銀翼翔，秦華鵬，余淑琦，鄭妍妍，何康茂

1）北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院，城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東深圳 518055；2）廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州，510060

城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展使城市不透水下墊面不斷增加，造成降雨徑流增加和峰值提前，加劇了城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)［1-3］．低影響開發(fā)（low impact development，LID）是從源頭調(diào)控城市降雨徑流的重要措施，已在中國(guó)的海綿城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用［2-5］．

目前，國(guó)內(nèi)外已開展較多LID對(duì)降雨徑流滯留效應(yīng)的研究．唐雙成等［6］連續(xù)4 a監(jiān)測(cè)了雨水花園的入流與出流過(guò)程，發(fā)現(xiàn)雨水花園對(duì)降雨的滯留率高達(dá)96.8%；SHRESTHA等［7］發(fā)現(xiàn)美國(guó)佛蒙特州伯靈頓市的一個(gè)生物滯留池對(duì)降雨的滯留率為75%；李海燕等［8］發(fā)現(xiàn)植被草溝對(duì)中小強(qiáng)度降雨的滯留率達(dá)26.7%；DREELIN等［9］證實(shí)在降雨量和降雨強(qiáng)度都較小的情況下，透水路面產(chǎn)生的徑流流量比瀝青路面減少93%．與單體LID設(shè)施相比，LID組合方式有可能帶來(lái)更好的水文調(diào)控效果［10］．在中國(guó)臺(tái)北居民社區(qū)，HUANG等［11］以綠色屋頂和生物滯留池為主要設(shè)施布設(shè)LID組合，使雨水峰值流量降低5.8%～29.8%；段明印等［12］對(duì)比了小區(qū)內(nèi)LID組合和單體設(shè)施的雨水控制效果，發(fā)現(xiàn)LID組合對(duì)降雨徑流和峰值流量都具有更明顯的削減效果．

除了滯留徑流，LID還有遲滯徑流的重要作用．XIA等［13］發(fā)現(xiàn)在不同強(qiáng)度的人工降雨條件下，生物滯留單元對(duì)降雨-徑流峰值的延遲時(shí)間超過(guò)13 min；景瑞瑛等［14］通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和模型模擬，發(fā)現(xiàn)不同場(chǎng)次降雨時(shí)雨水花園出流的峰值達(dá)到時(shí)間比降雨峰值延后12～40 min．然而，LID對(duì)降雨徑流的滯后效應(yīng)不僅體現(xiàn)在峰值滯后，還體現(xiàn)在徑流過(guò)程整體的后移和徑流結(jié)束時(shí)間的滯后等多方面．HOOD等［15］對(duì)比了LID與傳統(tǒng)開發(fā)的降雨徑流，發(fā)現(xiàn)LID能顯著增加降雨-徑流滯后時(shí)間．與LID的徑流滯留效應(yīng)的研究相比，中國(guó)針對(duì)LID的徑流滯后效應(yīng)的研究較少，已有研究關(guān)于LID組合方式和降雨條件等對(duì)LID滯留和滯后效應(yīng)的影響也很少［16-17］．

本研究以中國(guó)深圳市麻磡環(huán)保產(chǎn)業(yè)園低影響開發(fā)小區(qū)為例，針對(duì)3種不同LID設(shè)施組合:停車場(chǎng)-雨水花園（LID1）、屋面-高位生物滯留池-滲透鋪裝-草溝（LID2）、屋面-高位生物滯留池-滲透鋪裝-草溝-雨水花園（LID3），基于2016—2019年共計(jì)190場(chǎng)次降雨事件的連續(xù)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，歸納LID組合在降雨事件中表現(xiàn)出的徑流滯留規(guī)律，同時(shí)考慮降雨-徑流過(guò)程中產(chǎn)流開始前累計(jì)雨量、產(chǎn)流結(jié)束時(shí)間滯后、質(zhì)心位置和峰值位置后移等指標(biāo)，綜合評(píng)估LID組合對(duì)降雨徑流的滯留和滯后效應(yīng)，比較了不同的降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)和降雨前干旱期（antecedent dry period，ADP）等降雨特征對(duì)LID組合效應(yīng)的影響．

1 研究方法

1.1 監(jiān)測(cè)方案

深圳市屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季平均時(shí)長(zhǎng)196 d，年平均氣溫23℃，年降水量達(dá)1 935.8 mm，全年86%的雨量出現(xiàn)在汛期（4～9月）．深圳是國(guó)家海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，目前已經(jīng)建設(shè)了大量的LID設(shè)施．研究區(qū)域位于深圳市南山區(qū)麻磡環(huán)保產(chǎn)業(yè)園的低影響開發(fā)示范區(qū)，LID設(shè)施組合平面圖見(jiàn)圖1．該LID示范區(qū)于2014年建成，由于新建的停車場(chǎng)納入示范區(qū)，2018年對(duì)小區(qū)雨水的排蓄進(jìn)行了調(diào)整．選擇示范區(qū)改造前后3個(gè)LID區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象（圖2）．研究區(qū)域LID3為改建前的情景，來(lái)自屋頂?shù)挠晁?jīng)過(guò)高位生物滯留池的處理后，與滲透路面匯集的雨水一起經(jīng)過(guò)植被草溝和雨水花園的處理后排入市政管網(wǎng)，其匯水區(qū)域的面積達(dá)到2 163 m2，見(jiàn)圖2（c）.LID1和LID2為改建后的情景，其中，LID1中屋頂雨水和停車場(chǎng)雨水一起匯入雨水花園后排入市政管網(wǎng)，其匯水區(qū)域面積是1 280 m2，見(jiàn)圖2（a）；LID2中屋頂雨水經(jīng)過(guò)高位生物滯留池的處理后與滲透路面雨水匯集，通過(guò)植被草溝的滯蓄和運(yùn)輸排入市政管網(wǎng)，其匯水區(qū)域面積是542 m2，見(jiàn)圖2（b）．3種LID組合設(shè)施的相關(guān)參數(shù)與特點(diǎn)如表1．

圖2 研究區(qū)域內(nèi)LID組合設(shè)施的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structurediagram of LID combinationsin thestudy area

本研究開展為期4 a的水文氣象觀測(cè)．在研究區(qū)建筑屋頂設(shè)置Vantage Pro2型自動(dòng)氣象站，采集氣溫、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速、相對(duì)濕度和降雨量等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄間隔時(shí)間為1 min；分別在LID1雨水花園排水管出口處和LID2植被草溝出口設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用多普勒超聲流量計(jì)（DX-LSX-1）進(jìn)行在線連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)；參照CJ/T 3008.2—1993《城市排水流量堰槽測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》采用溢流堰法逐分鐘記錄LID3雨水花園出口處流量數(shù)據(jù)．

以雨前至少30 min無(wú)降雨且LID無(wú)徑流流出作為區(qū)分新降雨事件的標(biāo)準(zhǔn)．改建前選取2016年1月至2017年9月共計(jì)98場(chǎng)有效降雨事件作為L(zhǎng)ID3的分析對(duì)象；改建后選取2018年10月至2019年12月共計(jì)92場(chǎng)有效降雨事件作為L(zhǎng)ID1的分析對(duì)象，選取2018年10月至2019年10月共計(jì)71場(chǎng)有效降雨事件作為L(zhǎng)ID2的分析對(duì)象．

1.2 分析方法

除了采用徑流滯留量、滯留率等指標(biāo)反映LID對(duì)徑流的調(diào)節(jié)效應(yīng)，本研究還采用以下4項(xiàng)指標(biāo)全面地反映LID對(duì)徑流的滯留和滯后效應(yīng)［18］（圖3）:①降雨開始到LID產(chǎn)流開始的累計(jì)降雨量（Q0），表示降雨開始時(shí)刻tA0到產(chǎn)流開始時(shí)刻tB0之間t1時(shí)間內(nèi)的降雨量；②停止產(chǎn)流的滯后時(shí)間（t2），表示降雨停止時(shí)刻tA3到徑流停止時(shí)刻tB3之間的時(shí)長(zhǎng)；③降雨質(zhì)心到徑流質(zhì)心的滯后時(shí)間（t3），表示降雨雨量質(zhì)心時(shí)刻tA2到徑流流量質(zhì)心時(shí)刻tB2之間的時(shí)長(zhǎng)；④降雨峰值到徑流峰值的滯后時(shí)間（t4），表示降雨雨量峰值時(shí)刻tA1到徑流流量峰值時(shí)刻tB1之間的時(shí)長(zhǎng)．其中，質(zhì)心計(jì)算公式參考文獻(xiàn)［18］．

圖3 降雨過(guò)程和徑流過(guò)程滯后效應(yīng)的相關(guān)指標(biāo)Fig.3 Related indexes of lag effect in process of rainfall and runoff

其中，Wi為i時(shí)刻降雨強(qiáng)度；Qi為i時(shí)刻徑流流量；n分別為降雨過(guò)程和產(chǎn)流過(guò)程從開始至結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間單元的總數(shù)量．

ADP被定義為上次降雨事件結(jié)束時(shí)刻至本次降雨事件開始時(shí)刻之間的時(shí)間差（單位:h），本研究記錄了每場(chǎng)有效降雨事件前的雨前干旱期ADP，還分析了降雨峰值位置（δ）對(duì)LID徑流滯后效應(yīng)的影響.其中，每場(chǎng)降雨事件中雨量峰值位置定義為

本研究使用美國(guó)國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司的Statistical Product and Service Solutions 18軟件計(jì)算降雨事件特征與滯留滯后效應(yīng)指標(biāo)之間的相關(guān)性系數(shù)，分析過(guò)程采用Pearson相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行雙側(cè)顯著性檢測(cè)．

2 結(jié)果與分析

2.1 徑流滯留效應(yīng)

本研究從滯留量、滯留率（總滯留率和不同降雨類型下的滯留率）、100%滯留下的降雨量及降雨開始到產(chǎn)流開始的累積雨量等4個(gè)方面，分析LID對(duì)徑流的滯留效應(yīng)．LID1的92場(chǎng)降雨事件的總雨量為1 278.2 mm，總滯留量為968.9 mm，總徑流滯留率為75.8%；LID2的71場(chǎng)降雨事件的總雨量為921.0 mm，總滯留量為690.8 mm，總徑流滯留率為75.0%；LID3的98場(chǎng)降雨事件的總雨量為1 628.1 mm，總滯留量為1 408.3 mm，總徑流滯留率為86.5%．3種LID組合均能有效滯留降雨量，其中LID3的滯留率高于LID1和LID2．

各LID組合的場(chǎng)次降雨量和徑流滯留量（或滯留量）的關(guān)系如圖4．在3種LID組合中，LID1的最大滯留量為51.6 mm，平均滯留量10.5 mm；LID2的最大滯留量為45.5 mm，平均滯留量9.9 mm；LID3的最大滯留量為58.2 mm，平均滯留量16.4 mm．從圖4可見(jiàn)，在場(chǎng)次降雨量較小的條件下，場(chǎng)次降雨量和滯留量基本相等，相關(guān)性散點(diǎn)密集分布在圖中1∶1對(duì)角線上，說(shuō)明LID組合能對(duì)雨水100%滯留；隨著場(chǎng)次降雨量不斷增大，其滯留量開始逐漸小于降雨量，且相對(duì)1∶1對(duì)角線的偏離程度逐漸加大，說(shuō)明隨著場(chǎng)次降雨量的增加，滯留量和場(chǎng)次降雨量之間的差值逐漸增大；當(dāng)降雨量增加到一定程度，滯留量不再增加，說(shuō)明LID的滯留能力達(dá)到飽和．由圖4還可以發(fā)現(xiàn)，LID1與LID2的滯留飽和量約為40～45 mm；LID3的滯留飽和量約為55～60 mm．這表明，LID3具備更好徑流滯留效果．

圖4 LID組合場(chǎng)次降雨量和滯留量的離散分布Fig.4 Discretedistribution of rainfall amount and retention in LID combinations

對(duì)降雨量的完全滯留情況是LID設(shè)施滯留效應(yīng)研究中的重點(diǎn)．圖5為100%降雨滯留率情況下3種LID組合的場(chǎng)次降雨量分布狀況．LID1的92場(chǎng)降雨事件中，100%滯留的降雨場(chǎng)次占31.5%，最大場(chǎng)次降雨量為7.8 mm，平均降雨量2.6 mm；LID2的71場(chǎng)降雨事件中，100%滯留的降雨場(chǎng)次占32.4%，最大場(chǎng)次降雨量10.8 mm，平均降雨量3.5 mm；LID3的98場(chǎng)降雨事件中，100%滯留的降雨場(chǎng)次占87.8%，最大場(chǎng)次降雨量46.0 mm，平均降雨量15.1 mm．

圖5 三種LID組合完全滯留情況下的場(chǎng)次降雨量分布Fig.5 Distribution of rainfall amount for three LID combinations when complete retention occurs

圖6為進(jìn)一步研究3種LID組合在不同雨型下的滯留情況．從圖6可見(jiàn)，在小雨（0～10 mm）條件下，3種LID設(shè)施均能滯留95%左右的雨量．當(dāng)降雨強(qiáng)度逐漸增大到中雨（24 h降雨強(qiáng)度達(dá)10～25 mm）和大雨（24 h降雨強(qiáng)度達(dá)25～50 mm）時(shí)，LID1和LID2對(duì)雨水的滯留率下降明顯，而LID3對(duì)中雨和大雨的滯留率仍能維持在95%左右．3種LID組合在暴雨（50～70 mm）條件下的滯留效率均降低到70%左右．

圖6 三種LID組合在不同雨型下的滯留率Fig.6 Retention rateof three LID combinationsunder different rainfall intensity

降雨開始到產(chǎn)流開始的累計(jì)降雨量（Q0）可以反映降雨初期LID設(shè)施的滯留效應(yīng)．本研究中各LID組合的產(chǎn)流開始累積雨量分布如圖7．其中，LID1的產(chǎn)流開始前最大累積降雨量為20.4 mm，平均累積降雨量2.2 mm；LID2的產(chǎn)流開始前最大累積降雨量為20.4 mm，平均累積降雨量3.1 mm；LID3的產(chǎn)流開始前最大累積降雨量為17.3 mm，平均累積降雨量9.9 mm．LID3的產(chǎn)流開始前累積降雨量均值分別是LID1的4.49倍和LID2的3.25倍，表明LID3的初期雨水滯留效應(yīng)強(qiáng)于LID1和LID2．

圖7 三種LID組合的降雨開始到產(chǎn)流開始累積雨量分布Fig.7 Distribution of cumulative rainfall from the beginning of rainfall to runoff in three LID combinations

與LID1和LID2相比，LID3的降雨滯留率最高，在更多的場(chǎng)次降雨中表現(xiàn)出95%左右的滯留效果滯留，且LID3的產(chǎn)流前累積降雨量更大．LID3組合同時(shí)布設(shè)有滲透鋪裝、雨水花園、植被草溝和高位生物滯留池等LID設(shè)施，其設(shè)施種類和數(shù)量均高于LID1和LID2，且LID設(shè)施和透水區(qū)域的面積在匯水面積的占比均高于LID1和LID2.當(dāng)降雨事件發(fā)生時(shí)，匯水區(qū)域內(nèi)的降雨將經(jīng)過(guò)多種LID設(shè)施的串聯(lián)和并聯(lián)處理，使LID3表現(xiàn)出優(yōu)于LID1和LID2的降雨滯留效應(yīng)．

LID組合的滯留效應(yīng)受多重因素的共同影響［19］．BORTOLIN等［20］探究不同匯水面積比對(duì)雨水花園地表徑流削減功能的影響，發(fā)現(xiàn)雨水花園面積在匯水面積中的占比越大，滯留效應(yīng)越明顯，這與本研究結(jié)果相似．不同的LID組合方式也會(huì)對(duì)滯留效應(yīng)造成影響［21］．有研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的LID組合在面對(duì)不同強(qiáng)度的降雨沖刷時(shí)，可以表現(xiàn)出更好的水文滯留效應(yīng)［22-23］．組合內(nèi)部的LID設(shè)施之間互相影響，它們對(duì)地表徑流的整體滯留效果往往更優(yōu)于各單位滯留效果的簡(jiǎn)單疊加［24］.

2.2 滯后效應(yīng)

本研究分別從降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間（t2）、質(zhì)心位置的滯后時(shí)間（t3）和峰值位置的滯后時(shí)間（t4）3個(gè)方面評(píng)估LID組合對(duì)降雨事件的滯后效應(yīng)．

t2表現(xiàn)為降雨過(guò)程結(jié)束后LID設(shè)施仍保持產(chǎn)流狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)．降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束時(shí)間的滯后對(duì)于蓄存雨水有緩釋作用，也能有效涵養(yǎng)城市水體和局部氣候．本研究中各LID組合降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間分布如圖8．其中，LID1降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間范圍是11～290 min，平均滯后101 min；LID2降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間范圍是12～289 min，平均滯后102 min；LID3降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間范圍是34～259 min，平均滯后116 min．3種LID組合均能有效滯后降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的時(shí)間．

圖8 三種LID組合的降雨-產(chǎn)流停止的滯后時(shí)間分布Fig.8 Distribution of lag times from the end of rainfall to runoff in three LID combinations

t3可以從降雨過(guò)程和產(chǎn)流過(guò)程的整體水平評(píng)估LID設(shè)施的滯后效應(yīng)．本研究中各LID組合質(zhì)心位置的滯后時(shí)間分布如圖9．其中，LID1的質(zhì)心位置滯后時(shí)間范圍是9～118 min，平均滯后39 min；LID2的質(zhì)心位置滯后時(shí)間范圍是-7～138 min，平均滯后38 min．統(tǒng)計(jì)中存在徑流質(zhì)心時(shí)刻提前于降雨質(zhì)心時(shí)刻的情況，這是因?yàn)樵搱?chǎng)次降雨事件的ADP較小，本次徑流過(guò)程還受到了前一場(chǎng)降雨事件的影響；LID3的質(zhì)心位置滯后時(shí)間范圍是20～119 min，平均滯后68 min．LID3質(zhì)心位置平均滯后時(shí)間分別是LID1的1.76倍和LID2的1.80倍，表明LID3對(duì)降雨過(guò)程整體的滯后時(shí)間比LID1和LID2的長(zhǎng)．

圖9 三種LID組合的質(zhì)心位置滯后時(shí)間分布Fig.9 Distribution of lag times for centroid position in three LID combinations

t4可以表征LID設(shè)施在不同瞬時(shí)降雨強(qiáng)度沖擊下的滯后效應(yīng)．本研究中各LID組合峰值位置的滯后時(shí)間分布如圖10．其中，LID1的峰值位置滯后時(shí)間范圍是-3～39 min，平均滯后14 min；LID2的峰值位置滯后時(shí)間范圍是-4～58 min，平均滯后13 min．統(tǒng)計(jì)中存在徑流峰值提前于降雨峰值發(fā)生的情況，這是因?yàn)樵搱?chǎng)次降雨事件中，前期的平均降雨強(qiáng)度較大但是雨量峰值出現(xiàn)在降雨過(guò)程后期，導(dǎo)致徑流峰值主要響應(yīng)的是前期的降雨過(guò)程而非后期的降雨峰值；LID3的峰值位置滯后時(shí)間范圍是5～75 min，平均滯后35 min．LID3的峰值位置平均滯后時(shí)間分別高于LID1的2.40倍和LID2的2.60倍，表明在應(yīng)對(duì)降雨峰值沖擊時(shí)，LID3能更有效地延緩產(chǎn)流峰值的產(chǎn)生．

圖10 三種LID組合的峰值位置滯后時(shí)間分布Fig.10 Distribution of lag times for peak position in three LID combinations

研究還發(fā)現(xiàn)，同一種LID組合的質(zhì)心位置平均滯后時(shí)間大于其峰值位置平均滯后時(shí)間，其中，LID1、LID2和LID3的質(zhì)心滯后效應(yīng)分別是峰值滯后效應(yīng)的2.68、2.26和1.97倍．這是因?yàn)樵诮涤晔录?，峰值屬于瞬時(shí)量，降雨的峰值效應(yīng)在徑流產(chǎn)流中反饋迅速，通常當(dāng)降雨出現(xiàn)峰值后，徑流中也將較快出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)流峰值；而質(zhì)心是相對(duì)于整個(gè)降雨過(guò)程和產(chǎn)流過(guò)程而言，LID設(shè)施對(duì)雨水的滯留效應(yīng)明顯，降雨歷時(shí)較短的暴雨，其產(chǎn)流歷時(shí)可能很長(zhǎng)且質(zhì)心位置偏后，故質(zhì)心位置滯后時(shí)間相比于峰值位置滯后時(shí)間更長(zhǎng)．而降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間均值同樣大于質(zhì)心位置和峰值位置的滯后時(shí)間均值．LID設(shè)施具備良好的滯蓄和排水功能，產(chǎn)流結(jié)束時(shí)間的延長(zhǎng)進(jìn)一步放大了LID組合對(duì)雨水的滯后效應(yīng)優(yōu)勢(shì)，能夠有效調(diào)節(jié)城市地區(qū)的水資源布局．

從圖1至圖10還可以發(fā)現(xiàn)，LID3在降雨開始到產(chǎn)流開始的累積雨量、質(zhì)心位置滯后時(shí)間、峰值位置滯后時(shí)間等滯后效應(yīng)指標(biāo)方面優(yōu)于LID1和LID2，而LID1和LID2的滯后效應(yīng)相差不大，推測(cè)上述3種滯后效應(yīng)指標(biāo)與LID組合在匯水區(qū)域內(nèi)的面積占比及其設(shè)施種類和數(shù)量等因素相關(guān)．

2.3 降雨條件對(duì)滯留和滯后效應(yīng)的影響

以LID1、LID2和LID3三種LID組合共計(jì)80場(chǎng)降雨-產(chǎn)流事件為研究對(duì)象，分析場(chǎng)次降雨條件對(duì)LID組合滯留效應(yīng)和滯后效應(yīng)的影響并作相關(guān)性分析，結(jié)果分別見(jiàn)表3和表4．

表3 場(chǎng)次降雨條件與滯留效應(yīng)的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficientsbetween rainfall characteristicsand retention effect

表4 場(chǎng)次降雨條件與滯后效應(yīng)的相關(guān)系數(shù)Table3 Correlation coefficientsbetween rainfall characteristicsand lag effect

LID組合的滯留效應(yīng)主要受場(chǎng)次降雨量影響．這體現(xiàn)在3種LID組合中，徑流滯留量均與場(chǎng)次降雨量顯著正相關(guān)，而徑流滯留率均與場(chǎng)次降雨量顯著負(fù)相關(guān)．LID組合的滯留效應(yīng)受降雨歷時(shí)、平均降雨強(qiáng)度和峰值位置等雨型特征的影響不顯著．

降雨開始到產(chǎn)流開始的累計(jì)降雨量Q0被認(rèn)為和降雨事件發(fā)生前LID設(shè)施內(nèi)部的干濕條件有關(guān)．在本研究中，Q0在LID1和LID2中與ADP顯著正相關(guān)．ADP越大表明LID組合內(nèi)部的干旱條件越明顯，對(duì)下一場(chǎng)降雨事件初期雨水的滯留能力表現(xiàn)越強(qiáng)，故當(dāng)發(fā)生徑流產(chǎn)流時(shí)，產(chǎn)流前累積的降雨雨量越大．降雨開始到產(chǎn)流開始的累積雨量與場(chǎng)次降雨量在LID1和LID2中均表現(xiàn)出顯著正相關(guān)性，在LID2中也與場(chǎng)次降雨量顯著正相關(guān)，表明LID組合在強(qiáng)暴雨的條件下可以表現(xiàn)出更加顯著的前期滯留效果．在LID1中，降雨開始到產(chǎn)流開始的累積雨量與降雨峰值位置顯著負(fù)相關(guān)，降雨過(guò)程中峰值位置越靠前，初期累積雨量越大，這可以理解為，降雨開始階段LID組合內(nèi)蓄水量尚未達(dá)到飽和水量因而蓄水空間更大，此時(shí)面臨峰值沖擊能表現(xiàn)出更好的滯后效應(yīng)．

在3種LID組合中，降雨結(jié)束到產(chǎn)流結(jié)束的滯后時(shí)間t2均與降雨歷時(shí)呈顯著正相關(guān)，表明在歷時(shí)越長(zhǎng)的降雨事件中，LID組合的產(chǎn)流延長(zhǎng)時(shí)間也可能越長(zhǎng)．在LID1和LID2中，t2的滯后效應(yīng)還與峰值位置呈顯著正相關(guān)．這可能是因?yàn)楫?dāng)峰值發(fā)生在降雨過(guò)程后期時(shí)，原本蓄水已趨近飽和的LID設(shè)施為緩解峰值沖擊需要持續(xù)延長(zhǎng)產(chǎn)流過(guò)程，導(dǎo)致降雨歷時(shí)和產(chǎn)流歷時(shí)的差值進(jìn)一步增大．在LID2中，還發(fā)現(xiàn)t2也與場(chǎng)次降雨量顯著相關(guān)．因此，LID組合在歷時(shí)較長(zhǎng)、雨峰靠后且雨量較大的降雨事件中能表現(xiàn)出更加優(yōu)越的產(chǎn)流時(shí)間延長(zhǎng)效益．

質(zhì)心位置滯后效應(yīng)可以從整體上評(píng)估LID組合對(duì)降雨過(guò)程的滯后效應(yīng)．在3種LID組合中，t3與降雨歷時(shí)均呈顯著正相關(guān)；在LID1和LID2中，t3還與場(chǎng)次降雨量和峰值位置呈顯著正相關(guān)．因此，LID組合在歷時(shí)較長(zhǎng)、雨量較大且峰值位置靠后的降雨事件中可以表現(xiàn)出顯著的整體滯后效果．

在LID1和LID3組合中，t4與降雨事件的平均降雨強(qiáng)度顯著負(fù)相關(guān)，表明LID組合在中小強(qiáng)度的降雨事件中能更加有效地滯后徑流峰值的發(fā)生，這與張曼等［25］報(bào)道的LID措施在低重現(xiàn)期降雨條件下能更有效地延遲峰現(xiàn)時(shí)間的結(jié)論一致．同時(shí)，在LID1和LID2中，峰值滯后效應(yīng)也與峰值位置表現(xiàn)出顯著正相關(guān)．這可能是因?yàn)榉逯蛋l(fā)生在降雨前期時(shí)，LID組合內(nèi)蓄水空間未飽和能更有效地緩解峰值沖擊有關(guān)．這與2.3節(jié)提及的降雨開始到產(chǎn)流開始的累積雨量與峰值位置負(fù)相關(guān)的原因一致．

3 結(jié) 論

針對(duì)深圳低影響開發(fā)小區(qū)內(nèi)3種不同結(jié)構(gòu)的LID組合，開展2016—2019年190場(chǎng)次降雨事件的徑流監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)降雨氣象數(shù)據(jù)和徑流流量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，評(píng)估了3種LID組合對(duì)降雨雨量的滯留作用，并重點(diǎn)研究和比較了三者的徑流滯后效應(yīng)，探究了降雨條件對(duì)滯后效應(yīng)指標(biāo)的影響．研究得出:

1）低影響開發(fā)小區(qū)內(nèi)LID組合對(duì)降雨雨量有明顯的滯留作用，其對(duì)雨水徑流的總滯留量為690.8～1 408.3 mm，總徑流削減率為75.0%～86.5%，完全削減降雨量為127～975 mm，平均滯留2.2～9.9 mm的累計(jì)降雨量后才開始產(chǎn)流．滯留效應(yīng)受LID組合類型的影響，在匯水區(qū)域內(nèi)透水面積占比和LID設(shè)施面積占比更高、LID設(shè)施數(shù)量和種類更多的組合表現(xiàn)出更高的平均滯留率，具有更高的雨水滯留飽和量，在場(chǎng)次降雨量較大的降雨條件下仍能表現(xiàn)出較好的徑流滯留效應(yīng)；

2）LID組合對(duì)降雨事件的滯后效應(yīng)顯著，能推遲徑流產(chǎn)流的停止時(shí)間為101～116 min，顯著滯后降雨質(zhì)心位置為39～68 min，滯后降雨峰值位置為13～35 min；

3）低影響開發(fā)組合的滯留效應(yīng)和滯后效應(yīng)與降雨條件有關(guān)．在場(chǎng)次降雨量較大的降雨事件中，LID組合的徑流滯留效應(yīng)較明顯；雨前干旱期越長(zhǎng)，降雨開始到產(chǎn)流開始的累積雨量越大；降雨歷時(shí)越長(zhǎng)、場(chǎng)次降雨量越大，停止產(chǎn)流時(shí)間和質(zhì)心位置的滯后越明顯；而峰值的滯后效應(yīng)在中小強(qiáng)度的降雨條件下表現(xiàn)顯著，且降雨過(guò)程中峰值位置越靠前，峰值的滯后效應(yīng)越明顯．

從統(tǒng)計(jì)分析學(xué)角度評(píng)估低影響開發(fā)小區(qū)內(nèi)LID組合對(duì)降雨雨量的滯留和滯后效應(yīng)，從徑流的啟動(dòng)、達(dá)峰、結(jié)束和質(zhì)心偏移等完整過(guò)程作系統(tǒng)分析．研究結(jié)果可完善對(duì)LID組合滯后效應(yīng)的理論與實(shí)踐研究，為低影響開發(fā)滯后效應(yīng)的后續(xù)研究提供思路，也為評(píng)估LID設(shè)施的滯后效應(yīng)提供了方法參考．由于LID的滯后效應(yīng)受到多種復(fù)雜因素共同影響，在下一步研究中需增加更多氣候區(qū)和更多樣點(diǎn)的觀測(cè)，以更加準(zhǔn)確地描述各因素與滯后效應(yīng)的關(guān)系．