余 宇，陳 磊，張 普，肖月晨，沈珍瑤

(北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100875)

隨著城市化進(jìn)程的深入，城市不透水地表面積日益增加，城市雨水問題逐漸凸顯。雨水污染方面，雨水徑流污染(非點(diǎn)源污染)帶來(lái)的污染負(fù)荷在雨季內(nèi)甚至?xí)^(guò)點(diǎn)源污染，從而對(duì)城市的地表水環(huán)境造成極為不良的影響[1]。雨水利用方面，中國(guó)雖為缺水國(guó)家，但對(duì)于雨水的利用率卻僅為10%左右，據(jù)預(yù)測(cè)，相對(duì)于20世紀(jì)末，21世紀(jì)中葉城市的新增供水量為990億m3，如果能將雨水利用率提升至40%，則可以解決14.2%的新增供水量，從而大大緩解水資源短缺問題[2]。內(nèi)澇災(zāi)害方面，氣候變化、城市化建設(shè)、不合理的排水系統(tǒng)規(guī)劃等因素都導(dǎo)致了近年來(lái)城市中內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，這為城市安全帶來(lái)了很大威脅[3]。因此合理管理城市雨水對(duì)于城市的發(fā)展與建設(shè)有著重要的意義，若能解決好雨水資源的收集利用、水質(zhì)水量控制等問題，便可以有效地緩解城市的水資源短缺、非點(diǎn)源污染、旱澇災(zāi)害等問題。

中外學(xué)者對(duì)于城市雨水管理已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，從20世紀(jì)60年代便有了相關(guān)文獻(xiàn)[4]，國(guó)內(nèi)則在20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了相關(guān)文獻(xiàn)[5-7]。關(guān)于雨水管理已涌現(xiàn)出了豐富的研究主題，研究其間的變化與規(guī)律對(duì)于今后的城市雨水管理研究具有啟示作用，而文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法正是研究此類問題的可靠手段。本文采用目前較為領(lǐng)先的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析軟件CiteSpace對(duì)近50 a城市雨水管理相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析，旨在總結(jié)出該領(lǐng)域研究的發(fā)展歷程與規(guī)律、核心研究團(tuán)體、核心期刊以及未來(lái)發(fā)展的方向與趨勢(shì)等內(nèi)容。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

本文在收集文獻(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，使用的數(shù)據(jù)庫(kù)為Web of Science核心合集，在其中以搜索式TS=((“urban stormwater” OR “urban runoff” OR “urban nonpoint source” OR “urban non-point source” OR “urban diffuse source” OR “l(fā)ow impact development” OR “green infrastructure” OR “sponge city”) NOT (“water supply” OR “l(fā)aw” OR “air pollution” OR “l(fā)ight pollution”))進(jìn)行檢索，設(shè)置的檢索時(shí)間跨度為1990—2018年，有檢索記錄的時(shí)間跨度為1966—2018年，文章類型為所有類型，共檢索到4 992篇文獻(xiàn)。本文在分析文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)、國(guó)家以及機(jī)構(gòu)合作圖譜時(shí)采用的分析工具為陳超美博士團(tuán)隊(duì)開發(fā)的CiteSpace引文空間可視化分析軟件，版本為5.3.R8.12.30.2018，選擇的節(jié)點(diǎn)類型分別為reference、country與institution，設(shè)置的修剪方式均為最小生成樹法則中的局部修剪方式，其余設(shè)置均為軟件默認(rèn)值。

2 結(jié)果與討論

2.1 總體分析

統(tǒng)計(jì)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中城市雨水管理相關(guān)文獻(xiàn)的逐年發(fā)文量，結(jié)果見圖1，可以看出隨著時(shí)間的推移發(fā)文量呈現(xiàn)明顯上升。最早的相關(guān)文獻(xiàn)出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，主題包括城市化對(duì)于降雨以及徑流產(chǎn)生的具體影響、城市徑流污染情況以及處理技術(shù)等[4, 8-9]，但就發(fā)文數(shù)量而言，1966—1990年都處于較低水平，說(shuō)明這一期間城市雨水管理相關(guān)研究還未受到充分的關(guān)注；1991—2006年，發(fā)文量開始緩慢增加，并且出現(xiàn)了大量的高被引文獻(xiàn)，至今被引次數(shù)最多的文章便是該時(shí)間段內(nèi)Carpenter SR等人發(fā)表的關(guān)于地表水磷氮非點(diǎn)源污染的研究，總被引頻次近3 000[10]，這說(shuō)明該領(lǐng)域在此間開始逐漸發(fā)展，出現(xiàn)了大量極具意義的基礎(chǔ)性研究；2007—2018年，發(fā)文量出現(xiàn)激增，尤其在近5 a每年都以100篇以上的速度增長(zhǎng)，說(shuō)明相關(guān)研究開始已進(jìn)入了快速發(fā)展階段，預(yù)計(jì)2019年后會(huì)出現(xiàn)更大量、更豐富的研究。

圖1 不同年份相關(guān)研究發(fā)文量變化

2.2 文獻(xiàn)共被引圖譜

文獻(xiàn)共被引圖譜的分析對(duì)象為收集到的施引文獻(xiàn)中的參考文獻(xiàn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一篇被引的參考文獻(xiàn)，節(jié)點(diǎn)越大表明其被引次數(shù)越多，當(dāng)2篇文章同時(shí)被一篇文章引用時(shí)會(huì)用線條連起來(lái)，線條越粗代表文章同時(shí)被引的次數(shù)越多。由于近年來(lái)相關(guān)主題的文章急劇增長(zhǎng)，而之前的文章數(shù)量較少，為了圖譜簡(jiǎn)潔直觀便于分析，本文在作圖分析時(shí)每個(gè)時(shí)間段采用了不同的時(shí)間長(zhǎng)度，2013—2018年為3 a，1995—2012年為6 a，1966—1994年整體作為1個(gè)時(shí)間段，并在圖譜中運(yùn)用自動(dòng)聚類，聚類標(biāo)簽通過(guò)CiteSpace內(nèi)置算法從各節(jié)點(diǎn)的題目術(shù)語(yǔ)中提取。圖譜中帶有紫色圓圈的節(jié)點(diǎn)具有高度中心性，紅色節(jié)點(diǎn)具有較高突顯性，即在某時(shí)間段內(nèi)該節(jié)點(diǎn)的引用頻次突然大量增加。每個(gè)時(shí)間段的聚類結(jié)果都通過(guò)silhouette值進(jìn)行衡量，silhouette值反映了聚類內(nèi)部成員的同質(zhì)性，當(dāng)其大于0.5時(shí)表明聚類結(jié)果是合理的，大于0.7時(shí)表明結(jié)果是可信的，本文圖譜中所有聚類的silhouette值都在0.7以上。此外，參考被引頻次以及中心性2個(gè)指標(biāo)，導(dǎo)出其中的關(guān)鍵文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀分析總結(jié)每一時(shí)間段主要關(guān)注的研究問題。最終的圖譜見圖2—4。由于被引文獻(xiàn)通常會(huì)晚于施引文獻(xiàn)的年份，因此圖譜中被引文獻(xiàn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間段會(huì)向前推移。

a)2001—2006年 b)2007—2012年圖3 城市雨水管理相關(guān)研究在不同時(shí)間階段的文獻(xiàn)共被引圖譜

a)2013—2015年 b)2016—2018年圖4 城市雨水管理相關(guān)研究在不同時(shí)間階段的文獻(xiàn)共被引圖譜

1966—1994年的被引文獻(xiàn)年份集中在1977—1981年，主要呈現(xiàn)為2個(gè)聚類，聚類的標(biāo)簽詞分別為可萃取有機(jī)物(extractable organic-matter)和下水道溢流(sewer overflow)，由此可見在這一時(shí)間段內(nèi)研究較為關(guān)注影響雨水水質(zhì)的可萃取有機(jī)污染物，同時(shí)還關(guān)注雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)問題，但總體而言關(guān)注的主題較為單一，被引文獻(xiàn)的數(shù)量也較少，不存在高中心性節(jié)點(diǎn)和明顯高被引節(jié)點(diǎn)，相關(guān)研究都還處于初級(jí)階段。

1995—2000年的被引文獻(xiàn)年份集中在1990—1996年，經(jīng)過(guò)自動(dòng)聚類分為8類，聚類標(biāo)簽詞分別為城市雨水水質(zhì)(urban stormwater quality)、各種金屬(various metal)、評(píng)估雨水(assessing stormwater)、使用SWMM模型(using SWMM)、城市潮濕天氣污染(urban wet weather pollution)、城市化區(qū)域(urbanizing area)、探索性研究(exploratory study)、影響多環(huán)芳烴分布 (influencing polycyclic aromatic hydrocarbon distribution)?？梢钥闯龃藭r(shí)研究重點(diǎn)關(guān)注城市雨水的水質(zhì)問題，重點(diǎn)關(guān)注的污染物有各種金屬元素與多環(huán)芳烴，此時(shí)SWMM模型的使用開始興起，對(duì)于城市化等問題也開始有了關(guān)注。閱讀分析節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的高被引以及高中心性文獻(xiàn)，總結(jié)主要關(guān)注問題如下：雨水徑流中的烴類、有毒物質(zhì)的濃度、來(lái)源分析及處理工藝分析[11-12]；建立城市試驗(yàn)集水區(qū)，分析潮濕天氣中徑流的污染特征[13]；分析屋頂徑流污染模式、公路徑流污染特征[14-15]；應(yīng)用SWMM、GIS等模型和輔助工具進(jìn)行雨水徑流特征的研究[16-17]。

2001—2006年的被引文獻(xiàn)年份集中在1997—2002年，通過(guò)聚類主要分為14類，其中有2個(gè)聚類節(jié)點(diǎn)聯(lián)系緊密且標(biāo)簽詞相同，在分析時(shí)將其歸為一類，聚類標(biāo)簽詞分別為巴黎城市群(Paris agglomeration)、雨水管理(stormwater management)、顆粒大小分布(particle size distribution)、城市河流綜合征(urban stream syndrome)、大型無(wú)脊椎動(dòng)物(macro invertebrate)、城市潮濕天氣水流(urban wet-weather flow)、后續(xù)景觀城市化(subsequent landscape urbanization)、前期沖刷污染負(fù)荷(first flush pollution load)、路鹽(road salt)、河流生態(tài)系統(tǒng)(stream ecosystem)、各種下水道沉積物(different sewer deposit)、南部加利福利亞流域(southern California watershed)?？梢钥闯龃穗A段法國(guó)巴黎、美國(guó)加利福利亞等地區(qū)進(jìn)行了較多的城市雨水管理研究，研究較為關(guān)注的污染物為懸浮顆粒污染物，對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)情況也較為重視。分析該階段節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的高被引與高中心性文獻(xiàn)，總結(jié)重要問題如下：城市道路與公路的雨水徑流污染特征[18-20]；評(píng)估城市徑流的毒性、污染物組成，設(shè)計(jì)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行處理[21-22]；探討雨水對(duì)于污染物的首次沖刷效應(yīng)[19, 23-24]；探討城市化對(duì)于雨水徑流產(chǎn)生及污染過(guò)程的影響[23, 25-27]；初步探究生物滯留設(shè)施對(duì)于城市雨水管理的影響[28]。

2007—2012年的被引文獻(xiàn)年份集中在2001—2007年，主要分為14類，標(biāo)簽詞分別為生物滯留系統(tǒng)研究(bioretention system research)、干燥天氣(dry weather)、優(yōu)先控制污染物(priority pollutant)、污染物相關(guān)性(contaminant correlation)、生物評(píng)價(jià)工具(bioassessment tool)、城市雨水(urban stormwater)、排泄物標(biāo)記物(fecal marker)、城市雨水徑流(urban stormwater runoff)、基于事件的尺度分布(event-based size distribution)、城市雨水水質(zhì)模型(urban stormwater quality modelling)、金屬源(metal source)、水泥路面(previous concrete pavement)、雨水收集器(stormwater trap)。其中最大的3個(gè)聚類的標(biāo)簽詞分別為生物滯留系統(tǒng)研究(bioretention system research)、干燥天氣(dry weather)與優(yōu)先控制污染物(priority pollutant)，由此可以看出該時(shí)間段已開始研究生物滯留設(shè)施，但還未興起新型的雨水管理綜合方法，此外影響雨水水質(zhì)的各種污染物也受到極大關(guān)注，優(yōu)先控制污染物、生物評(píng)價(jià)方法等興起；此外可以看出此時(shí)雨水水質(zhì)模型屬于較為邊緣化的一個(gè)類別，說(shuō)明此時(shí)的模型研究還未能很充分地與其他研究相結(jié)合。分析該階段網(wǎng)絡(luò)中的高被引以及高中心性文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)的研究熱點(diǎn)為生物滯留設(shè)施，總結(jié)關(guān)注的主要問題如下：生物滯留設(shè)施具體效用以及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[29-35]；對(duì)城市雨水徑流的氮、重金屬、多環(huán)芳烴、懸浮顆粒物等污染物進(jìn)行模擬并進(jìn)行源解析[36-40]；闡述城市雨水徑流排水系統(tǒng)對(duì)城市小河流以及土地排水河流生態(tài)退化的影響并提出恢復(fù)對(duì)策[41- 42]；關(guān)注雨水中微生物的環(huán)境行為，并對(duì)雨水中微生物濃度測(cè)量中的不確定性因素進(jìn)行分析[43-44]；利用模擬降雨來(lái)尋找污染物之間的相互作用與聯(lián)系[45]；分析城市排水管道水質(zhì)模型的不確定性[46]。

2013—2015年的被引文獻(xiàn)年份集中在2007—2010年，聚類分為8類，聚類標(biāo)簽詞分別為收集系統(tǒng)(harvesting system)、生物滯留系統(tǒng)(bioretention system)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃(green infrastructure planning)、城市徑流污染(urban runoff pollutant)、源頭控制雨水管理措施(source-control stormwater management)、大面積綠色屋頂(extensive green roof)、城市雨水徑流氮成分(urban stormwater runoff nitrogen composition)、健康(health)。其中最大的3個(gè)類別的標(biāo)簽詞分別為收集系統(tǒng)(harvesting system)、生物滯留系統(tǒng)(bioretention system)與綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃(green infrastructure planning)，而且高被引節(jié)點(diǎn)與高中心性節(jié)點(diǎn)都處于這3類之中，這表明該時(shí)間段內(nèi)的研究重點(diǎn)關(guān)注雨水的收集問題以及綠色基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)問題，但同時(shí)對(duì)于雨水徑流的水質(zhì)情況以及雨水水質(zhì)帶來(lái)的健康問題也有一定關(guān)注。該時(shí)間段存在突現(xiàn)性節(jié)點(diǎn)，突現(xiàn)文獻(xiàn)的出版年份為2006年，其主要探討了綠色屋頂是否是解決21世紀(jì)城市化雨水徑流問題的有效工具這一問題，結(jié)果表明其在減少城市降雨徑流方面具有明顯效果[47]，該文獻(xiàn)的突現(xiàn)表明綠色屋頂在這一時(shí)間段內(nèi)成為了一個(gè)研究的熱點(diǎn)，開始受到大量的關(guān)注。閱讀分析該時(shí)間段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中顯示的高被引以及高中心性文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)綠色基礎(chǔ)設(shè)施如綠色屋頂以及雨水花園等生物滯留設(shè)施已成為熱點(diǎn)主題，總結(jié)主要關(guān)注問題如下：開始涌現(xiàn)綠色基礎(chǔ)設(shè)施如生物滯留設(shè)施、綠色屋頂?shù)仍诰唧w降雨情況下以及實(shí)驗(yàn)室情況下模型模擬的使用效果數(shù)據(jù)，包括對(duì)各種類型污染物的去除效果及對(duì)洪峰量的削減效果數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化設(shè)施的關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)[31-32, 48-51]；建立城市空間系統(tǒng)概念框架，量化城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的生物地球化學(xué)過(guò)程，從而真實(shí)評(píng)估城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于人類健康以及生態(tài)系統(tǒng)健康的貢獻(xiàn)[52-53]；構(gòu)建城市雨水處理和分析集成系統(tǒng)(SUNSTAIN)模型，幫助規(guī)劃者在滿足水量水質(zhì)要求的情形下找到布置BMPs的最佳位置、最佳組合和最低成本[54]；總結(jié)過(guò)去雨水管理方法的不足，提出“水文情勢(shì)管理方法”(flow-regime management)，即識(shí)別出地區(qū)自然水文過(guò)程中的關(guān)鍵地形和生態(tài)要素，進(jìn)行保護(hù)與恢復(fù)，從而使雨水徑流更多地通過(guò)蒸發(fā)以及滲透等方式減少[55]；通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研構(gòu)建不同城市地表類型下徑流中各種典型污染物的代表性濃度矩陣，從而為今后雨水設(shè)施評(píng)估以及模型模擬提供數(shù)據(jù)[56]；對(duì)比分析各種低影響開發(fā)模擬模型，并提出未來(lái)模型發(fā)展方向[57]；總結(jié)發(fā)達(dá)國(guó)家在實(shí)施低影響開發(fā)過(guò)程中所出現(xiàn)的問題并提出相應(yīng)解決對(duì)策和成功經(jīng)驗(yàn)[58]。

2016—2018年的被引文獻(xiàn)年份集中在2010—2013年，聚類后分為6類，其中第一類與第三類篩選出的標(biāo)簽詞相同且兩類之間的節(jié)點(diǎn)聯(lián)系緊密，在分析時(shí)可以將其歸并為一類，因此主要的5個(gè)類別的標(biāo)簽詞為流域尺度(watershed scale)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施(green infrastructure)、量化水量減少(quantifying volume reduction)、事件尺度水文學(xué)(event flow hydrology)、氮元素滯留(nitrogen retention)。其中最大的2個(gè)類別的標(biāo)簽詞為流域尺度(watershed scale)與綠色基礎(chǔ)設(shè)施(green infrastructure)，由此可以看出這一時(shí)間段內(nèi)研究側(cè)重于從流域尺度進(jìn)行，并且十分關(guān)注綠色基礎(chǔ)設(shè)施在城市雨水管理中起到的作用；其中第五類氮元素滯留(nitrogen retention)將綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究與其他幾類主題研究連接起來(lái)，說(shuō)明其在城市雨水管理領(lǐng)域是起到過(guò)渡和啟發(fā)作用的核心研究主題。

閱讀節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中顯示的這一時(shí)間段內(nèi)的高被引及高中心性文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)主題集中在低影響開發(fā)以及綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，且大部分為對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行總結(jié)以及對(duì)未來(lái)研究提出建議的綜述類文章，他們主要關(guān)注的問題如下：辨析領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的各種術(shù)語(yǔ)在尺度及具體關(guān)注點(diǎn)上的異同，從而提高今后研究合作及交流的有效性，如最佳管理措施(BMPs)、雨水控制措施(SCMs)屬于城市雨水管理，著眼于具體的措施，而水敏感城市設(shè)計(jì)(WSUD)、城市水綜合水管理(IUWM)屬于城市整體水循環(huán)尺度，是一種廣義的設(shè)計(jì)原則，低影響開發(fā)(LID)、可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS)則處于2種尺度之間[59]；繼續(xù)探究綠色基礎(chǔ)設(shè)施如綠色屋頂、生物滯留系統(tǒng)在實(shí)際降雨或者模型應(yīng)用中對(duì)水量水質(zhì)的控制效果及存在問題，為今后的設(shè)施設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)[48, 60-65]；在城市加劇擴(kuò)張及氣候變化等背景下，建立評(píng)估整個(gè)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及綠色基礎(chǔ)設(shè)施效用的方法體系，如從社會(huì)-生態(tài)角度進(jìn)行多功能多尺度的評(píng)估，從而辨析重要環(huán)節(jié)與因素，為未來(lái)的規(guī)劃決策提供依據(jù)[66-69]；梳理城市水文環(huán)境在城市雨水徑流管理方面所產(chǎn)生的各種影響，如降雨時(shí)空規(guī)律變化導(dǎo)致模型更加困難[70]。

2.3 國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作圖譜

運(yùn)用CiteSpace對(duì)Web of Science中城市雨水管理相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)表國(guó)家及機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，出現(xiàn)頻次排位前十的國(guó)家與機(jī)構(gòu)見表1。

表1 城市雨水管理相關(guān)研究中出現(xiàn)頻次排位前十的國(guó)家與機(jī)構(gòu)

在相關(guān)研究國(guó)家方面，從整體來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，僅中國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，說(shuō)明發(fā)展中國(guó)家還需要加強(qiáng)對(duì)于城市雨水管理研究的關(guān)注；具體而言，美國(guó)的研究在數(shù)量以及中心度上都占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)；德國(guó)在中心度上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這與德國(guó)城市雨水管理研究起步早、發(fā)展快有很大的關(guān)系；中國(guó)在發(fā)文量上排于第二位，可見中國(guó)學(xué)者對(duì)于城市雨水管理方面的研究十分重視，在英文期刊上發(fā)表了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，但可以看出中國(guó)文獻(xiàn)的中心度不夠高，在前十位國(guó)家中僅排名第六位。通過(guò) CiteSpace對(duì)Web of Science中的檢索結(jié)果做國(guó)家合作圖譜，結(jié)果見圖5a，圖中節(jié)點(diǎn)大小代表發(fā)文量，紫色外圈代表具有高中心度，結(jié)果同樣顯現(xiàn)出中國(guó)發(fā)表的文獻(xiàn)中心度低，而美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)、英國(guó)、奧地利、加拿大等中心性高，這說(shuō)明中國(guó)雖然發(fā)表的文章數(shù)目多，但是與各國(guó)的合作相對(duì)較少，對(duì)于整個(gè)領(lǐng)域的影響力不足，因此在今后中國(guó)需要增加與各國(guó)的合作，提高文獻(xiàn)在相關(guān)研究中的影響力。

在相關(guān)研究機(jī)構(gòu)方面，結(jié)果見表1、圖5b，可以看出，重要研究機(jī)構(gòu)分別為莫納什大學(xué)、美國(guó)環(huán)保局、中國(guó)科學(xué)院等，中心研究機(jī)構(gòu)為美國(guó)環(huán)保局、莫納什大學(xué)、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、北卡羅萊納州立大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)。其中美國(guó)環(huán)保局具有最高中心度，說(shuō)明其在城市雨水管理研究領(lǐng)域具有重要影響力；莫納什大學(xué)具有最高出現(xiàn)頻次，說(shuō)明其為最高產(chǎn)最活躍的研究機(jī)構(gòu)。中國(guó)機(jī)構(gòu)中只有中國(guó)科學(xué)院進(jìn)入前十排名，說(shuō)明中國(guó)研究機(jī)構(gòu)還需要進(jìn)一步提升在該領(lǐng)域的研究數(shù)量與質(zhì)量。

a)國(guó)家合作圖譜 b)機(jī)構(gòu)合作圖譜圖5 城市雨水管理相關(guān)研究的國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作圖譜

2.4 出版物來(lái)源分析

通過(guò)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)自帶分析功能，對(duì)檢索結(jié)果的來(lái)源雜志以及被引頻次進(jìn)行排序，見表2。參考發(fā)文量數(shù)據(jù)，得出對(duì)城市雨水管理主題研究報(bào)道較多的雜志為Water Science and Technology、Science of the Total Environment、Water Research，參考被引頻次數(shù)據(jù)，得出在城市雨水管理主題內(nèi)Web of Science中質(zhì)量較好的雜志為Water Research、Landscape and Urban Planning、Science of the Total Environment、Journal of Hydrology?？梢钥闯鯳eb of Science中的雜志來(lái)源發(fā)文量分布較為均勻，僅Water Science and Technology稍占優(yōu)勢(shì)，這說(shuō)明各雜志對(duì)于該主題的關(guān)注程度相近，不存在明顯的領(lǐng)頭雜志，但隨著城市雨水管理相關(guān)研究的逐漸發(fā)展，相信未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更多以該主題為重點(diǎn)的高質(zhì)量雜志。

3 結(jié)論

根據(jù)上文的分析結(jié)果，可以得出如下結(jié)論。

a) 通過(guò)文獻(xiàn)共被引分析，可以看出隨著時(shí)間的推移，城市雨水管理領(lǐng)域的研究主題從單一到豐富，從分散到綜合。在1966—1994年，被引文獻(xiàn)主要關(guān)注雨水中的污染物和下水道溢流的問題；在1995—2000年，被引文獻(xiàn)大量關(guān)注城市環(huán)境下雨水徑流污染特征，并開始出現(xiàn)將SWMM模型以及GIS等輔助工具運(yùn)用到雨水管理中的研究；在2001—2006年，被引文獻(xiàn)仍然關(guān)注城市雨水徑流污染特征總結(jié)，同時(shí)更多地考慮了城市化帶來(lái)的影響，并開始出現(xiàn)探究生物滯留設(shè)施在城市雨水管理中具體運(yùn)用的研究；在2007—2012年，被引文獻(xiàn)開始關(guān)注城市雨水徑流中污染物的源解析，同時(shí)生物滯留設(shè)施的相關(guān)研究進(jìn)一步興起，并且模型的運(yùn)用和研究也開始增加但還并沒有與整個(gè)領(lǐng)域充分地結(jié)合起來(lái)；在2013—2015年，被引文獻(xiàn)中的低影響開發(fā)理念與綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究成為主要熱點(diǎn)，其中綠色屋頂?shù)难芯块_始大量出現(xiàn)，同時(shí)評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)以及綠色基礎(chǔ)設(shè)施效用的方法體系和系統(tǒng)也開始涌現(xiàn)；在2016—2018年，被引文獻(xiàn)中關(guān)于低影響開發(fā)與綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究進(jìn)一步成熟，眾多相關(guān)概念的辨析受到關(guān)注，研究中開始更多地加入城市化加劇以及氣候變化的考慮，對(duì)于城市水文規(guī)律的研究也開始受到重視。

表2 城市雨水管理相關(guān)文獻(xiàn)前十來(lái)源雜志

b) 通過(guò)國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作圖譜可以看出，美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家在城市雨水管理研究方面做得最好，處于領(lǐng)先地位；中國(guó)也有著優(yōu)異表現(xiàn)，但是在影響力方面還有待提升，建議加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國(guó)家的合作。

c) 在出版物來(lái)源雜志分析中，可以看出在城市雨水管理研究方面，存在著許多高質(zhì)量高產(chǎn)的優(yōu)秀權(quán)威雜志，但是目前還沒有出現(xiàn)在這一方面有明顯優(yōu)勢(shì)的雜志，相信在未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更多重點(diǎn)關(guān)注城市雨水管理研究的優(yōu)異雜志。

4 展望

通過(guò)分析CiteSpace篩選出的近10 a的重要施引文獻(xiàn)以及被引文獻(xiàn)，得出城市雨水管理相關(guān)研究在未來(lái)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問題及方向如下。

a) 機(jī)理層面。應(yīng)結(jié)合水文學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科原理，進(jìn)一步探明城市降雨徑流過(guò)程、城市非點(diǎn)源污染發(fā)生機(jī)制以及低影響設(shè)施的作用機(jī)理；特別是在如今城市化加劇和氣候變化的背景下，城市降雨、蒸發(fā)、產(chǎn)匯流等水文過(guò)程都發(fā)生著極大的改變，如何結(jié)合城市水文學(xué)準(zhǔn)確解析變化環(huán)境下的降雨-徑流-污染物響應(yīng)過(guò)程，都將成為城市雨水管理過(guò)程中亟待解決的機(jī)理問題。

b) 工具層面。應(yīng)更多借助先進(jìn)的機(jī)理模型，并結(jié)合產(chǎn)匯流特征對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，如模擬降雨事件時(shí)應(yīng)考慮前期土壤含水量以及前后場(chǎng)次降雨間的影響等，目前尚缺乏基于物理機(jī)制、符合中國(guó)國(guó)情、考慮分布式運(yùn)算的可靠模型工具；且普遍面臨著基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失、模擬結(jié)果不確定性大等問題；同時(shí)需要更多輔助決策系統(tǒng)來(lái)計(jì)算低影響開發(fā)設(shè)施最優(yōu)布局組合方式，從而用最低的成本實(shí)現(xiàn)最大的環(huán)境效益。

c) 設(shè)計(jì)層面。需要更多的研究來(lái)深入了解綠色基礎(chǔ)設(shè)施的性能并優(yōu)化或改進(jìn)其具體設(shè)計(jì)參數(shù)，如綠色屋頂使用早期和后期的性能研究還不充分，如何選擇植被種類、施肥灌溉方式、土壤基質(zhì)等問題都還未得到較好解決；另外如生物滯留設(shè)施的混合設(shè)計(jì)以及氮削減機(jī)理方面仍然不夠成熟，其作為銅的源匯問題也仍然有待研究；需要結(jié)合綠色基礎(chǔ)設(shè)施的機(jī)理研究對(duì)其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)、提升。

d) 評(píng)價(jià)層面，仍然有很多需要繼續(xù)完善的方面。以中國(guó)海綿城市建設(shè)為例，雖然目前《海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》已經(jīng)出臺(tái)，但中國(guó)幅員遼闊、各地方差異顯著，還需要更多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估方法以及能反映地方產(chǎn)匯流特征的區(qū)域化指標(biāo)，并將海綿城市建設(shè)和流域管理相結(jié)合，以及更全面細(xì)致的實(shí)際應(yīng)用研究來(lái)評(píng)估檢驗(yàn)綠色設(shè)施所帶來(lái)的具體效益。

e) 管理層面。雨水管理涉及到水文學(xué)、環(huán)境學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)等多個(gè)學(xué)科，需要實(shí)現(xiàn)多學(xué)科多部門人員的交融與合作，從而改變傳統(tǒng)市政管理布局，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)有效的雨水管理。