基于文献分析的中国城市雨洪研究热点与趋势.pdf

环 保 与 节 能Maritime Safety 水上安全59基金项目：宁夏回族自治区重点研发计划（2022BEG02020）。作者简介：马谦，男，本科，中级工程师，研究方向为海绵城市建设。基于文献分析的中国城市雨洪研究热点与趋势马 谦（银川市海绵城市建设服务中心，银川 750001）摘要：随着我国城市化的加速发展，城市雨洪问题日益凸显，城市雨洪已成为研究热点。本文采用文献计量分析方法，以 19922022 年城市雨洪领域的中文文献为样本，对城市雨洪研究进行了可视化分析，并通过共现分析、聚类分析等方法探讨了该领域的研究热点和趋势。综合梳理了近年来中国城市雨洪研究的发展历程、研究热点以及未来的研究趋势，为我国城市雨洪研究的发展提供了参考。研究表明，中国城市雨洪研究主要围绕城市雨水管理、城市防洪与排涝、城市化对雨洪影响等方面展开。未来的研究趋势将更加注重可持续发展和综合管理，同时，多学科交叉研究将成为城市雨洪研究的主流趋势。关键词：城市化；城市雨洪；研究热点；趋势分析0 引言随着中国城市化进程的加速，城市雨洪问题日益突出。城市化带来了城市人口增加、下垫面性质变化、排水设施建设不足等问题，使得城市雨洪风险不断加剧，给城市建设和社会发展带来了巨大挑战1。因此，对城市雨洪的研究和治理已成为当今城市发展中的热点和难点问题。在城市雨洪研究方面，国内学者和专家们不断探索和创新，积极探寻雨洪治理新方法和技术，以解决城市雨洪问题。其中，热点问题包括雨水资源利用、城市雨水径流模拟、城市雨水管网规划和设计、雨洪治理技术等方面。随着智慧城市建设的推进，人工智能、物联网等技术在城市雨洪研究中的应用也受到了越来越多的关注。未来，城市雨洪研究将更加注重整合多学科交叉、系统性研究，深入探讨城市水循环系统建设和智慧城市建设等问题，加强社会治理与参与，实现城市雨洪治理的可持续发展2。本文基于文献计量分析方法，综合评估我国城市雨洪研究的现状，探讨城市雨洪研究未来的发展方向和应对措施。1 研究方法与数据来源1.1 研究方法引用空间（CiteSpace）是一款以共引分析理论和寻径网络算法为基础的信息可视化软件，它通过对一个学科领域的文献（集合）展开分析和深度挖掘，从研究主题、关键词、学科分布、出版物来源等方面，用可视化图谱将研究领域的研究现状和发展动态直观、清晰地呈现出来3。在此篇文章中，节点的大小体现了关键词出现的频率，颜色的变化反映了关键字出现的时间。1.2 数据来源与筛选中文文献取自中国知识基础设施工程（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）数据库，以主题词“城市雨洪”进行检索，时间节点为 1992 年 1 月1 日至 2022 年 12 月 31 日，得到中文文献；并经过人工剔除掉报纸报告、会议论文，共纳入有效文献 1245 篇。1.3 CiteSpace 运行参数设置在进行文献热点分析时，我们将引用的中文文献以“Refworks”格式输出。在使用 CiteSpace 6.2.R2 进行可视化分析时，我们将时间分区（Time Slicing）设置为“1992.12022.12”，时 间 切 片（Year Per Slice）为“1”，节点类型（Node Types）选择关键词（Keyword），并设定阈值（top N per slice）为“50”4。对纳入的中文文献进行关键词的共现分析、聚类分析、突现分析，从而构建出关于城市雨洪的知识图谱，并将可视化结果和人工信息集成相结合，对该知识图谱展开深入分析。环 保 与 节 能水上安全 2023 年 第11期602 结果与分析2.1 城市雨洪研究的文章发表数量分析本研究以文献计量学理论为基础，聚焦某一学科或专题，从时间维度出发进行年代统计分析，以反映科学界对该领域的关注程度并分析该领域研究的发展情况5。由图 1 可以看出，19922022 年城市雨洪研究领域发文量趋势可分为 3 个阶段：19922005 年是一个发展较慢的时期，年平均发表论文数为 4.43 篇，占论文总数的 5.0%；20062017 年是一个快速增长时期，年平均发表论文数为 57.42 篇，占全部论文总数的55.3%；从 2017 年到现在是一个稳步增长的发展时期，平均每年发表文章数达到 98.8 篇，占全部论文总数的39.7%。研究结果显示，20062017 年，中国城市雨洪研究取得了很大进展，引起了越来越多的研究人员的重视，并且已经达到了一个相对成熟的发展阶段。2.2 城市雨洪研究的载文期刊由表 1 可知，在有关城市雨洪研究领域的载文期刊中，排名前 10 位期刊收录了 875 篇文献，占总文献量的 6.7%；载文量前 3 位期刊分别是：中国园林（21篇）、生态学报（12 篇）和国际城市规划（10 篇）。载文量排名前 10 位的期刊有水利、生态等类型的学术期刊，这表明该领域涉及多个学科的交叉，包括但不限于水利、生态、城市规划等。2.3 城市雨洪研究的基金来源由表 2 可见，受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家社会科学基金、国家留学基金、国家科技重大专项的文献占总文献量的 20.6%。这表明我国对城市雨洪的研究已取得了一定的进展，但仍需进一步提高我国在该领域的科技创新能力。2.4 知识图谱关键词分析2.4.1 关键词共现分析选取“城市雨洪”作为检索主题，检索日期为2023 年 4 月 12 日，检 索 期 刊 时 间 跨 度 为 1992 年 1月2022 年 12 月，将数据导入 CiteSpace，除重后共表 1 城市雨洪研究领域发文量排名前 10（Top 10）的核心期刊序号期刊载文量/篇1中国园林212生态学报123国际城市规划104水力发电学报95水科学进展86城市发展研究67北京师范大学学报（自然科学版）68水利学报49应用生态学报410武汉大学学报（工学版）4图 1 文献发表年度情况统计环 保 与 节 能Maritime Safety 水上安全61获得 1 245 篇有效论文。将检索得到的文献按照 1 年为单位进行划分（切片年限“1”）。文献共被引分析选取 g 指数为 25，网络裁剪方式为“pathfinder”，可得到640 个节点和彼此间的 1 259 条连线（图 2），出现频次前 10 的关键词如表 3 所示。图 2 关键词共现网络图谱城市雨洪的研究热点集中在背景领域（关键词：海绵城市、城市内涝、风景园林、城市化），理论（关键词：海绵城市、雨洪管理），实践（关键词：雨洪管理、雨洪利用、雨洪控制、雨洪调蓄）。其中高中心性的关键词为雨洪管理（0.43）、海绵城市（0.34）、雨洪利用（0.28）、城市雨洪（0.20）、雨洪资源（0.11），说明城市雨洪理论与实践是城市雨洪研究的重要内容。2.4.2 关键词聚类分析关键词聚类图谱是在共线图谱的基础上，采用对数似然比（log-likelihood ratio,LLR）方法，对聚类视图中的各个聚类之间的结构特征、关键节点以及关联度等进行分析，并以其高频词汇来体现当前研究的热点以及各个时期的动态变化。在城市雨洪研究领域文献关键词聚类分析图谱中，聚类模块值 Q=0.692 7（0.3），表明聚类得到的网络社区结构具有显著性。平均轮廓值 S 是衡量网络同质性的指标，本次聚类 S 为0.900 2（0.5），表明聚类结果合理性强、可信度高。聚类网络结果显示共得到 13 个聚类模块，见图 3。根据不同聚类模块中关键词的归纳梳理，将 13 个聚类模块分为 4 大类：第 1 类包括 0、1 为城市雨洪的相关理念，主要关键词是雨洪管理、海绵城市、城市花园等；第 2 类包括 2、3、5 均为城市雨洪的研究对象，主要关键词是城市雨洪、城市内涝、雨洪调蓄等；第 3 类包括 7、10、13 均为城市雨洪的技术措施，主要关键词是风景园林、水资源、绿色屋顶、海绵设施等；第 4 类包括 4、6、8、9、11 均为城市雨洪的管理实践，主要关键词是雨洪利用、雨洪管理、雨洪调蓄等。表 2 城市雨洪研究领域发文量 Top10 的基金序号期刊发文量/篇1国家自然科学基金1842国家重点研发计划323国家科技支撑计划204北京市自然科学基金165国家社会科学基金136中央高校基本科研业务费专项资金项目97教育部人文社会科学研究项目88湖南省自然科学基金项目49国家留学基金410国家科技重大专项4表 3 城市雨洪研究领域前 10 位高频关键词关键词频次中心度最早年份海绵城市4180.342014雨洪管理2900.432009城市雨洪820.201992雨洪利用750.282003城市内涝740.102008雨洪资源410.112002雨洪控制380.042005风景园林340.062015雨洪调蓄300.062010城市化250.062001环 保 与 节 能水上安全 2023 年 第11期622.4.3 关键词突现分析关键词突现指的是关键词在某一时间段内的使用频次明显增加，它反映了该阶段对研究领域文献新的研究主题和内容的关注强度6。“Strength”指的是关键词的突现强度，其数值越高，则意味着关键词的影响力也就越大，这也是当前学术界关注的热点。图 7 为水工结构中英文文献中的关键词突现分析图谱。随着城市化的加速，城市雨洪问题逐渐受到重视。本研究以文献计量学理论为基础，对城市雨洪领域的研究热点进行了分析，共筛选出 16 个突现词。根据时间排序，从 19922009 年，城市防洪和排水系统是城市雨洪研究的热点，研究侧重于城市雨洪的预防控制和治理方面，尤其是雨洪资源、雨洪利用和雨水利用等方面的研究。而自 2010 年以来，城市雨洪研究内容快速聚焦于技术措施，特别是海绵城市和风景园林等具体措施。海绵城市作为一种新型城市雨洪治理模式，已成为当前城市雨洪研究领域的热点和趋势之一7。3 结束语近 30 年来，中国城市雨洪研究经过了简单的预防控制阶段，以海绵城市、雨洪花园为技术措施的治理阶段，目前该领域已进入相对成熟的发展阶段。高被引用的文献主要集中在 20092016 年，这些文献对实际工作具有重要的指导作用。1）近 30 年来，该主题研究的文献数量变化与该领域的发展阶段相一致。在第一阶段 19922005 年，文献数量增长缓慢；20062017 年为快速发展阶段，年均发表文章数量为 57.42 篇，发表文章数量占总文献数量的 55.3%；自 2017 年以来，进入稳定发展阶段，年均发文量为 98.8 篇。2）水利、生态等类型的学术期刊是该领域中的主要载体，发表了大量的相关文献。受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家社会科学基金、国家留学基金、国家科技重大专项的文献占总文献量的 20.6%。这表明，我国对城市雨洪的研究已取得了一定的进展，但仍需进一步提高我国在该领域的科技创新能力。3）根据关键词的共现分析结果，可以发现在过去的三个时间段中，“城市雨洪”、“城市水文”、“雨洪利用”等关键词频繁出现且出现次数较高，表明这些主题一直是该领域的研究热点。同时，随着时间的推移，不同研究方向之间的交叉融合程度也在逐渐加深。中国城市雨洪研究的方向正在逐渐侧重于海绵城市等技术措施，并朝着绿色、可持续的方向发展。这与中国城市化的发展趋势相符，即注重绿色低碳、可持续发展的理念。未来城市雨洪研究将继续深入探讨海绵城市等新技术手段的应用和优化，以实现城市雨洪治理的高效性和可持续性8。4 参考文献1 陈昱宏.高度城市化地区内涝风险评估 D.广州:华南理工大学,2021.2 侯庆贺,成玉宁.建成环境景观水文研究框架构建:基于数字景观技术的景观水文分析、评价与优化 J.中国园林,2023,39(7):77-82.3 陈娜,向辉,马伯,等.基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势 J.应用生态学报,2022,33(11):3137-3145.4 萧涵,周宇飞,陈毅欣,等.基于 CiteSpace 的乌龙茶香气研究知识图谱分析 J.食品与发酵工业,2023,49(5):344-351.5 李杰,陈超美.CiteSpace:科技文本挖掘及可视化 M.北京:首都经济贸易大学出版社,2016.6 杨京航,康世奇,苏晓慧,等.基于 CiteSpace 对山豆根研究进展的可视化分析 J.中国中药杂志,2021,46(7):1763-1768.7 芮孝芳,蒋成煜,陈清锦,等.SWMM 模型模拟雨洪原理剖析及应用建议 J.水利水电科技进展,2015,35(4):1-5.8 秦雪,徐海顺.城市雨洪管理效益评估研究综述 J.水利水电技术(中英文),2022,53(4):10-23.图 3 关键词聚类分析图谱图 4 突现词图谱