估低影响开发措施对城市内涝的防控效果。本文以福建省长汀县县城为研究案

31、例地区，针对实际情况提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施方案，通过sCS产流模型计算不同重现期降雨情景下产流的基础表5低影响开发改造前后积水区面积对比Thble 5 Comparison of wate卜logging areabefore and aRer LID measures，如一r，万方数据7期 杨帆等：基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟 1167上，利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟，并根据洪痕调查对模型进行了验证，在此基础上对比低影响开发改造前后的内涝情况，主要得出以下结论：1)不同重现期暴雨情景下，低影响开发措施均能使研究区

32、内涝积水总量与平均积水深度削减超过50，从削减幅度来看，重现期越长的暴雨情景下，低影响开发措施对内涝现象的削弱效果越低。2)分析了低影响开发措施改造前后，内涝积水区的空间格局及其变化特征，发现大部分内涝积水区在低影响开发改造后积水削减幅度较大，卧龙山北部及汀江干流左岸的积水区则因主要承接附近山体产流，内涝情况改善幅度较小，需加强补充排水管网等基础设施。3)随着重现期的增加，低影响开发改造对积水区面积的削减比例降低。低影响开发改造削减效果最好的为积水深度低于o2 m的区域，其次为积水深度高于05 m的区域，对积水深度处于0205 m区域的削减效果并不明显。通过本研究可发现，低影响开发措施对于削减

33、城市内涝灾害具备较显著的效果，对于以承接城市建成区产流为主，或内涝积水深度较浅的地区内涝削减幅度较高，可作为排水管网等工程设施的有效补充；同时研究表明，在城市的复杂下垫面情景下，元胞自动机对于城市内涝的模拟具有一定的实用价值，有助于在类似的管网资料缺乏地区的城市内涝模拟中发挥作用。本研究还有不少有待改进之处：如在研究区域尺度较大的情况下，元胞自动机模型运算效率有待进一步提升，可考虑并行计算等解决方法；此外，可针对改造模拟结果，对低影响开发措施的规划方案作进一步优化。参考文献(References)：【1徐光来，许有鹏，徐宏亮城市化水文效应研究进展【J自然资源学报，2010，25(12)：217

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38、2016，34(3)：6一107】 zHANG S，PAN BAn man sto姗一inllIldation simulation methodbased on GISJJo哪al ofHy出olo戥2014，517：260268【8】胡伟贤，何文华，黄国如，等城市雨洪模拟技术研究进展【J】水科学进展，2010，21(1)：137144【HU w x，HE w H，万方数据1168 自然资源学报 32卷HUANG G R，et a1Review ofurban stom water simulation tecllniquesAdvances in W缸er Science，2010，2l(

39、1)：137-144【9】R0ssMAN L AModeling 10w impact devel叩mem altematives with swMMJJo啪al of water ManagementModeling，2010，doi：1014796，礓dMR236-1110刘勇，张韶月，柳林，等智慧城市视角下城市洪涝模拟研究综述J】地理科学进展，2015，34(4)：494504LIu YzHANG S YLIU L，et a1Research on urban nood simulation：A review丘Dm the smart c时perspectiVeProgress inGe

40、ography2015，34(4)：494504】【1 1HUNTER N M，BATES P D，HoRRITT M S，et a1Simplespatially-distributed models for predicting nood inundation：A reView【JGeomorph0109y，2007，90(3)：20822512PARsONS J A，FONSTAD M AA cellular automata model ofsurface water nowJHydrological Pmcesses，2007，21(16)：2189-219 513】王伟，李欣，陈能

41、成，等利用元胞自动机计算河道槽蓄量J武汉大学学报(信息科学版)，2013，38(2)：235239wANG W，LI x，CHEN N C，et a1Computing river storage based on cellular automataGeomatics and Inf0姗ationScience ofwuhan universi吼2013，38(2)：235239【14】BATES P D，DE ROO A P JA simple raster-based model for flood in咖dation simulationJ】Jo咖al of Hydmlo斟2000，23

42、6(1)：547715汤富平，李满春，秦奋基于cA的小流域分布式降雨径流模拟【J水科学进展，2010，2l(2)：173-1781ANG F P，LI M C，QIN FDistributed rainf甜lmnoff simulating based on cellular automata for small watershedsAdVances in water science，2010，21(2)：17317816】赖泽辉，包世泰，陈顺清，等基于元胞自动机的城市地表积水模拟研究J水土保持通报，2015，35(6)：182186【LAI z H，BAO S T，CHEN S Q，et a

43、1An urban surface nooding modeling based on cellular automataBulIetin of Soiland water Conseation，2015，35(6)：18218617LIu L，LIU Y，wANG x，et a1Developing an effective 2一D urban nood inundation model for city eme略ency management based on cellular automataJ】NatIlmI Hazards&Eanll System Sciences，2014，2(9

44、)：6173-619918BArES P D，HORRITT M S，FEwTRELL T JA simple inenial fornlulation ofthe shallow water equations for emcienttwodimensional nood inundation modellingJJoumal ofHydr0109y2010，387(1)：334519】李军，刘昌明，王中根，等现行普适降水入渗产流模型的比较研究：scs与LcMJ】地理学报，2014，69(7)：926932【LI J，LIU C M，WANG z G，et a1Two咖iversal mno

45、ff yield models：SCS vsLCMActa Geo鲫hica Sinica，2014，69(7)：926-932】20】陈正维，刘兴年，朱波基于scscN模型的紫色土坡地径流预测J】农业工程学报，20 14，30(7)：728 1cHEN zWLIU X N，ZHU BRunofr estiIllation in hillslope cropland of purple soil based on SCSCN modelTransactions ofthe CSAE，2014，30(7)：72-81】万方数据7期 杨帆等：基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟 116

46、9CeUular Automaton Simulation of the Effect of Low ImpactDeVelopment on Urban Water-logging ReductionYANG Fanl，XU JiangaIl92，LIN W：eil(1School ofGeogmphic aIld 0ceallogmphic Sciences，Nanj吨Univers咄N枷ing 210023，ChiIla；2school ofArchitectIlre锄d Urban Planlling，N删ing Univers咄Nanjing 210093，China)Abstrac

47、t：Low IInpact DeVelopment(LID)is an important measure to solVe urban water-logging pmblem1o assess preVention aIld con仃ol effect of LID on urban water_logging，theurban area of Changting Coun够in Fujian ProVince is taken as a case for studyPropermeasures of LID for this area， including porous paVement

48、， low eleVation greenbelt aIldminwater tanks，are proposedThe nlIlofr generation mo(1ule of SCS model and uI-ban water-1099ing model based on Cellular Automaton(CA)model are used for simulation andVerificationResults show that the urban water-1099ing model based on CA can simulate theprocess of urban water_logging efrectiVely under the complex underlying surface s