流域模拟器的研发与实践初探

针对数字孪生流域研发和流域综合管理的需求,重点论述了流域模拟器的概念、理论与方法以及针对长江应用的长江模拟器的研发与应用进展。流域模拟器旨在构建流域模拟通用范式,其特色与特点是：通过建设“天-空-地”一体化监测监控系统,以及研发集成气象与气候模型、流域水循环模型、水动力学模型、水质模型、水生态模型、城市模型、社会经济模型等多种模型,构建模型云系统,实现天气模拟、流域水循环过程模拟、流域生物地球化学循环模拟、河流与湖泊过程模拟,为水资源高效利用与调度、城市水循环模拟、“水-能-粮-环境-生态-经济”耦合系统及管理决策支持等流域管理与决策服务提供科技支撑。     

城市水系统模拟理论与实践

明确了城市“自然-社会”二元水循环过程和基本要素,基于城市水系统5.0理论完善了以水循环过程为核心的城市水系统理论框架,构建了包含自然-社会水循环、社会水文、水生态模块的多尺度综合城市水系统模型（water system modeling and assessment tool-urban, WASMAT-URBAN),并应用于城市、小流域、汇水区尺度,模拟结果验证了模型的可用性和模拟精度。该理论框架和模型可为海绵城市建设的规划设计、建设改造、模拟评估提供理论基础和模拟方法。     

基于城市生态空间土地整治的生物群落构建

随着城市生态文明建设步伐加快,城市建设对生态用地的需求日益增加。然而中国城市生态空间土地整治工程建设中存在过度注重美学和视觉效应、盲目引进外来种、植物配置不合理、大面积运用草坪等现象,在城市生态文明建设的同时也引发了很多问题。通过分析生态文明背景下中国城市生态空间规划与建设存在的问题,结合城市土地整治生态空间特点,总结提出了“人+植物”群落城市土地整治生态修复基础理论,并以陕西省渭南市渭东新城综合整治项目为例,重点阐述了城市土地整治过程中生态空间群落构建的方法要点和具体思路。结果表明:在城市土地整治修复和生态空间建设中,重点利用本土植物群落特性,构建复层植物群落; 丰富区域生物多样性,打造平衡的生态链; 充分考虑人与自然的耦合关系,并以“人+植物”群落为单位与城市设施、人类活动、环境承载力综合考虑设计城市生态景观,最终可以构建优美、可持续的城市生态空间。     

城市洪涝风险的负面影响及治理策略——以太湖流域城市洪涝风险治理为例

城市洪涝风险治理已成为保障现代城市建设和发展不可或缺的战略性课题。可以看到,影响城市安全的洪涝风险因素多样,除了突出的梅雨和台风暴雨,还涉及自然地理环境、城镇化进程、防洪基础设施、规划工程、防范意识等,而且不同城市的洪涝风险特征也各有不同。太湖流域城市洪涝风险的影响,集中表现在丰沛的水资源优势与频发的水灾害之间的矛盾、城市建设和城镇化快速推进与防洪措施"短板"之间的矛盾、水利现代化目标与高起点防洪能力发展之间的矛盾。为此,以理念引导、规划工程、统筹协调、预警评估为基本内容的策略,将进一步系统推进城市洪涝风险治理。     

浅谈城市的绿色基础设施建设与生态环境保护

良好的生态环境,是城市社会经济发展与生态文明的标志,是城市可持续发展的基石。城市绿色基础设施建设,正成为生态环境保护的重要组成部分并发挥重要生态保护功能。在此以经济、社会快速发展中的苏州为例,探讨城市的绿色基础设施建设与生态环境保护。     

多维调控模式下的水资源高效利用概念解析

人类活动下的水循环呈现"自然-社会"二元结构特征,水资源在原有的自然属性基础上增加了经济、社会等属性,水资源开发利用必须协调多维属性的均衡。从分析多维属性下的水资源高效利用调控需求和综合高效用水的概念入手,并从评判标准、评价尺度和评价范围等方面对比了传统节水与多维调控下的高效用水的区别,指出了水循环多维调控下的高效性需要对水循环的社会、经济、生态、环境的效应进行综合评判,促使水资源利用从低效端向高效端转变。在评价手段上,需要通过分析机理、构建流域水循环及伴生过程的综合模拟模型来量化分析不同属性的效率高低;在实施层面上,需要通过社会经济和生态环境等不同类型的调控要求,在点、线、面和流域整体等不同空间层次上提出调控措施。     

试论海绵城市的绿色要义

建设“海绵城市”是中国智慧与国际雨水管理先进理念融合后的话语创新。建设海绵城市,需要以绿色发展等五大发展理念引领,特别是要厘清绿色发展理念下海绵城市的内涵与实质。海绵城市的基本理念是人水和谐共生,主要技术是低影响开发雨水系统,实质是建设生态弹性城市。     

城市水涝灾害的生态机理分析和思考--以杭州市为主要研究对象

随着城市化建设快速发展，水涝灾害也日趋严重，杭州市是一个典型例子。城市水循环系统是自然循环系统与人工循环系统的合成体，是城市居民重要的生存环境，利用生态学的系统整体原理去分析城市化对自然水文系统产生的严重影响，可以我解城市水涝灾害发生的机理；城市热岛使气候变化、暴雨增加；湿地占用导致滞留容量急减；地表硬质化、排水管网化、河堤人工化导致地表径流增加，汇流时间缩短；水土流失、围湖造田、建闸筑圩抬高了外河水位使排水堵塞；供、排水量的失衡与随意引水配水导致流域水文失调。建议加强城市建设管理的科学性、注重生态系统的整体性，尊重自然，更新观念，建立新的人工水循环系统。     

基于生态文明理念的城市滨水空间规划策略——以“黄浦江东岸滨江公共空间贯通工程”为例

城市滨水空间是城市中最具价值和开发潜力的空间资源,它的开发利用对繁荣城市经济、提升城市环境质量、丰富地域风貌有着重要影响,是城市生态文明建设的重要组成部分,是现代城市向人性化城市、文化城市、绿色城市转型的契机。在新形势下研究现代城市滨水空间的生态文明内涵,进一步满足文明社会人民生活的需要,对提升城市生态安全与服务功能具有现实意义。在简要分析城市滨水空间开发利用经验和意义的基础上,以"黄浦江东岸滨江公共空间贯通工程"为例,探索遵循城市生态文明理念、有利于推进城市可持续发展的滨水空间开发规划策略。     

东营市东郊湿地公园概念设计

湿地公园是重要的城市生态基础设施,对其恢复、保护与利用已成为当今城市绿化和生态园林建设的热点.对其科学合理的规划设计是充分发挥城市湿地公园的生态效能,有效进行湿地保护与恢复的前提和手段.东营市东郊湿地公园设计是在对场地环境现状进行分析的基础上,遵循生态可持续性、景观多样性、互动参与性等原则,将东营市历史文化融入到设计中,以打造“落霞与孤鹭齐飞,秋水共长天一色”意境景观,规划入口景观区、滨水休闲区、湿地景观区、湿地保育区、文化展示区、游憩观赏及科普教育区六个功能分区,营造了一个具有地域特色、自然、生态、野趣的城市湿地景观.     

城市生态绿地建设的理论基础与途径探索

城市生态绿地不仅是城市基础设施,而且更是城市生态环境的重要组成部分,在保障生态平衡、改善城市生态环境、创造良好的人居环境等方面起着其它基础设施无法替代的作用,城市生态绿地建设的质量已经成为衡量一个城市发展状况的重要指标,还是评判是否达到园林城市建设的重要标准。文章阐述了城市生态绿地建设的理论基础有：生态学理论、景观生态学理论;总结出城市生态绿地建设需要遵从的原则有：生态平衡、生态位以及物种多样性,从绿地斑块的构建、绿廊的构建以及城市生态绿地网络系统的构建三个方面提出了城市生态绿地建设的构建途径。     

济南市生态园林绿地系统构建的途径与策略

研究城市生态环境问题、寻求解决城市生态危机的对策,实现城市的可持续发展,是城市建设亟待解决的一项重要课题。以城市生态为核心,建立完善的城市生态园林绿地系统体系是现代化城市发展的战略方向,也是城市发展达到良性循环的必然趋势。文章以济南市绿地系统的建设为例,分析了构建城市生态园林绿地系统的必要性,阐述了济南生态园林绿地系统的构成,并从树种规划、绿地系统构建原则以及人工植物群落的构建等方面提出了济南生态园林绿地系统构建的途径与策略。     

城市滨水公共空间公共性建构——以合肥市天鹅湖公园为例

以合肥天鹅湖城市开放型公园为例,从城市滨水公共空间的公共性特征出发,针对当前我国城市滨水公共空间的建设现状,探讨城市滨水空间建设存在的问题,提出应从构建稳定的生态型水体驳岸、提供功能多样化的虚实空间、打造参与性强的绿地景观空间和融入城市文脉的环境小品设计等四个方面,建构公共性强的城市滨水公共空间.     

城市绿地布局结构的演化特征及发展趋势——以北京市为例

随着人口增加,城市化的发展,生态环境已日趋恶化,建设生态绿地系统,维持生态平衡,已成为城市可持续发展的必由之路。在城市生态绿地系统中合理布局绿地结构,不仅可以最大限度地发挥绿地生态功能,而且对维护城市生态平衡,完善城市功能有着不可代替的作用。文章阐述了城市绿地系统布局结构的内涵,分析了目前国内外城市绿地布局结构的演化过程,探讨了北京市绿地系统布局结构演化的根本动力、直接原因,以及演化的历程和未来的发展趋势。     

城市边缘区河道景观生态修复策略研究

从生态修复的角度出发,探索城市边缘区河道治理新方式,立足解决我国城市化进程中带来的河道环境问题。在分析城市边缘区河道的景观生态基本性征的基础上,提出该区域河流水体的纵向连通、河流水系的水质处理、河流曲线自然化修复、分层级生态景观营建、滩地景观型人工湿地、可持续性的植物配置等修复策略,以期为城市边缘区景观生态保护和建设工程提供借鉴。     

城市水系统健康循环理论与方略

为了实现城市水系统的健康循环及人类社会的可持续发展,从生态学的观念出发利用系统科学的分析方法,对自然资源的循环规律、人与自然关系的思想根源以及追求经济发展的传统生产方式的弊端进行了系统全面的论证,对水危机的根源进行了深刻的剖析.提出了传统排水系统功能、水资源利用模式的变革以及社会用水健康循环和水环境恢复的方略.指出只有把握和利用自然规律,将人类的生产与生活活动限定于自然生态平衡之中,才能维护生态系统的平衡实现可持续发展.     

A New Approach to Urban Rainwater Management

Based on an analysis of our research results and the main problems relating to urban rainwater treatment, we propose a new approach to urban rainwater management in China. The necessity and feasibility of such a new approach are discussed. From an ecological point of view all components of the global system, including residents living in cities, have the same right to enjoy rainwater. Therefore, urban rainwater should neither be simply drained as waste water, nor be completely harvested as a kind of resource. The objective of this new approach is to maintain the natural hydrological cycle in urban areas during urbanization. When necessary, it could also be used to regulate the amount of runoff, evaporation and infiltration in a city in order to rehabilitate the hydrological cycle given the local conditions. Three basic principles should be adopted in rainwater management, i.e., separation of rainfall from sewage, limited utilization and small and decentralized facilities. Four methods can be used for urban rainwater management： rainwater harvest, rainwater infiltration, rainwater storage and rainwater pipes. The natural hydrological cycle in urban areas could be rehabilitated through rainwater management, which is of great importance for sustainable development of our cities.     

中国水土保持生态修复分区

分析生态修复的适宜性条件,根据分异性、地带性、等级性、共轭性、主导因子及县域完整性等原则,参考我国各类生态及自然区划成果,建立基础图谱数据库;以县级行政区为基本分区单元,搜集了全国2861个县级行政区的基础资料,建立专题图谱数据库;采用GIS技术,选择气候、植被、土壤、地貌、土壤侵蚀类型、人口密度等关键性指标,通过因子叠加的分析方法和自上而下的分区方法,将全国(除台湾、海域)划分为4个水土保持生态修复类型区(湿润生态修复类型区、半湿润生态修复类型区、半干旱生态修复类型区、干旱生态修复类型区)和14个水土保持生态修复区.湿润、半湿润生态修复类型区自然条件好,可以植树造林;而在半干旱、干旱生态修复类型区仅能在局部地段植树,但不宜大面积造林.