海綿城市的定義精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的海綿城市的定義主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：海綿城市的定義范文

關(guān)鍵詞：海綿城市建設(shè)、生態(tài)、工程技術(shù)、新概念

2012年，海綿城市這個(gè)概念首次被提出，就引起了不小的反響。海綿城市（LID）指的是城市能夠像海綿一樣，在降水時(shí)，利用一些綠化植物的保水功能和蓄水池等收集雨水，實(shí)現(xiàn)放內(nèi)澇及蓄水抗旱等功能。從而有效緩解城市水資源短缺與城市內(nèi)澇之間的矛盾，并助力于修復(fù)城市水生態(tài)環(huán)境。構(gòu)建海綿城市的經(jīng)濟(jì)效益不可小覷。海綿城市建設(shè)非常注重對天然水系的保護(hù)利用，相比于建設(shè)排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量，海綿城市建設(shè)在勞動力成本上又有了一大突破，調(diào)蓄設(shè)施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體等相結(jié)合，“凈增成本”減少。倘若海綿城市概念能夠得以廣泛實(shí)施，必然是現(xiàn)代社會的一大生態(tài)革命。

一、海綿城市建設(shè)中出現(xiàn)的問題及解決辦法

1新舊觀念的對抗

從資源利用角度來看，不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)城市建設(shè)大都采用“以求應(yīng)供”的模式，導(dǎo)致大量資源的不合理堆滯浪費(fèi)。而海綿城市的建設(shè)模式卻如它的名字一般，有彈性地“以供應(yīng)求”。從根本上與傳統(tǒng)的城市雨洪管理模式區(qū)別開來，也就使得大部分企業(yè)難以適應(yīng)，從而成為海綿城市建設(shè)中的一大阻礙。傳統(tǒng)的城市雨洪管理建設(shè)設(shè)施在社會生活中隨處可見，地面下縱橫交錯(cuò)的下水道正是最好的體現(xiàn)。仔細(xì)想想，我們不難發(fā)現(xiàn)：雨水直接變成了廢水。事實(shí)上，隨著溫室效應(yīng)的加強(qiáng)，全球氣候變暖，水資源的逐步稀缺，雨水——資源回收率及其低的天然水資源，是具有超能的創(chuàng)造力的。不僅僅是經(jīng)濟(jì)上的效益，生態(tài)上帶來的益處簡直是國人的福音。所以，深入貫徹落實(shí)“海綿思想”不失為一個(gè)好方法。海綿思想，即有彈性的思想，以海綿城市為出發(fā)點(diǎn)，不拘泥與時(shí)代，不拘泥于生活。以此逐步構(gòu)建生態(tài)和諧的社會。

2規(guī)?；到y(tǒng)的建立難題

此規(guī)?；到y(tǒng)大抵可以定義為建立在全國各地的完善的雨水濕地、下沉式綠地、植被緩沖等具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市系統(tǒng)和城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。但是就目前來說，大多中小型城市都沒有足夠的資金投入及管理意識，加之很多中小企業(yè)根本沒有能力來試水，前期投入資金的缺乏，相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的不足，市場行情的不確定性都為海綿城市的持續(xù)推進(jìn)構(gòu)成了一種隱形障礙。以生態(tài)文明建設(shè)為中心，從政府出發(fā)，企業(yè)為輔。借鑒于以往的“先富帶動后富”，依舊可以采用“公帶私，大帶小”的管理經(jīng)營策略。正所謂“大樹底下好乘涼”，但是，這并不意味著盲目跟從，在發(fā)展中創(chuàng)新才是根本。

3各領(lǐng)域間的配合問題

生態(tài)建設(shè)的促進(jìn)與利益的分工化及其合理化。隨著社會經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略正在生態(tài)文明建設(shè)道路上顯得越發(fā)不可忽視，而海綿城市這種概念直觀地體現(xiàn)了“循環(huán)”的意義。這是一場傳統(tǒng)與新治的較量，各個(gè)領(lǐng)域。各個(gè)企業(yè)間的合作是必不可少的。然而，海綿城市由于落實(shí)的反差性，在城鄉(xiāng)規(guī)劃具體實(shí)施中不占優(yōu)勢，使它成為了一種單一的概念。國家鼓勵(lì)中小企業(yè)的全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。相關(guān)技術(shù)捐贈、開設(shè)海綿城市專題討研會、項(xiàng)目外包、組織交流溝通等均可以嘗試一番。

二、海綿城市建設(shè)相關(guān)技術(shù)問題及解決辦法

1科技研發(fā)的滯后性

海綿城市建設(shè)在中國是一個(gè)新生事物，現(xiàn)有的雨洪管理經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)利用率不高，從“零”開始研發(fā)，需要大量的實(shí)驗(yàn)積累與經(jīng)驗(yàn)海綿城市建設(shè)及相關(guān)技術(shù)問題分析楊振雷西安市第二市政工程公司陜西西安710075分析，專業(yè)人才的需求量很大，但專業(yè)研發(fā)人才卻很少，以致海綿城市的持續(xù)推進(jìn)受阻。培養(yǎng)人才是關(guān)鍵，可以先從教育界入手，新增大學(xué)生生態(tài)文明建設(shè)之類的專業(yè)，加強(qiáng)對環(huán)境維護(hù)、給排水等專業(yè)的重視，注重實(shí)踐。

2低影響開發(fā)技術(shù)的選擇

一般情況下，規(guī)劃定位的目標(biāo)是海綿城市建設(shè)過程中的關(guān)鍵因素，從徑流峰值控制、徑流污染控制等條件中篩選，開發(fā)出系統(tǒng)海綿體。既是要點(diǎn)，更是難點(diǎn)。因地制宜，分析各個(gè)城市的區(qū)域位置、氣候特點(diǎn)、降雨規(guī)律、水文特點(diǎn)等，作出不同的規(guī)劃定位目標(biāo)，并在此過程中，遵循資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)適用、環(huán)境保護(hù)的原則，合理選擇低影響開發(fā)雨水技術(shù)，例如，針對降水較多的南方城市，側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該在雨水的儲蓄與排放，而較之降水較少的北方城市，側(cè)重點(diǎn)則是雨水的凈化與利用。

3突襲式建設(shè)的挑戰(zhàn)

作為一種新概念，我們可以親切地把海綿城市叫做一個(gè)時(shí)代的衍生物，生態(tài)文明建設(shè)的促進(jìn)與利益的分工化及其合理化一直是一項(xiàng)有意義的挑戰(zhàn)。接納新事物的同時(shí)也就意味著舊模式的沒落，反之，舊模式的正常運(yùn)行，就是新模式最大的阻礙。政府及時(shí)制定出有關(guān)海綿城市的政策已經(jīng)成為刻不容緩的事情，鼓勵(lì)海綿城市的推進(jìn)，出面籌集資金等都行之有效。

海綿城市在我國的生態(tài)文明建設(shè)道路上一抹清泉般驟然沖擊到社會這股浪潮中，是時(shí)代的戰(zhàn)利品，也是時(shí)代的附屬品。在國土、排水、道路、交通等各個(gè)方面都將起著舉足輕重的作用，雖然面臨的挑戰(zhàn)不少。但是，一旦成功覆蓋實(shí)施，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的襯映下，對建設(shè)美麗中國具有非同尋常的意義，也必然會使綠色生態(tài)家園在這個(gè)時(shí)代火樹銀花般精彩綻放。

作者:楊振雷 單位:西安市第二市政工程公司

【參考文獻(xiàn)】

[1]俞孔堅(jiān),李迪華,袁弘,等.“海綿城市”理論與實(shí)踐[J].城市規(guī)劃,2015,39(6):26-36.

第2篇：海綿城市的定義范文

關(guān)鍵詞：海綿城市；重點(diǎn)；機(jī)遇

0 引言

2014年10月，住建部《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》（試行），探索構(gòu)建城市雨水開發(fā)體系，以根治城市內(nèi)澇頑疾。目前，一些省份已經(jīng)開始試點(diǎn)。從實(shí)踐情況看，《指南》的出臺不代表萬事大吉了，城市要告別“城中看?！钡木骄?，還任重道遠(yuǎn)。海綿城市的技術(shù)體系還遠(yuǎn)未建立，實(shí)踐操作還有待細(xì)化，產(chǎn)業(yè)支撐也還沒有創(chuàng)立，也就是說萬里才走了第一步。海綿城市究竟如何從紙上藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)？下面本人結(jié)合多年工作和理論學(xué)習(xí)實(shí)踐，淺談幾點(diǎn)個(gè)人看法，不足之處敬請同行指正。

1 什么是海綿城市？

1.1海綿城市的基本定義

海綿城市比喻城市像海綿一樣，國外稱為低影響開發(fā)（LID），即指遇到有降雨時(shí)城市社區(qū)能夠就地或就近吸收、存蓄、滲透、凈化雨水，補(bǔ)充地下水、調(diào)節(jié)水循環(huán)；在干旱缺水時(shí)有條件將蓄存的水釋放出來，并加以利用，從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”，同時(shí)豐富城市景觀，增強(qiáng)城市生態(tài)功能，讓城市更加宜居。海綿城市技術(shù)將改變傳統(tǒng)的城市建設(shè)技術(shù)路線，降低人類活動對環(huán)境的影響，達(dá)到城市可持續(xù)發(fā)展的目的。

1.2海綿城市對我們傳統(tǒng)城鄉(xiāng)建設(shè)理念的影響

改革開放30多年來，我國城鄉(xiāng)建設(shè)長期處于粗放發(fā)展階段，過度硬化與大拆大建伴隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的全過程。在水與城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系問題上，缺乏系統(tǒng)科學(xué)的研究和安排，使城鄉(xiāng)水生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域逐漸積累了一些深層次的矛盾和問題，城市發(fā)展已面臨諸多窘境。城市內(nèi)澇、城市天坑、熱島效應(yīng)、霧霾等一些城市病態(tài)現(xiàn)象持續(xù)出現(xiàn)，給城鄉(xiāng)居民帶來嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失，社會全員勞動生產(chǎn)率普遍降低，碳排放增加，流域治理能力不足，地表水和地下水水質(zhì)改善進(jìn)展緩慢；城市應(yīng)對極端氣候的能力普遍降低，多地城市備受霧霾襲擾，引發(fā)民眾詬病。在造成嚴(yán)重的城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境問題的同時(shí)，也給經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大阻礙。所以，提出建設(shè)海綿城市理念也是經(jīng)歷了反復(fù)陣痛而達(dá)成的這一成果，得來不易。

1.3海綿城市技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

海綿城市技術(shù)有著廣泛的適用領(lǐng)域，是生態(tài)建設(shè)和生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)技術(shù)，它反映了社會對水資源的可持續(xù)利用與管理，以及對生態(tài)環(huán)境的延續(xù)性的高度關(guān)切。海綿城市技術(shù)最重要的原則就是以社區(qū)（匯水區(qū)）為單元，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)社區(qū)，雨水就地蓄留處理，完成地上地下的循環(huán)。除了水資源利用外，海綿城市技術(shù)在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的實(shí)用性，在社區(qū)生態(tài)、農(nóng)田水利、高速公路和鐵路、大型機(jī)場、重金屬土壤污染、河道治理、農(nóng)田水利等領(lǐng)域都有很好的修復(fù)效果。研究表明，海綿城市技術(shù)也是治理熱島效應(yīng)和霧霾的最佳手段。在石油、燃?xì)夤艿赖纳鷳B(tài)修復(fù)治理領(lǐng)域，也將發(fā)揮重要作用。

2 海綿城市建設(shè)的重點(diǎn)

海綿城市技術(shù)只代表一種技術(shù)體系和方法，而不能代表城市發(fā)展的全部內(nèi)涵。我們要利用海綿城市技術(shù)，達(dá)到城市水資源可持續(xù)利用與管理，最終實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。在推進(jìn)海綿城市建設(shè)時(shí)，我們要從如下幾方面入手：

2.1要扭轉(zhuǎn)觀念，遏制城市無限制硬化趨勢。傳統(tǒng)城市建設(shè)模式，處處是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”設(shè)施來排水，以“快速排除”和“末端集中”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，往往造成逢雨必澇，旱澇急轉(zhuǎn)。海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。在海綿城市建設(shè)過程中，應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復(fù)雜性和長期性。根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，今后城市建設(shè)將強(qiáng)調(diào)優(yōu)先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。根據(jù)財(cái)政部網(wǎng)站消息，我國建設(shè)海綿城市試點(diǎn)工作已經(jīng)展開，首批有16個(gè)城市進(jìn)入試點(diǎn)，按行政區(qū)劃序列排列，他們分別是：遷安、白城、鎮(zhèn)江、嘉興、池州、廈門、萍鄉(xiāng)、濟(jì)南、鶴壁、武漢、常德、南寧、重慶、遂寧、貴安新區(qū)和西咸新區(qū)。

2.2要積極實(shí)施城市生態(tài)修復(fù)。從現(xiàn)在起，試點(diǎn)城市要有步驟地開展城市生態(tài)修復(fù)工作，推進(jìn)截污、控污工程，建立雨水收集和利用系統(tǒng)，開發(fā)、改造城市社區(qū)建筑物、道路、綠化帶、停車場、廣場、公園等公共設(shè)施蓄留雨水的生態(tài)功能。盡可能恢復(fù)城市原有河道、湖塘、溝渠，減弱城市熱島效應(yīng)，提高城市雨水滲透率。重視城市地下管網(wǎng)的普查、檢測和修復(fù)工作，防止城市地質(zhì)災(zāi)害。海綿城市技術(shù)普及以后，原有城市生活污水量會大大減少，雨水進(jìn)入污水管道的情況會逐步改善，污水處理廠處理污水的能力與效益均會提高，污水直排進(jìn)入河道、土壤和地下水的狀況也會得到改善。

2.3要高度重視水資源戰(zhàn)略規(guī)劃，將水資源及生態(tài)環(huán)境規(guī)劃納入城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，支持、鼓勵(lì)公民和社會組織參與和監(jiān)督水生態(tài)規(guī)劃的制定和實(shí)施過程。確立水生態(tài)規(guī)劃在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的基礎(chǔ)地位，充分認(rèn)識和利用水資源的資源功能和生態(tài)功能，注重開發(fā)和保護(hù)水資源在城市發(fā)展進(jìn)程中的歷史文化價(jià)值，培育和引導(dǎo)親水產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

2.4要建立科學(xué)的流域管理行政體制。充分理解一個(gè)城市的發(fā)展與流域上下游地區(qū)發(fā)展之間的內(nèi)在邏輯，任何城市開發(fā)措施都要照顧到本地區(qū)和上下游地區(qū)人民的合理訴求，積極參與流域地區(qū)的環(huán)境與發(fā)展對話，制定流域治理行動計(jì)劃及時(shí)間表。

2.6要兼顧歷史文化和普通居民的利益。建立尊重自然、順應(yīng)自然的低影響開發(fā)模式，保護(hù)原有水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)被破壞水生態(tài)。有關(guān)專家同時(shí)指出：可以把海綿城市與智慧城市結(jié)合起來，把各種各樣的分布式的能源、綠色設(shè)施和海綿設(shè)施協(xié)同起來，促進(jìn)智慧排水、雨水收集、管道檢測以及反應(yīng)和水循環(huán)利用、地表水污染的實(shí)時(shí)監(jiān)測和反應(yīng)、暴雨預(yù)警和水生態(tài)、水系統(tǒng)的智慧應(yīng)對。

2.5要構(gòu)建完備的水資源法律和政策體系。將立法先行與政策配套相結(jié)合，積極開展水生態(tài)法律和政策調(diào)研工作，認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，支持構(gòu)建我國完備的水資源法律和政策體系，立法機(jī)構(gòu)應(yīng)借助水利改革的契機(jī)，率先構(gòu)建流域管理法律法規(guī)體系。

3海綿城市建設(shè)帶來的重大機(jī)遇

海綿城市建設(shè)首先帶來我國綠色技術(shù)創(chuàng)新，我國工程設(shè)計(jì)界長期以來沿用灰色排水方案，造成城鄉(xiāng)社區(qū)大量的硬化地面，生態(tài)環(huán)境受到破壞。實(shí)施海綿城市技術(shù)以后，新的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)體系建立起來，需要大量的轉(zhuǎn)型人才，高校要更新教材，設(shè)立新的專業(yè)，以滿足社會需求。

社會資本被引導(dǎo)到綠色科技領(lǐng)域投資，大量的企業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型，相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備也會跟進(jìn)，形成新的綠色產(chǎn)業(yè)鏈，帶動就業(yè)及經(jīng)濟(jì)增長。另外，海綿城市建設(shè)也將在我國節(jié)能減排領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，并帶動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)將成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)。

以北京市為例，北京市現(xiàn)有2萬多個(gè)社區(qū)，假設(shè)每個(gè)社區(qū)投資500萬元進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，僅北京市的投資就是一個(gè)很大的數(shù)字。有專家估計(jì)，我國城鄉(xiāng)生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的投資，將從最初的幾千億元發(fā)展到成熟期的數(shù)萬億元，市場規(guī)模龐大，生態(tài)工業(yè)體系將得到完善。這些投資帶來的直接效果，就是城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境的改善，綠色GDP成為經(jīng)濟(jì)增長的原動力，國家經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)健康勢頭。

第3篇：海綿城市的定義范文

關(guān)鍵詞： 城市綠地 環(huán)境教育 地理教學(xué)

一、城市綠地的概念和功效

1.城市綠地的概念。

綠地一詞，各國的法律規(guī)范和學(xué)術(shù)研究對它的定義和范圍有著不同的解釋，西方城市規(guī)劃中一般不提城市綠地，而是開敞空間。我國的城市綠地指城市中以綠化為主的各級公園、庭院、小游園、街頭綠地、街道綠化、居住區(qū)綠地、專用綠地、交通綠地、風(fēng)景區(qū)綠地、生產(chǎn)防護(hù)綠地。

2.城市綠地的功效。

在國務(wù)院公布的城市規(guī)模排名中，蘇州被列入了準(zhǔn)特大中心城市。蘇州城市化速度的加快，使得城市的污染日益嚴(yán)重。此時(shí)，城市綠地在其中顯示出無可替代的功效。

（1）改善小氣候緩解城市熱島、干島效應(yīng)。

在城市中，熱島和干島效應(yīng)一年四季都有，其強(qiáng)度為秋夏大于春，春大于冬。據(jù)測定，城市公園比城區(qū)溫度低0.67℃左右，相對濕度高3%～5%；風(fēng)景區(qū)比城區(qū)溫度低1.2℃左右，相對濕度高7%左右。

（2）改善空氣質(zhì)量的作用。

綠地系統(tǒng)對于改善城市空氣質(zhì)量，增加O2含量，凈化大氣作用明顯。植物既是天然O2“制造廠”，又是CO2的“廣闊市場”，綠地每公頃每年吸收SO22400kg，煙塵30t，其他生態(tài)效應(yīng)還包括吸收氮氧化物，CO2等。

（3）削減噪音、降低光輻射、涵養(yǎng)土壤水分、凈化污水的防護(hù)作用。

植物是天然消音器，據(jù)測定：10m寬的林帶可以減弱噪聲30%，可降低噪音8―10dB，20m寬的林帶可以減弱噪聲40%，30m寬的林帶可以減弱噪聲50%，40m寬的林帶可以減弱噪聲60%。樹木還能過濾、吸收和阻隔放射性物質(zhì)，減低光輻射的傷害。俗話說：大樹底下好乘涼，綠地的涵養(yǎng)水分的作用也很重要?，F(xiàn)代城市水泥建筑物林立，柏油馬路鋪地，下雨天水都隨下水道流走了。晴天又特別干燥，如果沒有綠地，就如同沙漠一樣。

（4）某些植物具有監(jiān)測環(huán)境的功能。

唐菖蒲對空氣污染特別敏感，當(dāng)空氣中氟化物達(dá)到一定濃度時(shí)，葉片就會因吸收氟表現(xiàn)出傷斑、壞死等現(xiàn)象，向人們發(fā)出污染“報(bào)警”信號。雪松對SO2和HF這兩種氣體很敏感，當(dāng)雪松針葉出現(xiàn)發(fā)黃、枯焦現(xiàn)象時(shí)，說明周圍可能有SO2或HF污染。紫花苜蓿、胡蘿卜、菠菜可以監(jiān)測SO2污染；蘋果、桃可以監(jiān)測氯污染。利用植物警報(bào)簡單方便，既美化環(huán)境，又能監(jiān)視污染，一舉兩得。

（5）美化環(huán)境，陶冶情操。

這是一個(gè)最古老而又一直研究至今的有著豐富內(nèi)涵的話題，中國古典園林的悠久歷史，足以證明這一點(diǎn)。如今，城市綠地的均勻分布，就像鑲嵌在城市中的綠寶石，裝點(diǎn)了城市的街景。特別是一些古樹名木，更是一個(gè)城市的綠色瑰寶。所以，城市的綠化水平，是其文明程度的象征。

二、高中地理課增加城市綠地教育的必要性

1.傳授城市綠地知識，彌補(bǔ)高中地理環(huán)境教育中的相關(guān)不足。

綜上所述，城市綠地在城市建設(shè)中有著不可替代的作用。隨著蘇州城市化速度的不斷加快和深入，城市綠地的功效日益的顯現(xiàn)。然而，在現(xiàn)有的高中地理教材中，只是在必修二第36頁城市化對地理環(huán)境的影響中提出：“合理的城市化可以改善環(huán)境，例如，通過平整土地、修建水利設(shè)施、綠化環(huán)境等措施，使得環(huán)境向著有利于提高人們生活水平和促進(jìn)社會發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變。”在選修教材環(huán)境保護(hù)第四章生態(tài)環(huán)境保護(hù)中根本沒有提及關(guān)于綠地保護(hù)這個(gè)內(nèi)容。因此，在現(xiàn)有的高中地理教學(xué)時(shí)有必要在進(jìn)行相關(guān)教學(xué)時(shí)補(bǔ)充城市綠地的內(nèi)容，這些知識的傳授不僅可以豐富學(xué)生的知識面，而且可以激發(fā)學(xué)生熱愛自然、熱愛環(huán)境的情感，彌補(bǔ)教材內(nèi)容的不足。

2.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成新的行為模式，熱愛家園，樹立正確的生存觀、發(fā)展觀。

蘇州市是國家園林城市、全國園林綠化先進(jìn)城市，獲得中國人居環(huán)境范例獎(jiǎng)。蘇州綠地覆蓋率達(dá)42.7%，綠地綠化率達(dá)39.5%，人均公共綠地面積達(dá)15平方米。其中在蘇州古城區(qū)內(nèi)存有古典園林、庭院73處（包括完整、較完整、半廢和殘存），其中園林53處，庭院20處。蘇州市區(qū)古樹名木數(shù)量998棵，新增84棵，其中一級古樹名木為210棵，二級古樹名木為788棵，再加上今年市政府投資建設(shè)的各個(gè)大小城市開放公園、小游園等，可以說在我們的周邊綠地?zé)o所不在。

在現(xiàn)代化進(jìn)程中，人們逐漸形成了一種以自我為中心的個(gè)人主義思想。這種個(gè)人主義不僅把自然作為人類的對立物，認(rèn)為自然界是毫無知覺的，強(qiáng)調(diào)人對自然環(huán)境的主宰，而且強(qiáng)調(diào)個(gè)人獨(dú)立于他人，獨(dú)立于社會，把社會理解為達(dá)到某種目的而自愿地結(jié)合到一起的獨(dú)立的個(gè)人的聚合體，于是形成了一種為了自我實(shí)現(xiàn)而不擇手段的生存和發(fā)展觀。所以我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)在這些城市綠地中出現(xiàn)一些不和諧的音符：隨地亂扔垃圾，隨意攀折花枝，肆意踐踏草坪，攀爬綠樹亂刻亂畫等。這些行為嚴(yán)重影響了城市綠地的養(yǎng)護(hù)，有損我們的城市形象。要提高人們的環(huán)境保護(hù)意識就必須從學(xué)校抓起，讓學(xué)生從小就樹立環(huán)保意識，自覺地保護(hù)我們賴以生存的自然環(huán)境。因此，中學(xué)地理教師有必要在教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的教育，做到愛我家園，從自身做起。

三、高中地理課增加城市綠地教育的主要措施

1.課內(nèi)補(bǔ)充滲透。

課內(nèi)滲透主要是指在傳授知識中滲透環(huán)境教育。這就要求教師深入研究教材，結(jié)合教材內(nèi)容，對學(xué)生進(jìn)行有關(guān)環(huán)境污染的危害和治理、保護(hù)環(huán)境的重要意義的教育。如在講到城市化這節(jié)課時(shí)，可以結(jié)合蘇州市的城市化過程，指出城市的形成和發(fā)展是社會經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展的結(jié)果。城市環(huán)境是人類利用、改造自然的產(chǎn)物，是人類對自然環(huán)境干預(yù)最強(qiáng)烈、自然環(huán)境變化最大的地方。隨著城市的發(fā)展，城市中人口的增多，建筑物的不斷增加和工業(yè)的發(fā)展，大氣污染、水體污染、噪聲污染和固體廢棄物污染越來越嚴(yán)重。因此，要想改善城市空氣質(zhì)量，消除有害物質(zhì)，除在生產(chǎn)上采取一些措施外，還要積極地進(jìn)行城市綠化。在這個(gè)基礎(chǔ)上，教師提出城市綠地的概念，在教學(xué)過程中可以讓學(xué)生自主討論城市綠地有何種功效。高中教材中提到森林是“地球之肺”，濕地是“地球之腎”，那么城市綠地從功效上可以比做地球的什么呢？進(jìn)而得出城市的綠地像人的肝臟一樣，具有解毒作用。

在課堂教學(xué)中，要始終注意引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別要針對現(xiàn)實(shí)生活中突出的環(huán)境問題，結(jié)合教材進(jìn)行討論，激發(fā)學(xué)生研究問題、學(xué)習(xí)知識的積極性和濃厚興趣，在生動活潑的課堂教學(xué)中將城市綠地知識補(bǔ)充完整，進(jìn)而可以將環(huán)境保護(hù)的理念深入每個(gè)學(xué)生的思想中。

2.走出課堂，開展多種形式的課外活動和適當(dāng)?shù)膶?shí)踐活動。

地理科學(xué)有很強(qiáng)的直觀性和實(shí)踐性，在地理教學(xué)中應(yīng)改變傳統(tǒng)的授課方式，改變課堂中總是“學(xué)生坐著聽，教師站著講”的局面，讓學(xué)生“動”起來，走出課堂，走向社會，在課外活動與現(xiàn)實(shí)生活中獲取資料、分析問題、提出方案，并在實(shí)踐活動中應(yīng)用和檢驗(yàn)。

（1）參觀訪問，深化相關(guān)知識。

可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀蘇州市園林和綠化管理局，了解蘇州市世界遺產(chǎn)暨古典園林、風(fēng)景名勝區(qū)、城鎮(zhèn)綠化保護(hù)和監(jiān)管工作情況。參觀蘇州市園林植物醫(yī)院，了解室外綠化養(yǎng)護(hù)的相關(guān)方法。

（2）開展社會實(shí)踐活動。

在城市生態(tài)環(huán)境日趨嚴(yán)峻的今天，城市綠地在構(gòu)建城市形態(tài)方面的作用越來越被人們重視，在世界各大城市中都依據(jù)各自的地理環(huán)境特點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)了相應(yīng)的綠地空間格局。蘇州市是一座著名的園林城市，各個(gè)大小不一的古典園林和小游園穿插于城市中間，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生調(diào)查研究相關(guān)情況，撰寫相關(guān)小論文。

（3）開展宣傳教育活動。

以每年的“3?12”植樹節(jié)等紀(jì)念日為契機(jī)，開展一系列的活動。如主題班會，黑板報(bào)等。通過這些實(shí)踐活動，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境知識、參與保護(hù)宣傳城市綠地的積極性，徹底和不文明的游園習(xí)慣說再見，養(yǎng)成“從自己做起，從現(xiàn)在做起”的良好環(huán)境行為習(xí)慣。

2012年7月21日，北京市遭遇了61年一遇特大暴雨，產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響。7月22日，香港鳳凰網(wǎng)刊出網(wǎng)文稱，此次北京大水，有幾個(gè)原因：一是城市對農(nóng)地侵占過分，一些農(nóng)田消失；二是汽車社會使停車位遍地，公路遍地，北京成為鋼筋混凝土的城市?？陀^而言，城市排水設(shè)施不是沒有，但密不透風(fēng)的混凝土世界實(shí)際上筑成不透氣的墻，在特大暴雨作用下，排水疏水就成了問題。這時(shí)，城市綠地的優(yōu)勢就顯而易見了。正常情況下，雨水降落地面，土壤像海綿一樣吸收雨水，剩余的則流入江河湖泊。這一過程被稱為“海綿效應(yīng)”。但土地“水泥化”之后，“海綿效應(yīng)”不復(fù)存在，導(dǎo)致原先可以滲透進(jìn)土壤的雨水無法排出。如果將城市綠地建成下凹式的，就可大量儲蓄雨水。城市的露天公園、運(yùn)動場等，可作為有效的臨時(shí)蓄水場所。同時(shí)，在城市綠化中，可以借鑒發(fā)達(dá)國家的做法。韓國首爾的人行路多由小磚砌成，小草從中間長出來，下雨時(shí)，雨水很快滲下去。德國許多城市的道路兩旁都是高大的樹木，遇到暴雨，雨水很快就可以流進(jìn)草叢、樹林。

從這個(gè)事件可以看出，城市的綠化已經(jīng)和生活息息相關(guān)。而在21世紀(jì)素質(zhì)教育中，環(huán)境教育也是不容忽視的一環(huán)。在中學(xué)地理教學(xué)中有計(jì)劃、有目的地進(jìn)行城市綠化相關(guān)內(nèi)容的滲透，可以有效地提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識，從而提高全民族的素質(zhì)。我們只有一個(gè)地球，讓我們通過自身的努力讓山更美、水更綠、天更藍(lán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘家瑩.關(guān)于城市的綠地標(biāo)準(zhǔn)[J].中國園林，1994，10（1）：33-362.

[2]楊賚麗主編.城市園林綠地規(guī)劃[M].北京：中國林業(yè)出版社，1997.4，136-142，269.

第4篇：海綿城市的定義范文

關(guān)鍵詞：“民工潮”；城市化；社會治安

中圖分類號：F241 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）24-0102-02

引言

在三十余年的改革開放中，社會的復(fù)雜性，開放性和多邊形已經(jīng)很突出，國家正處于傳統(tǒng)社會向現(xiàn)代社會，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)軌過程中。這也構(gòu)成了“民工潮”現(xiàn)象產(chǎn)生的大背景。隨著社會的發(fā)展，我們的群體逐漸出現(xiàn)多元化傾向，進(jìn)而出現(xiàn)了每一階段都不同的流行現(xiàn)象的產(chǎn)生。所以，鑒于中國目前的國情，“民工潮”也是應(yīng)運(yùn)而生，也是這個(gè)社會的產(chǎn)物。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著中國的城鄉(xiāng)收入差距又一次出現(xiàn)連續(xù)擴(kuò)大的趨勢，農(nóng)民流入城市的人數(shù)迅速增多?！懊窆こ薄币呀?jīng)成為社會流血的巨大創(chuàng)口，無法掩蓋地暴露在社會肌體的表面。而且，近幾年來，中國的民工潮一浪高過一浪，引起的社會經(jīng)濟(jì)沖擊越來越沉重，已成為政府部門、新聞界、學(xué)術(shù)界，乃至城市居民共同關(guān)心的熱點(diǎn)問題?！懊窆こ薄币呀?jīng)成為社會流血的巨大創(chuàng)口，無法掩蓋地暴露在社會肌體的表面[1]。

一、關(guān)于政府公信力的簡介及判斷標(biāo)準(zhǔn)

1.基本定義?！懊窆こ薄笔寝r(nóng)民紛紛外出打工所形成的潮流。每年農(nóng)歷正月前后，浩浩蕩蕩的民工大軍南下北上，東奔西跑，鐵路、路車流如水，交織成一股逾月不退的“春運(yùn)潮”。過去人們總說農(nóng)村是個(gè)大海綿，如今“民工潮”浪打浪地涌出來，拍打著城市的門戶。改革開放以來，商品經(jīng)濟(jì)大潮沖擊著每一個(gè)角落，也強(qiáng)烈震撼著“面朝黃土背朝天”農(nóng)民。

2.民工潮的成因。將“民工潮”簡單地概之以“盲流”，未免太失偏頗?！懊窆こ薄钡某逼饹Q非偶然，有其深刻的歷史背景和現(xiàn)實(shí)條件。總體來說，“民工潮”形成的根本原因還是中國所特有的城鄉(xiāng)“二元”經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)[2]。

可以從五個(gè)方面來看：（1）大勢所趨。農(nóng)業(yè)勞動力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，是一個(gè)國家現(xiàn)代化建設(shè)過程中的必然趨勢。由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有階段性，各國在農(nóng)民完成轉(zhuǎn)變?yōu)楣と穗A級的過程中，都存在著一個(gè)過渡期[3]?？v觀發(fā)達(dá)資本產(chǎn)業(yè)革命時(shí)，農(nóng)業(yè)勞動力占社會總勞動力的比重下降了60%多，之后逐年減少。20世紀(jì)后，隨著科學(xué)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)勞動力向非農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移的速度更快。20世紀(jì)60年代初，聯(lián)合國曾作出估計(jì)：每年約有1 000萬農(nóng)民流向城市，即每天近3萬人；十年后是1 400萬人，即每天近4萬人。目前英、美等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)勞動力比重僅占2%～3%，中國剩余勞動力達(dá)1.5億。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，這部分剩余勞動力轉(zhuǎn)移，確屬必然。（2）政策所致。1979年以前，中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)政策，賦予了農(nóng)民支配自己勞動時(shí)間和優(yōu)化勞動要素配置的權(quán)力。從此，勞動效率明顯提高；同時(shí)，又促使農(nóng)村對農(nóng)業(yè)勞動力的需求大大減少，加速了農(nóng)村剩余勞動力的產(chǎn)生。

二、“民工潮”所帶來的問題分析

大規(guī)模的民工涌入一個(gè)城市，一方面必然促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但是，事物是具有兩面性的。民工大量的涌入必然會給當(dāng)?shù)卣?、?jīng)濟(jì)、文化等方面造成影響，同時(shí)，也會對人口的流出地帶來影響，甚至是在人口流動的過程中。本文將著重于治安問題，教育問題和留守家庭問題來展開討論。

1.關(guān)于教育問題。如今，農(nóng)民工子女教育問題的體現(xiàn)，不是簡單的城鄉(xiāng)差異，而是本地學(xué)生與外地學(xué)生間的差異。問題主要產(chǎn)生的原因主要有：（1）城鄉(xiāng)分割的戶籍制度曾以“農(nóng)業(yè)”和“非農(nóng)業(yè)”戶口的形式把中國公民分成身份不同的兩大類別，蜂擁入城的農(nóng)民工居住在城市，戶籍卻仍是在農(nóng)村。義務(wù)教育法規(guī)定義務(wù)教育應(yīng)由戶籍所在地負(fù)責(zé)。（2）就是農(nóng)民工的收入不高，也局限了他們對于孩子教育的追求。農(nóng)民工從事的一般都是體力活，工資不高，生活水平低于城市的平均水平，且在工作過程中經(jīng)常遭受不公正待遇如拖欠工資等，這些因素也造成了農(nóng)民工子女“望學(xué)興嘆”的現(xiàn)象。

2.關(guān)于治安。治安問題是雙方面的，不僅民工的流出地有治安問題。民工的流入地也有治安問題的存在。大規(guī)模人口的流入，是對一個(gè)城市的考驗(yàn)，俗話說“林子大了什么鳥都有”，人口的驟增，必然會帶來眾多的治安問題。造成治安問題的原因主要有下述幾項(xiàng)：（1）歸屬感問題，也就是說他們所服務(wù)的城市并沒有禮遇他們。由于歷史原因，中國長期實(shí)行城鄉(xiāng)二元分割的社會管理制度。（2）農(nóng)民工自身素質(zhì)問題，由于大量的農(nóng)民是以無組織的方式進(jìn)入城市的，其組織化程度很低，猶如一盤散沙，缺乏依靠自己的組織保護(hù)自身合法權(quán)益的能力民工從事的一般都是體力活，農(nóng)民工進(jìn)城務(wù)工靠的是體力還有就是自己的一技之長[4]。

3.關(guān)于留守家庭問題?！懊窆こ薄钡某霈F(xiàn)使中國許多農(nóng)村地區(qū)出現(xiàn)了一個(gè)特殊群體“留守兒童”，一個(gè)特殊家庭“留守家庭”。對于“留守兒童”來說最重要的問題就是教育問題。眾所周知，父母教育是兒童教育的重要組成部分，而且家長作為聯(lián)系學(xué)校和學(xué)生的特殊紐帶，在兒童的成長中發(fā)揮著不可替代的作用。對于父母外出打工，就留下兒童在自家，對于兒童的心理難免造成影響，會使性情和性格在一定程度上發(fā)生變化，會使他們的性格變得內(nèi)向、孤僻、自卑等，還有一些“留守兒童”受社會上不法之徒的引誘、教唆、強(qiáng)迫等實(shí)施違法犯罪行為”[5]。農(nóng)村留守兒童問題解決成敗直接關(guān)系到建設(shè)和諧社會的目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)[6]。

三、對于“民工潮“帶來問題應(yīng)采取的對策

第5篇：海綿城市的定義范文

關(guān)鍵詞:分形理論 分形維數(shù) Zipf法則 應(yīng)用

中圖分類號:O29;F224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-4914(2010)05-137-02

分形理論是一門橫斷學(xué)科,從數(shù)學(xué)、振動力學(xué)到流體力學(xué)、天文學(xué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué),從分子生物學(xué)到生理學(xué)、生物形態(tài)學(xué),從材料科學(xué)到地球科學(xué)、地理科學(xué),從經(jīng)濟(jì)學(xué)到語言學(xué)、社會學(xué)等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。分形理論對方法論和自然觀產(chǎn)生重要影響,用分形的觀點(diǎn)看世界,這個(gè)世界實(shí)際上是以分形的方式存在和演化著的世界。

一、關(guān)于分形內(nèi)涵的研究

分形幾何的概念是曼德爾布羅特(1975)年首先提出來的。但最早的研究可追朔到維爾斯特拉斯(1872)構(gòu)造的處處連續(xù)、處處不可微的函數(shù),集合論創(chuàng)始人康托構(gòu)造了有許多奇異性質(zhì)的三分康托集,皮亞諾(1890)構(gòu)造了填充平面的曲線,柯赫(1904)設(shè)計(jì)出類似雪花和島嶼邊緣的一類曲線,謝爾賓斯基(1915)設(shè)計(jì)了像地毯和海綿一樣的幾何圖形,這些都是屬于規(guī)則的分形圖形。它們是按一定規(guī)則構(gòu)造出來的、具有嚴(yán)格的自相似的分形圖形,它們都屬于自相似分形集。豪斯道夫(1910)開始了對奇異集合性質(zhì)與量的研究,提出分?jǐn)?shù)維概念。布利干(1928)將閔可夫斯基容度應(yīng)用于非整數(shù)維,龐特里亞金(1932)等引入盒維數(shù),貝塞考維奇(1934)更深刻地揭示了豪斯道夫測度的性質(zhì)和奇異集的分?jǐn)?shù)維,他在豪斯道夫測度及其幾何的研究領(lǐng)域中作出了主要貢獻(xiàn),從而產(chǎn)生了豪斯道夫-貝塞考維奇維數(shù)概念。

現(xiàn)代分形理論的奠基人曼德爾布羅特(1977)出版了關(guān)于分形幾何的第一部著作《分形:形狀、機(jī)遇和維數(shù)》一書,它集中了1975年以前曼德爾布羅特關(guān)于分形幾何的主要思想,總結(jié)了依據(jù)自相似性計(jì)算實(shí)驗(yàn)維數(shù)的方法。曼德爾布羅特(1982)的《大自然的分形幾何學(xué)》出版,將分形定義為局部以某種方式與整體相似的集,重新討論盒維數(shù),它比豪斯道夫維數(shù)容易計(jì)算,但是稠密可列集合維數(shù)與集合所在空間相等。在這兩本書中他將分形的理論及應(yīng)用推動到一個(gè)全新的階段。

(一)分形定義、分類與分形維數(shù)

通常將具有某種方式的自相似性的圖像或集合稱為分形。所謂自相似性,就是指局部與整體相似。這類某種形式的自相似性,不只限于嚴(yán)格的幾何自相似性,也可能是通過大量的統(tǒng)計(jì)而呈現(xiàn)出來的不很嚴(yán)格的自相似性。由于局部中又有其局部,而它們都是自相似的,這樣整體與局部都具有無窮盡的自相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu),且在每一小局部中所包含的細(xì)節(jié)并不比整體所包含的少,所以分形是有無窮自相似嵌套性的圖形或集合。

分形至今無統(tǒng)一定義,因?yàn)槊糠N定義都不能涵蓋所有的分形。曼德爾布羅特(1982)對其定義為“分形是一個(gè)豪斯道夫-貝塞考維奇維數(shù)嚴(yán)格大于其拓?fù)渚S數(shù)的集合?！贝硕x包括一大類具有分?jǐn)?shù)維的分形集,但忽略了某些維數(shù)為整數(shù)的分形集。曼德爾布羅特(1986)給出了分形的另一個(gè)定義:分形具有在某種方式上部分與總體相似的形狀特征。這個(gè)定義強(qiáng)調(diào)了分形集具有某種自相似性特征,但仍有很多分形集沒有包括其中。

分形一般分成兩大類,確定性分形和隨機(jī)性分形。如果算法的多次重復(fù)仍然產(chǎn)生同一個(gè)分形圖,這種分形稱之為確定性分形。確定性分形具有可重復(fù)性,即使在生成過程中可能引入了一些隨機(jī)性,但最終的圖形還是確定的。隨機(jī)分形指的是盡管產(chǎn)生分形的規(guī)則是確定的,但受隨機(jī)因素的影響,雖然可以使每次生成過程產(chǎn)生的分形具有一樣的復(fù)雜度,但是形態(tài)卻會有所不同。隨機(jī)分形雖然也有一套規(guī)則,但是在生成過程中對隨機(jī)性的引入,將使得最終的圖形是不可預(yù)知的。即不同時(shí)間的兩次操作產(chǎn)生的圖形,可以具有相同的分維數(shù),但形狀可能不同,隨機(jī)分形不具有可重復(fù)性。

曼德爾布羅特引進(jìn)了分?jǐn)?shù)維,給出了一個(gè)分形集充滿空間的復(fù)雜程度的描述。每個(gè)分形集都對應(yīng)一個(gè)以某種方式定義的分形維數(shù),這個(gè)維數(shù)值一般是分?jǐn)?shù)的,但也有整數(shù)維的分形集。分形維數(shù)的定義有多種方法,常用的分形維數(shù)概念有三種:豪斯道夫維數(shù)、自相似維數(shù)以及盒維數(shù)。在分形維數(shù)中,豪斯道夫維數(shù)是最古老的最重要的一種。豪斯道夫維數(shù)具有對任何集都有定義的優(yōu)點(diǎn),由于它是建立在相對比較容易處理的集合測度概念的基礎(chǔ)上,數(shù)學(xué)應(yīng)用比較方便。它的主要缺點(diǎn)是在很多情形下用計(jì)算的方法很難計(jì)算或估計(jì)它的值,因此,還有許多其他維數(shù)定義也常常被應(yīng)用。

分形維數(shù)是分形理論中核心的概念與內(nèi)容,它是由曼德爾布羅特為表征曲線的復(fù)雜性和處處不可微性而提出的,是刻畫分形體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的主要工具,引入分形維數(shù)正是分形理論的新穎之處。應(yīng)用分形理論研究自然現(xiàn)象最重要的問題是如何解釋分形維數(shù)的意義,分形維數(shù)的意義應(yīng)包括分形維數(shù)本身的幾何意義和研究對象參量及其尺度變化的意義兩方面,兩者結(jié)合才是特定分形維數(shù)的含義。

(二)分形的特征

肯尼思?法爾科內(nèi)(1990)認(rèn)為分形集F具有以下特征:(1)F具有精細(xì)的結(jié)構(gòu),即在任意小的比例尺度內(nèi)包含整體。(2)F具有不規(guī)則性,使得它的整體和局部都不能用傳統(tǒng)的幾何語言來描述。(3)F一般具有某種自相似性,可能是近似的或統(tǒng)計(jì)意義下的。(4)通常F的分形維數(shù)(以某種方式定義)大于它的拓?fù)渚S數(shù)。(5)在大多數(shù)令人感興趣的情形下,F可以通過遞歸、迭代等簡單的方式產(chǎn)生。(6)其大小不能用通常的測度(例如面積、長度、體積等)來度量。

(三)分形的基本性質(zhì)

分形具有兩個(gè)基本性質(zhì):自相似性和標(biāo)度不變性。自相似性是指某種結(jié)構(gòu)或過程的特征從不同的空間尺度或時(shí)間尺度來看都是相似的,或者某種系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的局域性質(zhì)或局域結(jié)構(gòu)與整體相似,另外在整體與整體之間或部分與部分之間,也會存在自相似性; 所謂標(biāo)度不變性,是指在分形上任選一局域,對它進(jìn)行放大,得到的圖形會顯示出原圖形的形態(tài)特征。

二、分形理論在經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

當(dāng)前分形理論的研究主要分三種類型:分形的基礎(chǔ)理論研究、分形圖形的生成方法研究及分形理論在實(shí)際應(yīng)用中的研究。分形理論在化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、材料科學(xué)、地震學(xué)、生命科學(xué)、藝術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多個(gè)學(xué)科多個(gè)方面有廣泛的應(yīng)用,在廣告、電腦游戲、計(jì)算機(jī)動畫、書籍和刊物的封裝、藝術(shù)作品中,也已經(jīng)成功地應(yīng)用了分形技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)中適當(dāng)補(bǔ)充一些分形知識,對提高學(xué)生思維品質(zhì)有很大的益處。

(一)Zipf法則及維數(shù)

在教學(xué)中引入涉及分形背景的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合實(shí)例,可以體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想,幫助學(xué)生認(rèn)識到分形的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。國內(nèi)外研究成果表明,城鎮(zhèn)體系的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模的等級分布符合一些數(shù)學(xué)模型,如Pareto分布模型及G.K.Zipf的等級規(guī)模分布模型等,這些數(shù)學(xué)模型為城鎮(zhèn)體系的分析與規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。Zipf(1949)把自己發(fā)現(xiàn)的規(guī)律應(yīng)用于城市人口、企業(yè)收入等現(xiàn)象,研究這些數(shù)量跟等級的關(guān)系。在其出版的《人類行為與最小努力原則-人類生態(tài)學(xué)引論》中,他進(jìn)一步擴(kuò)展了視野,討論了人類社會的眾多社會、文化現(xiàn)象及自然現(xiàn)象。根據(jù)前人的研究成果提出了一個(gè)通用的城市規(guī)模分布法則(Zipf's law):Pr=P1r-q(1)式中r為城市位序,Pr為位序?yàn)閞的城市的人口數(shù),系數(shù)P1為首位城市人口,為Zipf指數(shù)。類比于豪斯道夫維數(shù)公式可知,式(1)服從冪定律,為一分形模型,參數(shù)q具有分維性質(zhì),它是分維D的倒數(shù),即q=1/D。對(1)式作對數(shù)變換有:lnPr=lnp1-qlnr(2)由于冪函數(shù)關(guān)系等價(jià)于對數(shù)線性關(guān)系,因此,只要雙對數(shù)坐標(biāo)圖上的位序-規(guī)模數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線關(guān)系成立或者部分成立,即可判定分形的存在,直線上點(diǎn)的范圍即為無特征尺度的區(qū)域。以lnr為橫坐標(biāo),lnpr為縱坐標(biāo)作出散點(diǎn)圖,進(jìn)行線性回歸擬合可求出其城鎮(zhèn)體系規(guī)模結(jié)構(gòu)的分維數(shù)。已有研究表明中國668個(gè)建制城市的前550多個(gè)城市服從Zipf定律,即將全部10萬以上人口的城市囊括在內(nèi)。城市形態(tài)的分維在微觀或局域上雖然參差不齊,但在宏觀或整體上卻有一定的規(guī)律,大量標(biāo)本的平均值接近于1.71。

(二)分形圖形的數(shù)學(xué)分析

可以讓學(xué)生利用各種信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境資源查看分形圖,挖掘分形圖蘊(yùn)涵數(shù)學(xué)思想,使學(xué)生從一個(gè)新的視角認(rèn)識傳統(tǒng)圖形。在教學(xué)中關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)分形圖形所具有對稱、節(jié)奏和韻律、平衡、自相似性、嵌套以及分叉、纏繞、和豐富的變換等特點(diǎn),體會分形圖形的美學(xué)特征。分形圖形在空間結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)形態(tài)中的對稱形式,分形圖形具有一種局部和更大的局部、或者是局部和整體的對稱,具有無限精細(xì)的結(jié)構(gòu)層次,在自相似的遞歸結(jié)構(gòu)中,無論是在哪一個(gè)層次的局部都保持整體的基本形態(tài),獲得整個(gè)圖形的和諧、秩序與均衡。分形樹、謝爾賓斯基三角形和經(jīng)典的曼德爾布羅特集等就是具有自相似特性的典型分形圖形。這種自相似性也可以從復(fù)映射的經(jīng)典M集的逐步放大得到,利用MATLAB,改變常數(shù)c的取值,可以得到各式各樣的Julia集。以上表明,本質(zhì)上藝術(shù)與數(shù)學(xué)最為接近,區(qū)別只是使用不同的語言來表達(dá)。

三、結(jié)語

分形是結(jié)構(gòu)的深化,正是分形理論的提出和應(yīng)用使人們以比從前更深刻更準(zhǔn)確的方式方法去認(rèn)知世界,為人們認(rèn)識世界提供了新視角和新思路。教學(xué)中適當(dāng)引進(jìn)有關(guān)分形的知識案例,可以多維度地培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)理念,從而達(dá)到全面提高學(xué)生思維能力水平,培養(yǎng)出更加適應(yīng)新時(shí)期發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn):

1.B.B.Mandelbrot,Fractals:form,chance,and dimension,Translation of Les objets fractals,W.H.Freeman,San Francisco,1977

2.楊展如,郝柏林.分形物理學(xué)[M].上海:上?？萍冀逃霭嫔?1996

3.謝和平,薛秀謙.分形應(yīng)用中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與方法[M].北京:科學(xué)出版社,1997

4.肯尼恩.法爾科內(nèi).曾文曲和劉世耀譯.分形幾何-數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].東北大學(xué)出版社,1991

5.B.H.Kyae.徐新陽,康雁,陳旭,劉丹譯.分形漫步[M].沈陽:東北大學(xué)出版社,1994

6.孫霞,吳自勤,黃.分形原理及應(yīng)用[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2003

7.張濟(jì)忠.分形[M].北京:清華大學(xué)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.陳彥光.中國城市發(fā)展的自組織特征與判據(jù)[J].城市規(guī)劃,2006(8)

第6篇：海綿城市的定義范文

改革開放30多年來，我們進(jìn)行的是追求物質(zhì)效益為主的城鎮(zhèn)化，這種城鎮(zhèn)化要轉(zhuǎn)向人口的城鎮(zhèn)化，以人為本的城鎮(zhèn)化。同時(shí)，這30多年，走的是一種“灰色”城鎮(zhèn)化的道路，大部分工業(yè)企業(yè)都是先污染后治理，累積的結(jié)果使中國城市常受霧霾襲擊。中國要從“灰色城鎮(zhèn)化”轉(zhuǎn)向“綠色城鎮(zhèn)化”，就必須從速度、廣度的城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)向深度城鎮(zhèn)化，由此提出深度城鎮(zhèn)化的命題。深度城鎮(zhèn)化，屬于城鎮(zhèn)化策略創(chuàng)新，即從地方政府的視角來提政策建議。

新常態(tài)下城鎮(zhèn)化的主要特征與挑戰(zhàn)

1.城鎮(zhèn)化速度將明顯放緩。人們常用若塞姆曲線來表達(dá)大國城鎮(zhèn)化的歷程。曲線的第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)是城鎮(zhèn)化率為30%的時(shí)候，城鎮(zhèn)化開始加速;第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)是70%的時(shí)候，城鎮(zhèn)化開始減速。實(shí)際上此曲線是美國地理學(xué)家在20世紀(jì)70年代描繪的，是以新大陸體系國家（移民為主體的國家）為樣本的城市化基本規(guī)律形象化。而舊大陸國家（原住民為主的國家）并不是這樣，它們的城鎮(zhèn)化峰值一般在65%-70%之間，轉(zhuǎn)折點(diǎn)實(shí)際上在57%附近。這就意味著中國近幾年城鎮(zhèn)化速率就要開始轉(zhuǎn)折。同時(shí)，根據(jù)人口數(shù)據(jù)分析，中國50歲以上的農(nóng)民工大部分都存在回鄉(xiāng)養(yǎng)老的趨勢。人口結(jié)構(gòu)的變化和國際經(jīng)驗(yàn)顯示，中國的城鎮(zhèn)化實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)入了中后期，這意味著每年從農(nóng)村遷入城鎮(zhèn)的人口將開始顯著減少。

2.機(jī)動化將強(qiáng)化郊區(qū)化趨勢。國際經(jīng)驗(yàn)表明，機(jī)動化率達(dá)到30%，即每百人擁有30輛車的機(jī)動化水平的時(shí)候，郊區(qū)化趨勢就會非常明顯。中國2014年每百人擁有機(jī)動車20輛， “十三五”末期將接近30輛。目前東南沿海已普遍達(dá)到30輛的水平。再加上高速公路總里程將居世界第一位，同時(shí)空氣污染、高房價(jià)等因素都將對大城市人口轉(zhuǎn)移產(chǎn)生巨大影響。香港1974年建立了比較完整的信息披露制度，借助其完善的信息分析，可以揭示南方城市霧霾的主因是城市尾氣。北方地區(qū)則是因?yàn)闄C(jī)動車污染和冬季取暖煤煙的雙重污染相疊加。

3.城市人口的老齡化快速來臨。通過模型計(jì)算，如果按照現(xiàn)有政策不變的情況，到2050年，中國人口中位數(shù)將比美國還要老十歲，這無論是對經(jīng)濟(jì)競爭力還是社會持續(xù)健康發(fā)展來說都是極為不利的。

4.住房需求將持續(xù)減少。主要有兩個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)是中國已經(jīng)進(jìn)入了城鎮(zhèn)化中后期，進(jìn)城人口會逐步減少。二是據(jù)國際貨幣基金組織給出的數(shù)據(jù)，城市化之后的日本、法國人均住房面積約為35到40平方米。中國雖然未經(jīng)住房普查，但是通過抽樣，我們基本上可以估算人均住房面積已達(dá)35平方米。各地的空城、鬼城不斷涌現(xiàn)，再加上最近報(bào)道東北三省人口出生率低于日本，一些城市住房的庫存去化周期已經(jīng)超過10個(gè)月，有的甚至達(dá)到50個(gè)月左右。即使幾年不再建設(shè)，庫存房產(chǎn)都處理不了。

5.碳排放的國際壓力空前增大。在2015年的一次國際論壇上，微軟創(chuàng)始人比爾?蓋茨驚呼“中國水泥三年消耗量等于美國一個(gè)世紀(jì)的總量”;我回應(yīng)他：“在中國解決住房問題必須依靠水泥鋼筋，不像美國靠的是木材，水泥消耗量占全球40%屬正常，但當(dāng)前建筑節(jié)能工作進(jìn)展較好，碳峰值將在2030年左右下降?！爆F(xiàn)在碳排放為什么壓力空前巨大？中國不僅碳排放量是世界第一，而且人均排放超過世界平均值，同時(shí)總量是當(dāng)前美國、歐盟的總和。尤其是近10年，中國碳排放增速是美國的近5倍。

6.能源和水資源結(jié)構(gòu)性短缺將會持續(xù)加劇。根據(jù)世界城鎮(zhèn)化經(jīng)驗(yàn)，中國總體上不會出現(xiàn)城鎮(zhèn)供水難。但是由于氣候變化和突發(fā)性水污染，能源和水資源的局部性短缺、結(jié)構(gòu)性短缺將會加劇。許多江南水鄉(xiāng)缺水，均屬水質(zhì)性缺水。

7.城市的空氣、水和土壤污染加劇。先行國家經(jīng)驗(yàn)表明，城鎮(zhèn)化率超過50%的時(shí)候是三大污染最為嚴(yán)重的時(shí)期。在北京周邊，有1000多平方公里的違法用地，這些違法用地就像“包餃子”一樣把北京包圍了，導(dǎo)致傳統(tǒng)的風(fēng)道被封死。國家氣象局給出數(shù)據(jù)：北京市內(nèi)地面風(fēng)速每10年就下降10%。水污染、土壤污染治理難度非常大，一旦污染，治理成本往往是排污利潤的5倍以上，治理周期非常長。

8.小城鎮(zhèn)人居環(huán)境退化，人口流失。中國的城市跟國外相比，大城市的光鮮度差不多，而小城鎮(zhèn)卻相去甚遠(yuǎn)。再加上管理不善、公共品提供不足、生態(tài)環(huán)境退化、就業(yè)崗位減少，十年間，中國小城鎮(zhèn)居民人口減少10個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于從小城鎮(zhèn)流走了一個(gè)日本的人口。

9.城市交通擁堵日益嚴(yán)重。當(dāng)前交通擁堵正從沿海城市向內(nèi)地全面擴(kuò)散，從早晚高峰向全天候全面擴(kuò)散，從大城市向中小城市全面擴(kuò)散。再加上城市高架橋、大院落都扼殺了綠色交通、步行交通;交通擁堵導(dǎo)致空氣污染加劇，又使原本騎車出行的人們轉(zhuǎn)乘私家車，造成了惡性循環(huán)。

10.城市特色和歷史風(fēng)貌正在喪失。一大批國外后現(xiàn)代建筑師和具有崇洋思想的決策者相結(jié)合，把中國變成后現(xiàn)代建筑的大型試驗(yàn)場，大量“大、洋、怪”建筑在各處拔地而起。北京有“鳥巢、鳥蛋、鳥腿、鳥嘴”，以致全國都流行，甚至連貧困縣都有“鳥巢、鳥蛋、鳥腿”。

11.保障性住房過剩與住房投機(jī)過盛并存。當(dāng)前許多城市保障性住房沒人申請而大量空置，前段時(shí)間中央臺報(bào)道，貴陽有五萬套保障房空置，同樣的問題在許多城市都存在。許多保障房已經(jīng)擱置了兩年，表現(xiàn)出供給側(cè)機(jī)制出了大問題。但是大城市住房的投機(jī)過盛也正在成為現(xiàn)實(shí)的難題，如不盡快采取措施，將可能會遭遇日本式泡沫破裂的悲劇。

12.城市的防災(zāi)減災(zāi)功能薄弱。根據(jù)哥倫比亞大學(xué)的研究，全球600多個(gè)大城市中，有450個(gè)暴露在同一種災(zāi)害之下。中國這個(gè)比例更高，因?yàn)橹袊俺鞘腥骸北姸啵叵鹿艿罏椤俺鞘械牧夹摹?，卻因“看不見”而被長期忽視。中國城市領(lǐng)導(dǎo)任期又比較短，再加上城市人口越密集，人口規(guī)模越大，對城市災(zāi)害的放大效應(yīng)越明顯。中國城市屬緊湊型城市，城市災(zāi)害一旦發(fā)生，造成的生命財(cái)產(chǎn)損失將特別巨大。

深度城鎮(zhèn)化主要策略

1.要穩(wěn)妥地開展農(nóng)村試點(diǎn)。 “十三五”期間將是中國大城市郊區(qū)化活力最高的時(shí)期。為保證城市的緊湊式發(fā)展和節(jié)約耕地，首先必須正視和有效克服農(nóng)村建設(shè)用地平等入市式改革可能存在的負(fù)面效應(yīng)，并使其服從、服務(wù)于健康城鎮(zhèn)化。應(yīng)該明確指出，在機(jī)動化時(shí)代到來的時(shí)候，我們首先要防止出現(xiàn)美國式的城市蔓延。如果集體建設(shè)用地沒有規(guī)?？刂?，城市蔓延的局面將難以收拾。這方面的限制政策已出臺，有的正在進(jìn)行更全面的調(diào)整，在“十三五”規(guī)劃建議中已有體現(xiàn)。

2.以“韌性”城市規(guī)劃來統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)城市各種基礎(chǔ)建設(shè)，提高防災(zāi)性能。國際韌性聯(lián)盟（Resilience Alliance）將“韌性城市”定義為“城市或城市系統(tǒng)能夠消化并吸收外界干擾（災(zāi)害），并保持原有主要特征、結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵功能的能力”。韌性城市應(yīng)具有技術(shù)彈性、組織彈性、社會彈性和經(jīng)濟(jì)彈性，其中技術(shù)彈性是指城市生命線受到外界干擾（災(zāi)害）之后，保持其主要功能的那種彈性。這種彈性對城市宜居性非常重要。我們應(yīng)該以這種新理念對城市進(jìn)行整體的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃再創(chuàng)新。建議把海綿城市、城市綜合管廊示范城市、新能源城市、低碳生態(tài)城市、智慧城市統(tǒng)籌起來，用城市彈性的理念加以整合，使城市極大提高防災(zāi)減災(zāi)性能。

3.推行城市交通需求側(cè)管理。在城市交通空間資源非常有限情況下，增加道路供給往往不易實(shí)現(xiàn)減堵效應(yīng)，必須實(shí)行需求側(cè)改革。過去強(qiáng)調(diào)滿足私家車出行的供給側(cè)項(xiàng)目，比如說建設(shè)高架路、立交橋，盲目拓寬街道，取消和壓縮自行車道，這已經(jīng)形成惡果;而且各種交通工具對霧霾和能耗的貢獻(xiàn)完全不一樣。應(yīng)該從需求側(cè)入手調(diào)整，大幅提高綠色交通比例、倡導(dǎo)可持續(xù)的交通模式。

4.變革保障房建設(shè)體制，降低房地產(chǎn)泡沫風(fēng)險(xiǎn)。如果繼續(xù)放大房地產(chǎn)泡沫，那可能會出現(xiàn)日本式的經(jīng)濟(jì)斷崖式下降惡果。應(yīng)該將中國保障房建設(shè)模式及時(shí)轉(zhuǎn)向歐盟模式，學(xué)習(xí)歐盟各國動員低收入群體自發(fā)開展合作建房的經(jīng)驗(yàn)，出臺相關(guān)法規(guī)和扶持政策，變政府建、政府管為民眾合作建、自己管，政府監(jiān)管扶持的新模式。戰(zhàn)后歐盟形成了住房合作社模式，這種模式是中低收入市民自己組織建房的模式。如果市民收入低、無房住、缺房住，才開始合作建設(shè)，就不會出現(xiàn)中國保障房供需脫節(jié)、工作地和住宅脫節(jié)、建設(shè)與配套脫節(jié)等弊端。

5.全面保護(hù)歷史街區(qū)，恢復(fù)城市文脈。城市歷史文脈的傳承和歷史街區(qū)是城市特色的主要載體。只有傳統(tǒng)的、歷史的、民族的，才是世界的，這樣，城市歷史文化才會成為能不斷增值的綠色資源。很多北歐、西歐城市是二戰(zhàn)以后重建的，完全按照原有面貌重建。盡管這些城市目前很少有工業(yè)產(chǎn)業(yè)，但其經(jīng)濟(jì)收入的80%以上是靠獨(dú)特的建筑歷史文化傳承發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)而來。

6.推行“美麗宜居鄉(xiāng)村”建設(shè)，保護(hù)和修復(fù)農(nóng)村傳統(tǒng)村落。中國有約70萬個(gè)傳統(tǒng)村落，這些傳統(tǒng)村落歷史上都是先人們精心選址建造的，也是我們中國人心目中的“桃花源”。如果錯(cuò)誤地把它們整合成小規(guī)模城市社區(qū)，則我們不僅損失的是文化的軟實(shí)力，而且損失的是以鄉(xiāng)村命名的無數(shù)優(yōu)質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品的地理依托。在這些問題上，我們一定要頭腦清醒，把這些文化遺產(chǎn)保留下來，會源源不斷增值。

7.編制和落實(shí)城市群協(xié)同發(fā)展規(guī)劃。霧霾等污染問題不是一個(gè)城市就能解決的，應(yīng)該通過管理機(jī)制創(chuàng)新，通過空間規(guī)劃，城市間協(xié)同進(jìn)行資源共享、環(huán)境共治、基礎(chǔ)設(shè)施共建、支柱產(chǎn)業(yè)共布局來解決。許多其他城市問題也都需要從“群”的角度來解決。

8.對既有建筑進(jìn)行“加固、節(jié)能、適老”改造。這類建筑約占城市建筑量的35%。這一批建筑壽命大都已30多年?，F(xiàn)在陽臺塌下來、結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大問題的比比皆是，通過“加固、節(jié)能、適老”改造，對這種建筑分批進(jìn)行統(tǒng)一改造，不僅利國利民、還可以增加有效投資。對于這種改造，大維修基金可以出錢、節(jié)能減排國家給補(bǔ)貼、老百姓再出一點(diǎn)資，總體可以形成約十萬億的市場規(guī)模。

9.以綠色小城鎮(zhèn)為抓手，分批進(jìn)行人居環(huán)境的提升和節(jié)能減排改造。小城鎮(zhèn)最容易融入到“望得見山水”的美景之中，最容易改造成綠色城市。通過調(diào)查農(nóng)民進(jìn)城意愿，子女教育和就醫(yī)資源需求排在最前面。浙江省、上海市已經(jīng)推行新的模式，動員當(dāng)?shù)厝揍t(yī)院、名校對口把小城鎮(zhèn)的醫(yī)院、學(xué)校改成它的分院、分校，這樣當(dāng)?shù)氐尼t(yī)院、學(xué)校一下子提高了質(zhì)量檔次，深受老百姓歡迎。

10.以治理“城市病”為突破口，全面推進(jìn)智慧城市建設(shè)。現(xiàn)在的“智慧城市”，十有八九是“偽智慧”“白智慧”“空智慧”，不能解決城市實(shí)際問題?！爸腔鄢鞘小北仨氂腥齻€(gè)導(dǎo)向：一是有利于節(jié)能減排;二是有利于提高城市治理的績效;三是有利于解決城市病。在此基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)老百姓生活的豐富化，便捷化。若離開了這三大核心公共品的提供，智慧城市建設(shè)就如同隔靴搔癢。

小結(jié)

1.城市幾乎是我們面臨的所有社會和環(huán)境病癥的根源，但也是解決問題的鑰匙。“深度城鎮(zhèn)化”，正是解決過去“廣度城鎮(zhèn)化”所帶來問題的總抓手。

2.城市是80%的GDP、95%的創(chuàng)新成果、85%的稅收和財(cái)富的聚集器;更重要的，城市是文化的容器。城市的財(cái)富隱藏在空間結(jié)構(gòu)中間，若空間結(jié)構(gòu)是引人入勝、是歷史傳承的，就會是不斷增值的，否則就是一堆建筑垃圾。

3.城市“硬件”的改善必須從建筑到基礎(chǔ)設(shè)施，從小區(qū)到城市使其“綠色化”，再加上智慧城市這個(gè)“軟件”，通過“中西醫(yī)調(diào)治”，才能達(dá)到治理“城市病”、擴(kuò)大內(nèi)需這樣具有雙重效應(yīng)的目標(biāo)。

4.深度城鎮(zhèn)化，要求治理的策略擴(kuò)大到城市群以及城鄉(xiāng)范圍，才能奏效。

第7篇：海綿城市的定義范文

創(chuàng)意地理教具的目的：在課堂上使用創(chuàng)意教具，首要目的是將知識點(diǎn)通過更簡單的模型模具來直觀表達(dá)，讓學(xué)生在更短的時(shí)間內(nèi)明白難以理解的知識點(diǎn)；第二個(gè)重要目的是通過創(chuàng)意教具來活躍整個(gè)課堂，培養(yǎng)學(xué)生對地理課的興趣，讓他們能在玩中學(xué)，在學(xué)中樂，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)；最后就是在有條件的情況下，讓學(xué)生自主參與教具的制作，這樣能夠極大地培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力，并能讓他們和教師一起參與，從而拉近了師生距離，使得課堂更加活躍。

二、地理教學(xué)創(chuàng)意教具的案例探索

六年的地理教學(xué)探索，對于創(chuàng)意教具的使用也有幾點(diǎn)心得，筆者通過教學(xué)中實(shí)際運(yùn)用的幾個(gè)教具案例和大家探討分析。

1.經(jīng)線及經(jīng)度的劃分———三個(gè)半圓形紙片的使用。

湘教版地理七年級上冊第二章第一節(jié)中的認(rèn)識地球，是初中生第一次接觸到經(jīng)度及經(jīng)線的概念，據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，加之對整個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的反思，這一節(jié)中女生很難理解整個(gè)地球空間知識體系。針對學(xué)生理解的難度，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的三個(gè)半圓狀的紙片，分別引導(dǎo)學(xué)生來理解幾個(gè)概念，分別讓學(xué)生理解經(jīng)線的概念，再通過圓片的夾角產(chǎn)生讓學(xué)生明白經(jīng)度的產(chǎn)生過程，從而讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識經(jīng)線及經(jīng)度的基本定義特點(diǎn)。

2.創(chuàng)意經(jīng)緯網(wǎng)的課堂體驗(yàn)———以行列作為經(jīng)緯網(wǎng)。

經(jīng)緯網(wǎng)是初中階段學(xué)生最難理解的知識，經(jīng)緯網(wǎng)的教學(xué)一直是地理教師深刻挖掘的一個(gè)方面，為了更好地活躍課堂，經(jīng)緯網(wǎng)的教學(xué)中，以學(xué)生剛來不了解作為課堂基本導(dǎo)入，并設(shè)定特定排和特定組分別作為赤道與本組子午線，根據(jù)教室里面的課桌分布，設(shè)定幾個(gè)特定經(jīng)度與緯度。授課時(shí)說一個(gè)經(jīng)緯度，請?jiān)撏瑢W(xué)站起來，并且讓其說出一個(gè)經(jīng)緯度依次傳遞下去，這樣在教室里就形成了一個(gè)局部的經(jīng)緯網(wǎng)，每個(gè)學(xué)生就對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，從而衍生到整個(gè)經(jīng)緯網(wǎng)的講授過程。這樣，整個(gè)課堂上每個(gè)學(xué)生都有事情做，每個(gè)人都是學(xué)習(xí)的主人，課堂怎能不生動活潑呢？

3.天氣與氣候教學(xué)———學(xué)生自主制作天氣符號。

本課堂以中央電視臺的天氣預(yù)報(bào)作為一個(gè)基本導(dǎo)入，讓學(xué)生知道天氣預(yù)報(bào)的播報(bào)過程，上課過程中，拿出課前用彩色卡紙制作了一套表示天氣符號和風(fēng)向風(fēng)級符號的卡片，許多符號可以制作在一起，制作成一個(gè)復(fù)合型的卡片，例如天氣符號晴，多云，陰，小雨，中雨，大雨，暴雨，雨夾雪，表示風(fēng)向和風(fēng)級的符號2~6級可以制作在一張上，8~12級可以制作在一張上。最后設(shè)計(jì)一個(gè)小游戲，利用這些卡片來做一些小游戲，例如利用這些符號讓學(xué)生模仿天氣預(yù)報(bào)員來向同學(xué)播報(bào)幾個(gè)城市的天氣情況。

4.再也不是難懂的等高線地形圖———野外教學(xué)+自主制作等高線模型。

等高線地形圖是學(xué)生在初中接觸經(jīng)緯網(wǎng)后再次接觸到的知識性難點(diǎn)，對于等高線的判讀是初中生較為難懂的地方，如何能夠在短時(shí)間內(nèi)更好地看懂和理解等高線地形圖，是目前教學(xué)過程中重點(diǎn)探索的。本課堂設(shè)計(jì)，首先初步講解各種等高線基本判讀，特別是在平面圖上通過等高線的曲線變化，讓學(xué)生建立立體概念并進(jìn)行空間定位；在講解之后帶領(lǐng)學(xué)生去野外對于實(shí)際空間形象有一個(gè)基本的認(rèn)識。關(guān)于等高線地形的制作，制作過程中使用的原料有彩紙板、海綿膠、泡沫板，工具有剪刀、裁紙刀。用不同顏色的紙板代表不同的海拔高度。用泡沫和彩紙板制作成有緩坡、陡坡的山體。山體分為六層。用畫板作底板，用海綿膠固定。教學(xué)中的使用：底板上有山體模型，向?qū)W生說明“這是一座山的模型，山頂?shù)暮０胃叨葹?80米”，讓學(xué)生形成山體的印象。讀圖認(rèn)識山地不同部位（山頂、山脊、山谷、鞍部、陡崖）的名稱。學(xué)生側(cè)視可見山體，俯視則可見清晰的等高線圖。觀察等高線疏密狀況，等高線密集表示坡陡，等高線稀疏表示坡緩。

三、創(chuàng)意教具在未來地理教學(xué)的深度思考

根據(jù)已知自制學(xué)具，利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，教學(xué)不只是知識傳遞和執(zhí)行的過程，更是課程創(chuàng)新與開發(fā)的過程。創(chuàng)造性學(xué)習(xí)離不開創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，創(chuàng)新能力源于觀察學(xué)生、教學(xué)思考、思維想象和解決問題能力的培養(yǎng)、提高。而地理教具或?qū)W具的親手制作，極大地豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也給了學(xué)生一個(gè)充分展示自我的廣闊空間，做要靠想來指導(dǎo)，想要靠做來證明。

首先，創(chuàng)意教具更應(yīng)該體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。動手能力的培養(yǎng)、對知識的運(yùn)用與創(chuàng)新則顯得尤為重要。學(xué)生通過對地理知識的認(rèn)知后，倘使能讓他們通過自己動手，制作出與此相關(guān)的實(shí)物學(xué)具，讓學(xué)生在實(shí)踐中得到鍛煉，同時(shí)亦能在制作中檢驗(yàn)對知識的掌握程度。這樣既能豐富學(xué)生的課余生活，又能增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使個(gè)性特長和能力得到充分的發(fā)揮。

其次，創(chuàng)意教具應(yīng)當(dāng)是以地理實(shí)體化、地圖化呈現(xiàn)，將教具作為重要媒介，將教具的功能發(fā)揮到極致，成為地理教學(xué)的主打陣營，豐富了課堂教學(xué)信息。在教學(xué)過程中，只有師生共同協(xié)作設(shè)計(jì)教具，才能夠更好地呈現(xiàn)地理知識。教學(xué)過程中通過創(chuàng)意教具以視覺的、數(shù)字的或觸覺的方式表現(xiàn)地理信息。不管是什么樣的創(chuàng)意教具，它的基本功能都有兩個(gè)核心：輔助地理知識的教學(xué)，優(yōu)化難點(diǎn)教學(xué)過程；可視化表達(dá)地理知識。

再次，在地理教學(xué)中，教師都會或多或少地設(shè)計(jì)地理教學(xué)用具，如何通過教具來讓學(xué)生認(rèn)識大千世界，構(gòu)建學(xué)生自己的地理知識結(jié)構(gòu)，這是教師在教學(xué)過程中需要琢磨設(shè)計(jì)的，豐富多彩的地理創(chuàng)意教具，在外形上極大地吸引了學(xué)生，高效地豐富了地理課堂教學(xué)，讓學(xué)生從干巴巴的文字中跳出來，能高效地調(diào)動動學(xué)生學(xué)習(xí)的激情。

第8篇：海綿城市的定義范文

1.1城市化的水文效應(yīng)研究

綜合已有研究,將城市化過程中對區(qū)域水循環(huán)和水文過程產(chǎn)生的影響以及由此引發(fā)的水文現(xiàn)象稱為城市化水文效應(yīng).從水文過程的本身來看,城市化帶來的水文過程效應(yīng)主要包括:城市降雨過程特征突變、城市耗散強(qiáng)度增大以及城市產(chǎn)匯流過程畸變等.對于城市降雨過程,眾多研究表明,城市市區(qū)內(nèi)的降水量顯著高于郊區(qū)降水量,城市周圍降水時(shí)空趨勢性分布十分明顯.其主要原因是城市化對水分和能量收支的影響,這些影響被稱之為城市“熱島效應(yīng)”、“雨島效應(yīng)”、城市“干/濕島效應(yīng)”等.其中,城市“雨島效益”和“干/濕島效應(yīng)”與城市“熱島效應(yīng)”密切相關(guān).在城市“熱島效應(yīng)”方面,Gedzelman等人、Champollion等人、Bottyan和Unger、Nadir基于城區(qū)和郊區(qū)的氣溫觀測數(shù)據(jù)分別研究了美國紐約、法國巴黎、匈牙利塞巨(Szged)、蘇丹喀土穆等城市的熱島效應(yīng),發(fā)現(xiàn)紐約城市熱島效應(yīng)最強(qiáng),城區(qū)和郊區(qū)的氣溫差最高可達(dá)8℃.張景哲等人、周淑貞對北京、上海的“熱島效應(yīng)”做了系統(tǒng)研究.在“熱島效應(yīng)”定量模擬方面,日本學(xué)者Kimura和Takahashi,Toshiaki和Kazuhiro建立了人工熱排放(包括汽車尾氣、工業(yè)廢熱、人工取暖等)的精細(xì)模擬模型,繪制了較為詳細(xì)的逐日和年際人工熱排放變化圖.香港城市大學(xué)Chan教授建立了考慮熱島效應(yīng)的城區(qū)溫度變化修正曲線.在“雨島效應(yīng)”方面,黃國如和何泓杰,王棟成等人在濟(jì)南的研究表明:“雨島效應(yīng)”導(dǎo)致城市增雨率約為10%;曹琨等人選取1959~2007年上海市龍華站降水、氣溫資料及青浦、嘉定降水資料,運(yùn)用累積曲線、距平統(tǒng)計(jì)和相對偏差對比等方法對上海地區(qū)降水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)“雨島效應(yīng)”主要集中于汛期5~10月,市區(qū)降水平均年增長率為郊區(qū)的1.6倍;目前,在國際上關(guān)于“雨島效應(yīng)”具有2個(gè)基本觀點(diǎn):一是城市化導(dǎo)致城區(qū)高強(qiáng)度降水增加;二是城市化及其工業(yè)污染產(chǎn)生的氣溶膠導(dǎo)致城區(qū)降水減少.第一種觀點(diǎn)的代表性研究在墨西哥城,Jauregui和Romales通過1941~1985年的數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)夏季城區(qū)“>20mm/h”的高強(qiáng)度降水明顯增加,而同時(shí)期郊區(qū)雨量站的降水沒有顯著變化.第二種觀點(diǎn)的代表性人物是Daniel,他基于NOAAAVHRR數(shù)據(jù)和歷史降水?dāng)?shù)據(jù)分析得出“城市化和工業(yè)污染導(dǎo)致區(qū)域降水量減少”.這兩派觀點(diǎn)看似矛盾,實(shí)際具有科學(xué)上的內(nèi)在一致性,城區(qū)點(diǎn)上極端(高強(qiáng)度)降水增加,是以面上其他區(qū)域降水的減少為代價(jià)的,因?yàn)閰^(qū)域水汽通量條件并沒有發(fā)生大的變化,“點(diǎn)”上多必然導(dǎo)致“面”上少.在“干/濕島效應(yīng)”方面,目前的研究主要集中在對長時(shí)期、大范圍氣象觀測資料的對比分析上,Katharine等人基于全球1973~2003年系列5°5°分辨率的逐月地表濕度分布數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),城市化及其他人類活動導(dǎo)致地表水汽含量(絕對濕度)明顯增加.Brown和Degaetano基于美國145個(gè)氣象站的逐小時(shí)濕度數(shù)據(jù)分析了美國1930~2010年的地表濕度演變趨勢,發(fā)現(xiàn)絕對濕度普遍增加,相對濕度在城市和郊區(qū)表現(xiàn)不一樣,東部、中部和西部表現(xiàn)也不一樣,大體是東部城市呈現(xiàn)“干島”,西部城市呈現(xiàn)“濕島”.顧麗華等人利用4個(gè)氣象站1961~2005年水汽壓、相對濕度的資料,對南京市的城市干島和濕島效應(yīng)進(jìn)行了全面、細(xì)致的研究,發(fā)現(xiàn)南京在平均相對濕度和水汽壓上表現(xiàn)為明顯的干島效應(yīng),隨著城市規(guī)模的發(fā)展,南京城市干島效應(yīng)總體為增強(qiáng)的趨勢;在浙江麗水和福建廈門,潘婭英等人和張少麗等人的研究也得到了“城市干島”的結(jié)論.在城市蒸散發(fā)研究方面,已有研究認(rèn)為,由于城市化進(jìn)程使植被、土壤等下墊面條件被不透水硬地面替代,持水下墊面的減少會導(dǎo)致蒸發(fā)量的減少.倪廣恒和敬書珍基于遙感技術(shù)研究了城市蒸散發(fā)過程與土地利用/覆蓋的響應(yīng)關(guān)系;吳炳方和邵建華基于遙感影響建立了區(qū)域蒸騰蒸發(fā)量的時(shí)空推演方法,該方法在流域大尺度范圍內(nèi)應(yīng)用較好,但其空間分辨率較低,對城市區(qū)的模擬精度受到限制,而且也沒有考慮城市人工取用水的蒸發(fā)耗散.Qin等人將下墊面分為5類(耕地、城鄉(xiāng)居工地、陸生植被區(qū)、水生植被區(qū)、未利用土地),分別提出了各項(xiàng)ET的理論與計(jì)算方法,在城市耗水計(jì)算中綜合運(yùn)用了用水定額、耗水系數(shù)和水量平衡法.在耗水率計(jì)算方面,李彥東認(rèn)為“工業(yè)和生活用水的蒸發(fā)耗水率不超過10%”.孟凡貴在博文“制度性干旱”的附文中()測算北京市區(qū)工業(yè)和生活蒸發(fā)耗水僅為133mm,由此推斷城市單位面積水耗遠(yuǎn)比農(nóng)田小,對水源的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)比農(nóng)田大,這一計(jì)算忽略了城市中水回用及復(fù)雜的循環(huán)轉(zhuǎn)化消耗過程,結(jié)果偏小.“制度性干旱”的觀點(diǎn)一度引起學(xué)術(shù)界的爭論.中國科學(xué)院南京土壤研究所張佳寶研究員()在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》采訪時(shí)說:“(孟凡貴)之所以能得出一些令人觸目驚心的結(jié)論,是因?yàn)樵撐脑谟?jì)算各項(xiàng)水資源消耗量時(shí)有一些問題”.以上爭論從一個(gè)側(cè)面反映了學(xué)術(shù)界和社會公眾對蒸發(fā)耗水的關(guān)注.總體來看,目前城市蒸散發(fā)對自然側(cè)、大尺度的研究較多,對考慮城市耗用水過程的綜合蒸散發(fā)過程的研究還比較少.

1.2城市化伴生的水環(huán)境及水生態(tài)效應(yīng)

從歷史的發(fā)展來看,城市化和工業(yè)化往往導(dǎo)致城市環(huán)境惡化,生態(tài)受到較大破壞.中國目前處于工業(yè)化中后期和快速城市化時(shí)期,城市環(huán)境和生態(tài)質(zhì)量逐漸成為制約社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素.其中,水環(huán)境和水生態(tài)是城市生態(tài)環(huán)境體系的重要組成部分.2007年,經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)的“中國環(huán)境報(bào)告”指出,中國在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí),環(huán)境質(zhì)量水平大幅度下滑,“與世界上最貧窮的國家近似”.根據(jù)中國人民共和國環(huán)境保護(hù)部《2013中國環(huán)境狀況公報(bào)》,中國已有超過30%的主要河流、70%的湖泊和20%的沿海水域遭到嚴(yán)重污染,尤其是河流流經(jīng)城市段的污染最為嚴(yán)重.同時(shí),城市區(qū)域地下水污染問題不容忽視,地下水水質(zhì)優(yōu)良的比例僅占37.3%.水環(huán)境和水生態(tài)惡化不僅對居民飲用水安全構(gòu)成威脅,也是城市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長的絆腳石.因此,近些年來,城市化、工業(yè)化伴生的水環(huán)境與水生態(tài)效應(yīng)相關(guān)研究成為城市水文學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一.在城市水環(huán)境方面,以水環(huán)境承載力研究為著眼點(diǎn),Zacharof等人,Schütze等人在此基礎(chǔ)上提出了水環(huán)境納污能力計(jì)算、水環(huán)境過程演變模擬等模型和污水處理系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控方案.水環(huán)境納污計(jì)算模型可以定量求解水環(huán)境承載力,對城市建設(shè)決策,可持續(xù)發(fā)展提供有力依據(jù).郭懷成和唐劍武以山東臨淄為例,建立了該區(qū)水環(huán)境系統(tǒng)動態(tài)預(yù)測與決策模型,由模型獲得定量化水環(huán)境承載力,以研究城市水環(huán)境與社會、經(jīng)濟(jì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略及對各協(xié)調(diào)策略進(jìn)行評價(jià).崔鳳軍采用系統(tǒng)研究方法,利用城市水環(huán)境承載力指數(shù)分析城市水環(huán)境,對策略變量做出預(yù)測、優(yōu)化,并利用系統(tǒng)動力學(xué)模擬手段進(jìn)行了實(shí)證研究.左其亭等人提出了計(jì)算城市水環(huán)境承載能力的“控制目標(biāo)反推模型”(COIM模型),同時(shí)以鄭州市為應(yīng)用范例,介紹城市水環(huán)境承載能力計(jì)算模型應(yīng)用及水環(huán)境調(diào)控對策制定.水環(huán)境和水質(zhì)過程演變研究主要從污染物性質(zhì),污染事件的過程與方式等方面認(rèn)識環(huán)境惡化與水質(zhì)劣變過程的演化機(jī)理,同時(shí)提出相關(guān)防治對策.張學(xué)勤和曹光杰就城市水質(zhì)問題提出了節(jié)約用水、控制點(diǎn)源和面源污染、加強(qiáng)城市綠地建設(shè)、生態(tài)修復(fù)城市水體等改善城市水環(huán)境質(zhì)量的具體措施.任玉芬等人通過對不同城市下墊面的分析,研究了屋面和路面等不透水面以及綠地3類城市主要下墊面形式的降雨徑流污染.Zheng等人通過動態(tài)建模方法,研究城市雨水徑流多環(huán)芳香烴(PAH)的污染評估.Gnecco等人研究了在城市表面的降雨污染,分別調(diào)查了屋頂和路面污染情況.結(jié)果顯示在路面徑流中最顯著的污染物為溶解形式的Cu,Pb和Zn的重金屬;關(guān)于屋頂徑流,鋅濃度是非常高的.Vizintin等人使用結(jié)合過程的模型,測定考慮城市水循環(huán)的城市沖積含水層地下水污染.在城市水生態(tài)方面,相關(guān)研究結(jié)合城市生態(tài)建設(shè)管理實(shí)踐,通過水與其他生態(tài)要素的統(tǒng)一分析,為城市生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)與科學(xué)建議.早期的城市生態(tài)建設(shè)規(guī)劃主要考慮城市結(jié)構(gòu)、形態(tài)設(shè)計(jì)等,忽視了能源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù),直到20世紀(jì)90年代初,城市水問題、水環(huán)境和水生態(tài)的研究才逐漸受到重視.Kattel等人認(rèn)為,城市生態(tài)是一個(gè)聯(lián)合的整體,是建筑、土地利用、城市綠地、道路、濕地、棲息地及島嶼等不同的組合聚集在一起形成的,維持城市生態(tài),保障城市可持續(xù)發(fā)展十分重要.Gbel等人提出了擬自然的城市水文生態(tài)管理方法,并評估了這種管理模式下城市地下水的響應(yīng)規(guī)律.王沛芳等人提出了水安全、水環(huán)境、水景觀、水文化和水經(jīng)濟(jì)五位一體的城市水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)模式.Wang等人研究了青島嶗山區(qū)水資源和生態(tài)環(huán)境的綜合管理,對于城市居民區(qū)的廢水排放,為預(yù)防水體富營養(yǎng)化和藻類的營養(yǎng)物質(zhì)匯集,人工濕地和沿岸水生植物形成了緩沖地帶.周文華等人以北京市為例,探討了城市水生態(tài)足跡的內(nèi)涵和4種典型城市水生態(tài)足跡的發(fā)展軌跡,提出了基于城市生態(tài)需水量的水生態(tài)足跡的核算方法.劉武藝等人定義了基于城市水生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)承載力,提出了“基于城市水生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)承載力-壓力量化模型”,并根據(jù)理論模型設(shè)計(jì)了計(jì)算模型.綜上所述,城市水環(huán)境與水生態(tài)效應(yīng)研究不單單局限于水資源本身,需要結(jié)合城市整體建設(shè)規(guī)劃,考慮經(jīng)濟(jì)和社會因素.在水環(huán)境治理方面,水環(huán)境承載力具備了一定的研究基礎(chǔ),今后主要的研究方向應(yīng)該側(cè)重于污染物的運(yùn)移轉(zhuǎn)化,以及污染事件和水質(zhì)劣變過程機(jī)理的認(rèn)識和模擬等方面.水生態(tài)研究作為城市生態(tài)建設(shè)的重要部分,則緊密結(jié)合了經(jīng)濟(jì)、社會等各類因素.城市生態(tài)需水量、城市生態(tài)承載力等研究都已開展.在城市生態(tài)建設(shè)日益得到重視的情況下,水生態(tài)學(xué)的研究將以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),為統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合管理提供理論依據(jù).

1.3城市化水文過程機(jī)理研究

城市化水文過程機(jī)理研究是城市水文研究的另一重要分支,這部分研究可劃分為“自然”和“社會”2個(gè)方面.“自然”方面重點(diǎn)研究天然降水在城市復(fù)雜下墊面上的運(yùn)動轉(zhuǎn)化和消耗過程;“社會”方面則集中于城市供用水方式和排水過程特征等領(lǐng)域.“自然”方面早期主要關(guān)注城市暴雨洪水及市政排水設(shè)計(jì)等工程問題,中國部分高校為此開設(shè)了“城市水利工程”專業(yè).近期關(guān)注城市水文內(nèi)在機(jī)理與模擬預(yù)測等基礎(chǔ)科學(xué)問題,包括不同城市下墊面的降雨-徑流關(guān)系、城市產(chǎn)匯流集成模擬、城市暴雨洪水的源頭控制(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.研究結(jié)果表明,城市化對天然水循環(huán)的影響作用主要集中在以下幾個(gè)方面:

(1)城市化進(jìn)程改變了天然的下墊面條件,隔斷了地表、土壤與地下的水文聯(lián)系,在一定程度上改變了區(qū)域的產(chǎn)匯流特性;

(2)城市化進(jìn)程破壞了已有的水文格局,改變了原有的水生態(tài)系統(tǒng)平衡,對城市生態(tài)環(huán)境造成一定程度的影響;

(3)城市化進(jìn)程從整體上改變了城市水文系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,增大了城市洪水內(nèi)澇的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn).“社會”方面,已有研究重點(diǎn)關(guān)注城市供水安全,研究不同城市單元的用水量及其影響因素以及城市水體水質(zhì)劣變與驅(qū)動機(jī)制研究等.Mercedes等人對巴塞羅那居住區(qū)游泳池的用水量進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)城市游泳池的用水約占了總用水量的10%,富人區(qū)游泳池相對較多,人均用水量也更高一些.Rachelle等人通過澳大利亞金海岸城132個(gè)家庭的用水觀測和行為分析,研究了有無節(jié)水意識對最終生活用水量的影響.Peter和Denny對澳大利亞布里斯班城市資源消耗(水資源、能源、住房)的決定因素的半定量分析表明,用水量的決定因素主要取決于收入水平,個(gè)人節(jié)水意識對片區(qū)用水量的影響較小.Angela和Thomas研究了西班牙馬洛卡旅游度假區(qū)的用水量,指出高端旅游度假區(qū)人均用水量最高,其原因之一就是其私家花園的用水量占到了夏天總用水量的70%,大眾旅游度假區(qū)的花園用水量占30%,城市居住區(qū)約占20%.劉家宏等人、左其亭剖析了中國城市生活用水指標(biāo)的演變機(jī)理,建立了考慮氣候、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的城市生活用水指標(biāo)計(jì)算模型.城市水質(zhì)劣變和污染負(fù)荷驅(qū)動機(jī)制是“社會”側(cè)的新的研究熱點(diǎn).Chebbo和Gromaire通過法國巴黎一個(gè)名叫“LeMarais”的城市試驗(yàn)小區(qū)的綜合觀測,定量分析了下水道系統(tǒng)的污染負(fù)荷,分別估計(jì)了徑流,廢污水和下水道的沉積物對總污染負(fù)荷的貢獻(xiàn).Campisano等人利用數(shù)學(xué)建模和實(shí)驗(yàn)觀測,研究了下水道的沖洗脈沖波對管道沉積物的沖刷效應(yīng).李家科等人從機(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)模型和概念模型3個(gè)方面進(jìn)行了歸類整理,梳理總結(jié)了城市面源污染估算的主要方法和模型,系統(tǒng)地闡述了城市地表徑流污染的過程機(jī)理與描述方案.

1.4城市水文過程模擬模型

城市水文過程模擬模型研究主要集中在城市產(chǎn)匯流與暴雨內(nèi)澇過程方面,已有研究認(rèn)為城市化導(dǎo)致城市產(chǎn)匯流機(jī)制和產(chǎn)匯流特性均發(fā)生改變.Urbonas等人繪制了城市暴雨徑流系數(shù)與城市不透水面積比例的相關(guān)關(guān)系圖,表明隨著城市下墊面不透水特性的增強(qiáng)城市產(chǎn)流系數(shù)迅速增大.Brun和Band研究表明,城市不透水面增加0.1~1倍,產(chǎn)生的地表徑流將增加2~5倍.Seth等人在美國對高度城市化流域和自然流域進(jìn)行對比研究后發(fā)現(xiàn),城市化區(qū)域降雨徑流峰值要比自然流域高出30%以上,同時(shí),城市化區(qū)域徑流衰退系數(shù)要比自然流域低40%左右.Mark等人和Schmitt等人解析了暴雨洪水時(shí)城市表面流和下水管道流量之間的相互作用.我國學(xué)者在城市產(chǎn)匯流和洪澇研究領(lǐng)域主要集中在對城市降雨和徑流的預(yù)報(bào)上.許有鵬等人以我國南方城市地區(qū)為例,借助“3S”技術(shù)平臺,對區(qū)域徑流過程進(jìn)行了模擬,結(jié)論表明快速城市化導(dǎo)致區(qū)域不透水率增加,河網(wǎng)滯蓄能力下降,區(qū)域徑流深度和徑流系數(shù)增大.由于水文過程的復(fù)雜性和不確定性,原型觀測的難度較大.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)模擬技術(shù)的發(fā)展,借助區(qū)域或者流域水文模型對城市化過程中的水文過程進(jìn)行模擬越來越受到研究者的重視.Lhomme等人建立了基于GIS的城市地表產(chǎn)匯流模型.Vieux和Bedient用數(shù)值方法分析了人口稠密的城市化地區(qū)洪水預(yù)報(bào)的不確定性.Valeo和Ho分析了目前融雪模型的一些問題,建立了以野外實(shí)驗(yàn)得到的城市融雪參數(shù)為基礎(chǔ)的融雪模型,解決了城市地區(qū)的融雪問題.Berthier等人用二維數(shù)值模型來確定土壤在城市集水區(qū)徑流的形成中的作用,發(fā)現(xiàn)土壤出流的貢獻(xiàn)可以占到徑流總量的14%.城市水文過程模擬模型基本上可以分為以下幾類:

(1)概念性水文模型;

(2)物理性水文模型;

(3)水動力模型.其中,水文模型將城市水循環(huán)系統(tǒng)看做一個(gè)“黑箱”或者“灰箱”系統(tǒng),借助輸入-輸出響應(yīng)關(guān)系或者具有一定物理機(jī)理關(guān)系的方程來描述系統(tǒng)的水文過程和水循環(huán)行為.此類模型結(jié)構(gòu)簡單,對輸入數(shù)據(jù)和參數(shù)的要求不高,便于普及應(yīng)用,缺點(diǎn)在于模擬精度受到一定的限制,模擬過程的時(shí)空尺度不宜太小.水動力學(xué)模型對城市水文過程進(jìn)行了顯式刻畫,利用地表水動力學(xué)方程,管道流體運(yùn)動方程等對城市水循環(huán)過程進(jìn)行模擬計(jì)算,大大地提高了模擬精度,并且可以顯著降低模擬的時(shí)間尺度.但是由于建模過程需要大量復(fù)雜的輸入數(shù)據(jù)和參數(shù),限制了模型的廣泛應(yīng)用.當(dāng)前,城市水文和水動力模型層出不窮,但每一種模型都具有其獨(dú)特的適用范圍.這些模型在特定區(qū)域和特定工況條件下取得了較好的研究成果.總結(jié)來看,SWMM模型、InfoWorks模型和MIKE模型是應(yīng)用成功的典型.SWMM模型的全稱是城市暴雨雨水管理模型(StormWaterManagementModel),是由美國環(huán)保局于20世紀(jì)70年代初開發(fā)的.該模型可以模擬城市區(qū)域次降雨徑流過程,包括城市地面暴雨徑流的過程響應(yīng)以及在城市排水系統(tǒng)的水力運(yùn)動過程等.模型問世以來,被廣泛地應(yīng)用于世界各地的城市規(guī)劃和管理中,在城市暴雨徑流預(yù)報(bào)模擬、污水排放的環(huán)境效應(yīng)分析以及城市雨水污水排水設(shè)計(jì)等領(lǐng)域均有應(yīng)用.我國學(xué)者針對SWMM模型開展了廣泛的應(yīng)用研究,劉俊和徐向陽利用SWMM模型對天津主城區(qū)外環(huán)河以內(nèi)的主要河道進(jìn)行了建模計(jì)算,得到了研究區(qū)重要河道斷面的流量過程.陳鑫等人對鄭州市主城區(qū)的暴雨徑流過程進(jìn)行了模擬,并對研究區(qū)設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)和排水重現(xiàn)期進(jìn)行了分析.InfoWorks模型由英國Wallingford集團(tuán)負(fù)責(zé)研發(fā).該模型的最大特點(diǎn)是可以仿真模擬城市水循環(huán)過程,對城市管網(wǎng)的水流過程模擬能力比較強(qiáng)大.我國學(xué)者近些年來也積極引進(jìn)該模型.姚宇建立了城市工業(yè)園區(qū)排水網(wǎng)絡(luò)模擬模型,仿真模擬城市排水管網(wǎng)的運(yùn)行性能.張偉分析了城市排水管網(wǎng)的水力特性,并模擬管網(wǎng)水流的沉積規(guī)律,為城市管網(wǎng)防淤塞管理提供有力工具.MIKE模型是丹麥水資源及水環(huán)境研究所(DHI)的產(chǎn)品.DHI是非政府的國際化組織,基金會組織結(jié)構(gòu)形式,主要致力于水資源及水環(huán)境方面的研究,擁有世界上最完善的軟件、領(lǐng)先的技術(shù).MIKE模型家族中有一款專為城市水系統(tǒng)量身定做的模擬工具-MIKEURBAN模型,其前身為MIKEMOUSE模().MIKEURBAN是模擬城市排水,污水系統(tǒng)的水文,水力學(xué)和水質(zhì)等集成工程軟件,它集成了城市下水系統(tǒng)中的地表流,明渠流,管道流,水質(zhì)以及泥沙傳輸?shù)扔?jì)算模型,具有強(qiáng)大的城市水循環(huán)及伴生過程模擬能力.文獻(xiàn)檢索顯示,MIKE系列模型目前在國內(nèi)已有廣泛的應(yīng)用,但是MIKEURBAN模型的應(yīng)用還不是很多.隨著我國城市化的迅速推進(jìn),基于城市水循環(huán)調(diào)控與城市水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)的需要,MIKE-URBAN模型會有更廣闊的應(yīng)用前景和提升空間.

2城市水文學(xué)發(fā)展趨勢

城市水文研究是通過分析城市化對于降水、城市下墊面產(chǎn)匯流規(guī)律、城市暴雨洪水以及供需水、水資源保障、水環(huán)境、水生態(tài)等方面的影響機(jī)制,來實(shí)現(xiàn)對城市氣候成因分析、洪水預(yù)測計(jì)算、污染事件防控、景觀生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)、雨洪資源化利用等目的.通過以上國內(nèi)外文獻(xiàn)檢索可以發(fā)現(xiàn),城市水文學(xué)興起于20世紀(jì)80年代,主要開展城市化的水文效應(yīng)、城市水文機(jī)理與模擬等方面的研究.目前學(xué)術(shù)界對城市熱島效應(yīng)的研究結(jié)論基本一致,對產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”的機(jī)理認(rèn)識也比較清楚.研究手段已從數(shù)據(jù)對比法(包括城/郊觀測數(shù)據(jù)對比、城區(qū)長系列歷史數(shù)據(jù)對比)上升到模型模擬和實(shí)驗(yàn)室模擬階段,建立了一系列能夠反演城市“熱島效應(yīng)”的統(tǒng)計(jì)模型、能量平衡模型、數(shù)值模型、解析模型和物理模型.目前對城市夏季“雨島效應(yīng)”的研究結(jié)論基本一致,對“雨島效應(yīng)”的產(chǎn)生機(jī)理認(rèn)識也比較統(tǒng)一.但對城市干/濕島效應(yīng)的研究結(jié)論在不同地區(qū)并不一致,這與城市水循環(huán)的復(fù)雜性、城市所在區(qū)域氣候背景的差異性,以及水分相變過程與能量平衡(顯熱/潛熱轉(zhuǎn)化)過程的高度契合性密切相關(guān).城市干/濕島效應(yīng)與城市蒸散發(fā)密切相關(guān),欲從機(jī)理上闡釋干/濕島形成的原因,必先弄清城市蒸散發(fā)的機(jī)制及其各項(xiàng)水分來源.城市水文機(jī)理與模擬方面,“自然側(cè)”的降水-產(chǎn)匯流研究比較系統(tǒng),已建立了包括城市屋面、硬化地面、城市綠地等復(fù)雜城市下墊面的降水-蒸發(fā)-徑流定量模擬模型.“社會側(cè)”的用水規(guī)律和需求預(yù)測研究也比較多,剖析了收入水平、節(jié)水意識、生活習(xí)慣等因素對城市用水量的影響,建立了考慮氣候、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的城市生活用水指標(biāo)計(jì)算模型.對城市人工取用水的耗水機(jī)理研究較少,在城市綜合耗水強(qiáng)度“是高還是低”的定性認(rèn)識上還存在激烈爭論.目前對工業(yè)、生活及城市景觀生態(tài)用水消耗的定量計(jì)算做了一些探索,定量方法主要是經(jīng)驗(yàn)性的耗水系數(shù)法,尚沒有建立具有物理機(jī)制的城市用水蒸發(fā)耗散模型.從城市化的發(fā)展趨勢、水資源消耗的空間分布,以及城市化對水分收支影響等關(guān)鍵科學(xué)問題來看,城市綜合耗水的內(nèi)在機(jī)理研究將是現(xiàn)代城市水文學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn),該方面研究獲得的城市蒸發(fā)耗水的定量計(jì)算成果,可以建立水分相變過程(蒸發(fā))的能量吸收(潛熱)與氣溫(顯熱)的關(guān)系模型,從而架起城市蒸發(fā)耗水與能量收支之間的橋梁,為解釋不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同濕度條件下城市熱島效應(yīng)的強(qiáng)弱奠定科學(xué)基礎(chǔ).理論上,蒸發(fā)耗散強(qiáng)度大(相對于郊區(qū))的城市,其熱島效應(yīng)弱,反之則強(qiáng),因?yàn)檎舭l(fā)吸收顯熱,對溫度升高具有抑制作用.在應(yīng)用方面,隨著城市內(nèi)澇問題的日益凸顯,城市建成區(qū)短歷時(shí)暴雨洪水的精細(xì)模擬預(yù)測、城市水文極值事件的定量描述、“海綿型”社區(qū)建設(shè)(低影響社區(qū))模式及其水文響應(yīng)規(guī)律等也是城市水文研究重要方向.城市水文學(xué)理論的發(fā)展過程中還存在很多問題需要解決,目前國內(nèi)在機(jī)理和模型上的研究還要朝以下幾個(gè)方面努力:首先,要重視水文效應(yīng)機(jī)理研究.之前諸多研究結(jié)果表明:城市水文效應(yīng)存在明顯的區(qū)域性,不同地區(qū)存在不同的水文現(xiàn)象.把握城市水文效應(yīng)的規(guī)律性并開發(fā)定量模擬模型是今后工作的重點(diǎn).如城市暴雨產(chǎn)流過程的時(shí)空精細(xì)化模擬,重點(diǎn)要探究城市“雨島效應(yīng)”、“干濕島效應(yīng)”對城市局部氣候的定量化影響,提高降雨預(yù)報(bào)精度和預(yù)見期.其次,要發(fā)展多學(xué)科交叉及應(yīng)用研究.做好城市水文學(xué)研究必須涉及多個(gè)領(lǐng)域、學(xué)科的交叉合作,城市水文研究不僅與大氣科學(xué)密切相關(guān),還與環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)及社會科學(xué)、城市規(guī)劃等學(xué)科領(lǐng)域相互關(guān)聯(lián),只有協(xié)調(diào)好學(xué)科間的相互關(guān)系,領(lǐng)域之間互相合作,才能更好地認(rèn)識和理解城市水文效應(yīng)機(jī)制.最后,要把握好氣候變化對城市水文過程的響應(yīng).全球變暖已經(jīng)成為科學(xué)界不爭的事實(shí),諸多學(xué)者認(rèn)為全球變暖現(xiàn)象對于城市水文過程及水生態(tài)系統(tǒng)存在一定的影響,相對于其他系統(tǒng)而言,城市系統(tǒng)對于氣候變化的影響更加脆弱,因此分析氣候變化對于城市水文過程的影響十分必要.

3結(jié)論與展望

城市水文學(xué)是水文學(xué)的一個(gè)重要分支,20世紀(jì)80年代正式獨(dú)立成為一門學(xué)科,早期重點(diǎn)關(guān)注城市排水工程設(shè)計(jì)等水文計(jì)算問題.21世紀(jì)以來,隨著城市化進(jìn)程的加快,城市水文學(xué)面臨的問題更趨復(fù)雜,學(xué)科研究領(lǐng)域逐漸拓寬,囊括了城市化伴生的水環(huán)境與水生態(tài)效應(yīng)、城市水文過程機(jī)理解析和過程模擬等內(nèi)容.近30年來,城市水文學(xué)在城市水文與伴生過程模擬、城市水資源配置與高效利用、城市防洪減災(zāi)等方面取得了豐碩成果,基本形成了一套完整的機(jī)理、模型和實(shí)驗(yàn)觀測方法.但是,目前城市水文學(xué)還有諸多問題存在爭議.隨著氣候變化和城市化進(jìn)程的推進(jìn),這些問題逐漸受到廣泛關(guān)注.

(1)城市區(qū)域局部氣候變化與極端天氣事件頻發(fā)問題.目前,城市區(qū)域的“熱島效應(yīng)”、“干島效應(yīng)”和“濕島效應(yīng)”受到學(xué)界廣泛認(rèn)可,但上述效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理以及定量表征方法研究還很不充分.

(2)受到氣候變化和強(qiáng)人類活動干擾影響,城市水文要素和自然流域相比發(fā)生了深刻變化.其中,城市區(qū)域的綜合耗水強(qiáng)度和蒸散發(fā)量顯著升高.認(rèn)識城市高耗水過程機(jī)理,實(shí)施ET耗水管理,控制城市高耗水對促進(jìn)區(qū)域真實(shí)節(jié)水具有重要作用.