五、论述题（20分）
随着全球气候变化和城市化进程进一步加快，城市暴雨内涝事件频发，试用产汇流理论来分析造成城市暴雨内涝的原因，并简述城市产汇流国内外研究进展（要求：至少5000字，具有较好的逻辑性）。
1 城市内涝及其影响
1.1城市内涝定义及现状
城市内涝是指由于强降水或连续陛降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象。城市内涝灾害发生时，城市交通、网络、通信、水、电、气、暖等生命线工程系统瘫痪，社会经济活动中断，其灾害损失已远远大于因建筑物和物资破坏所引起的直接经济损失。近几年，我国各地城市内涝现象频繁发生，使这一城市问题受到越来越多学者的关注。
近年来，我国城市内涝频繁发生，而发生的地点都相对集中在城市，特别是大中城市。住房和城乡建设部在 2010 年对国内部分城市进行了内涝情况调研， 结果显示：从2008年一2010年，在全国351个设市城市中，有213个城市发生过内涝；内涝次数超过3次以上的城市数目约占39％；内涝发生时，最大积水深度超过50 cm的城市占74.6％，部分城市最大积水深度超过1.5 m；有57个城市的最大积水时间超过12 h。以北京市为例，北京市近两年影响比较大的内涝包括2011年“6.23”和2012年“7.21”。“6.23”降雨造成北京市29处立交桥区和重点道路出现积滞水，造成交通中断的有22处；“7.21”暴雨更是造成全市主要积水道路63处，路面塌方31处，5条运行地铁线路的12个站口因漏雨或进水临时封闭，甚至人员伤亡等等。
目前，我国大多城市处于建设发展时期，城市面积的增加、不透水地面比例的扩大、城市社会财富的累加、城市运转效率的加快等等，都使得内涝损失出现加重化、加大化的趋势，城市受淹的损失占历次洪灾造成的总损失的比例越来越大，一般达到50%一80%。由此看来，城市化的发展在很大程度上又加重了水灾损失。
1.2城市内涝的特点
发生的区域来看，由于过去城市数量和规模较小、城市建设用地面积小、可选择的区域大，故一般都选择地势比较高的地区进行城市建设，因此，以前城市内涝主要发生在沿海地势比较低地区的城市；而现在由于城市用地的紧张、可选择的用地少，城市内涝也在内陆地区城市频繁发生。另一方面，由于现代城市建
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设在排水方面出现了许多新问题，造成某些特定的地点内涝发生频率高，例如：很多地方的立交桥下降雨后会积水；过街的地下通道、铁路桥、公路桥也存在类似的情况。
1.3城市内涝的影响
近年来，我国城市内涝出现的频率和造成的损失呈逐年递增趋势，其带来的不利影响显而易见。突出表现在：
? 城市内涝带来严重的公共卫生问题，甚至疾病；因路滑造成的行人跌倒骨折；
趟水时被戳伤腿脚现象明显增多；受水浸泡后引发感冒及消化系统疾病的患者也急剧增加。
? 城市内涝造成城市道路交通系统运转失灵，甚至部分瘫痪，不仅不利于出行，
而且引发的交通事故也明显增加。
? 城市内涝引发城市水电、通信等地下线缆故障：造成市场、仓储货物被淹，
甚至人身伤亡。4)城市内涝可能引起社会秩序短时间的?昆乱恐慌。
2 城市内涝原因
城市内涝是一个较为综合的问题，由于城市化进程的推进使得城市化水文效应愈发显著，从而增加了城市内涝出现的概率和强度，而现有排水设施的标准偏低、建设滞后、维护和管养力度不足等因素也能进一步加重内涝的发生。主要表现为城市“热岛效应”突显，加上全球气候变化的影响，使得城市局部的极端天气更加趋于频繁地发生。
2.1城市内涝的直接原因——极端天气的频繁发生
城市内涝灾害直接由暴雨事件所引起，没有暴雨事件几乎可以肯定不会发生城市内涝灾害。从这个意义上讲，近年来频繁出现的暴雨事件直接导致了我国城市内涝灾害的频繁发生。在全球气候异常变化的大背景下，极端暴雨事件有所增加，而且，不论是单次暴雨的降雨量、雨强还是暴雨事件频次均有所增大。以北京市为例，利用北京市观象台站1961年～2008年的降雨资料，计算近40年短历时（120min）极端降雨事件的趋势（通过极端气候指数定义计算，短历时120min 的极端降水量阈值为16.21mm，120min降雨超过这一阈值即定义为极端降雨事件）。实际上，2003年一2008年极端降雨的频次呈现增加的趋势，2008年短历时极端降雨的频次达到11次，已经超过气候平均值（6.5次）。
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2.2 城市化水文效应
水文过程是气象与下垫面共同作用的结果。城市化引起的人口剧增、土地规划性质改变、不透水面积增加正不断地侵蚀着城市生态平衡。据广州市统计局 资料显示，改革开放初期，广州市总人口仅500万人左右，城市建成区面积不到170 km2，根据第六次人口普查资料，到2010年底，广州市常住人口达1270万人，城市建成区面积达1024km2 。在近30余年的时间里，广州市人口翻了一番，实际居住人口更是多次突破规划人口预测值，建成区面积更是增长了6倍。张建云指出，城市化水文效应随着城市化进程的加快越发显著，使得城市水问题越来越突出。城市化的进程直接影响到水文要素循环的各个方面（见图1），涉及到降水、流域水系、地表径流、雨洪、生态环境效应等。
2.2.1 城市化造成土地硬化
在城市化前，由于区域下垫面具有一定透水性，降雨首先被大量的农田、绿地等天然植被截留，然后在自然地表蓄积，进一步在土壤下渗作用下转化为地下水，最后余下的水才形成地表径流。城市化过程中森林、农田、湿地等不断被开发为居住地、工业用地或商业用地，城市地区不透水面积增加，相应的调蓄能力下降。下垫面硬化过程导致雨水截留量、蒸发量、下渗量和地下水位减少或降低，径流系数显著提高，从而影响流域产流。坡面和管道相结合的汇流方式是城市化地表径流的另一特点，流域的阻尼作用降低，汇流速度大大加快。水流在地表的汇流历时和滞后时间大大缩短，集流速度明显增大，城市地表径流量因此大为增
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