水利水电技术(中英文)

2026, v.57;No.629(03) 60-78

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极端降水引发地下水位上升对城市韧性的影响:以北京为例
Impact of extreme precipitation-induced groundwater level rise on urban resilience: A case study of Beijing

尚子琦,王树芳,吴芮欣,崔一娇,刘宗明,李启云,高梓健,王旭,杜旋,刘鑫

摘要(Abstract):

【目的】新水情背景下北京地下水位持续上升且已处于历史高位,威胁城市安全,极端降水加速了地下水位上升,急需探究浅层地下水对极端降水事件的响应机制,评估水位上升对城市韧性的影响,探索地下水调控策略。【方法】以2021年和2023年两个极端降水事件发生年为例,计算了极端降水百分位阈值,分析了多年平均(1983—2023年)、2021年、2023年降水时空分布特征。利用研究区360个浅层地下水位监测井数据,定量分析了极丰水年浅层地下水位对极端降水的响应过程。【结果】结果显示:(1)北京市近40年平均、2021年和2023年降水量依次为564.9 mm、864.5 mm和690.0 mm,降水主要集中在6—9月,其中2021年为近40年最大降水年。(2)北京地区20个典型气象站中,2021年和2023年极端降水的95%阈值依次为23.0~56.6 mm和19.3~89.7 mm,年内极端降水日数依次为4~6天和3~5天,年极端降水贡献率分别介于35.5%~56.7%和28.1%~67.1%,极端降水强度依次为45.3~123.1 mm·d~(-1)和25.8~217.8 mm·d~(-1),年内日最大降水量依次为48.4~223.3 mm和37.9~306.8 mm。(3)对比2021年和2023年丰-枯水期地下水位,水位升幅普遍介于0~5 m,年内最大升幅超过15 m。(4)城区地下水位埋深普遍小于20 m,部分地铁线路出现渗漏,西部雨洪调蓄工程下渗能力大幅降低。【结论】地表渗透性差异决定了山前地区比东部、南部平原区更易接受大气降水补给,但是不同降雨类型对地下水的补给效果不同,长期持续性降水对地下水的补给效果优于短时强降水。高水位影响了地铁、地下建筑和城市防洪工程的正常运行,加之地下水补给快、排泄慢,如果叠加极端降水的补给,会对城市韧性带来极大挑战,所以必须根据地下水补给和排泄特点,考虑极端降水对地下水的影响,制定科学合理的韧性城市建设规划。

关键词(KeyWords): 极端降水;地下水位升高;韧性城市;水位调控;降雨;地下水;气候变化;时空分布

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 北京市科技计划课题(Z251100004525001);北京市科技计划课题(Z221100005222014);; 国家自然科学基金重点项目(41831283);; 北京市自然科学基金青年项目(8234064)

作者(Author): 尚子琦,王树芳,吴芮欣,崔一娇,刘宗明,李启云,高梓健,王旭,杜旋,刘鑫

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2026.03.005

参考文献(References):

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