基于城市水功能需求的水系连通指标阈值研究

随着城市化进程的加快,城市河湖水系格局发生了显著改变,并引起水系连通功能的相应变化。为了定量评估城市化进程对水系连通状况的影响程度,本文分别构建了两套指标体系用于描述城市水系连通形态和连通功能的变化情况,进而运用统计学方法分析了水系连通形态指标与连通功能指标之间的相关关系,在此基础之上建立相应的方程组来定量描述水系连通形态变化对连通功能的影响,最后以郑州市为例开展了实例研究,确定了满足郑州市未来城市发展功能定位的水系连通形态指标阈值区间。     

基于城市化水平的阜新市水系连通阈值区间的分析

城市河湖水系功能受城市化快速发展影响产生了明显变化。为定量分析水系连通受城市化发展的影响,建立城市水系连通功能和形态变化的两套指标体系,对不同指标间关系进行统计分析,并建立相关方程对定量描述水系连通形态对其功能的影响,最后以阜新市为实例,对其城市化发展规划下的水系连通阈值进行区间范围的确定。     

考虑水功能需求的海口市水系连通指标阈值研究

随着城市的快速发展,我国河湖水系结构逐渐向单一化趋势发展,由此产生了一系列的环境问题。以海口市为研究区域,建立了城市化对水系连通性影响的定量分析指标体系,通过ENVI、Arc GIS软件以及资料收集,得到2000-2016年海口市水系连通形态和功能指标,运用统计学方法分析了水系连通功能指标和水系连通形态指标关系,并结合海口市水系的未来水功能,确定了水系连通指标阈值。结果表明:节点连接率的阀值为[1. 0152,1. 2471];水系环度的阀值为[0. 0049,0. 0111];河网密度的阀值为[0. 0585,0. 1786];水系连通度的阀值为[0. 3384,0. 3541],阈值的确定可为城市化对水系连通影响地区的水资源规划管理,以及城市建设等提供参考。     

朝阳市水系连通功能评价

文章以朝阳市为例,对水系连通功能进行了评价。采用相关分析法与显著性检验法确定朝阳市水系连通指标和功能指标之间的相关显著性,并对显著相关的指标进行了多元线性回归分析,得到回归表达式。应用该表达式对一定功能预期目标的水系连通指标进行计算,并对不同情景下水系连通功能进行评价,从而为该市的水系连通规划与设计提供参考与依据。     

山东省胶东调水工程水系连通功能分析

文章分析了胶东调水工程在原始状态、引黄济青和胶东调水3个不同工程阶段的水系环度等3项水系连通形态指标,并根据水系连通形态与功能之间的定量关系评估了河道断流率等5项水系连通功能指标,最后对未来不同工程情景下的水系连通功能进行分析,从而为工程效益的有效评估、水系格局的合理构建和工程项目的规划与设计提供决策依据。     

生态输水工程对水系连通的多维影响：以塔里木河为例

生态输水工程一方面缓解了水资源时空分布不均的难题,另一方面改变了水系自然连通状态。本文结合图论与景观格局指数法,从形态、结构、功能三个维度构建水系连通评价指标体系,分析塔里木河干流生态输水工程实施前后,上、中、下游水系连通格局的时空演变。综合水系连通指数计算结果表明,生态输水以来上、中游水系连通指数先上升后渐趋稳定。生态输水之前由于断流,下游各维水系连通指数均呈下降趋势,生态输水以来下游水系连通指数开始上升,其中形态与结构连通指数响应较快,功能连通指数响应较慢。从趋势来看,水系连通指数不会随着生态输水工程的实施持续上升,而是存在一定的阈值。形态连通方面,生态输水后,上、中游水域由大面积连续斑块向小面积破碎斑块转化,下游大面积水域斑块增多。结构连通方面,水系连通时长增加,其中下游最为显著;生态输水前期上、中游水域面积减少,下游水域面积增加;输水后期流域整体水域面积增加,但上、中游持续和周期连通水域面积增幅减小,而下游增幅显著。功能连通方面,上、中游以供给和支持功能占主导,下游随着生态输水的进行,各类功能占比渐趋均衡。生态输水水量与各维水系连通指数均表现为正相关,水系形态、结构连通指数响应较快,功能连通指响应较慢,由此可见生态输水对塔里木河干流水系连通的提升具有积极效益。研究结果可为生态输水实践提供技术支撑。     

基于AHP-熵权法的平原城市河网水系连通性评价——以廊坊市为例

在对近年国内外城市水系连通典型案例总结的基础上,构建包含水系格局、结构连通性和水力连通性3个准则层的平原城市河网水系[JP2]连通性评价体系,改进水力连通性准则层中水力连通能力指标的计算方法,使其适用于整个河网计算。为避免主、客观单一权重法的不足,采用AHP-熵综合权重法对评价指标赋权。针对通过指标值评价水系连通状况不能兼顾多因素影响的局限性,采用综合评价法对廊坊城区不同水系连通方案的水系连通状况进行评价。结果表明,该体系能够较全面地对平原城市河网进行水系连通性评价,为我国平原城市河网水系连通性评价提供参考。     

水资源承载力理论基础探析:定义内涵与科学问题

水资源承载力是评判水资源与经济社会及生态环境之间是否协同发展的一项综合指标,研究水资源承载力对实现人水和谐具有重要的意义。在综述水资源承载力研究进展基础上,以现阶段人类活动对水资源要素利用和水资源系统扰动的主要方式为出发点,从水量、水质、水域空间和水流状态4个维度赋予了水资源承载力新的内涵,并基于新内涵构建了水资源承载力评价指标体系。认为在水量上应以保障生态用水为前提,确定地表水可利用量和地下水可开采量阈值;在水质上应满足水功能区划水质目标及生物多样性的需求,确定保障鱼类等正常生长的浓度阈值;在水域空间上应统筹考虑防洪、生态、景观等需求,确定不同降水条件下的适宜水域面积阈值;在水流状态上应侧重水系连通对水生态的影响,确定不同水系连通指标的阈值。最后,指出水资源承载力"量-质-域-流"四维演变机制、"水资源-经济社会-生态环境"系统的承载弹性阈值、经济社会发展与生态环境保护之间的"平衡点"以及水资源承载力调控机制是水资源承载力研究的四大关键科学问题。     

水工建筑物调度下的小微水体水系连通性评价

为探究太湖流域圩内小微水体综合整治工程的水系连通成效,在考虑水系格局、结构连通性、水力连通性准则层的基础上,针对小微水体在生态系统保护和水质净化方面的突出功能,进一步提出景观连通性和水质改善两大准则层。根据小微水体的形状特征修正传统指标,使其能更好地适用于多形态水系;因小微水体受水工建筑物调度而形成不同的连通通道与水力条件,结构连通性与水力连通性均按照不同工况分别计算,再由工况时长加权得到较为稳定的年内平均值。应用该小微水体水系连通性评价指标体系对溧阳市同字水系整治前、后的水系连通性进行评价。结果表明：综合整治工程对水系连通性提升效果显著,该评价指标体系能较为客观、全面地体现小微水体与各类水工建筑物协同运作下的水系连通性。     

基于图论的城市河网水系连通方案优选——以清潩河许昌段为例

对于复杂河网水系来说,水系连通方案的选择决定了河道是否有效连通以及各种功能能否得以保障。为了优选最佳水系连通方案,本文以清潩河许昌段为研究对象,借助图论法构建了城市水系河网图模型;考虑多闸联合调度以及各节点水量平衡关系,并利用图模型的邻接矩阵和加权邻接矩阵来描述河网水系对水量的分配作用,进而计算整个河网水系各河段和节点的流量值;以水生态景观面积最大为优选目标,结合河网水量分配关系和水力约束建立了多闸联合调度下的水系连通方案优选模型,优选得到在不同工况下的清潩河许昌段最佳水系连通方案。结果显示,在多数连通方案下河网流量可能会超出流量限值,而优选方案下的河网流量不仅可以满足流量约束、保障河网功能需求,还可有效提高水生态景观面积。     

基于AHP-熵权法的平原城市河网水系连通性评价 ——以廊坊市为例

在对近年国内外城市水系连通典型案例总结的基础上,构建包含水系格局、结构连通性和水力连通性3个准则层的平原城市河网水系连通性评价体系,改进水力连通性准则层中水力连通能力指标的计算方法,使其适用于整个河网计算.为避免主、客观单一权重法的不足,采用AHP-熵综合权重法对评价指标赋权.针对通过指标值评价水系连通状况不能兼顾多因...     

考虑水力连通性的水系连通评价指标体系构建与应用EI北大核心CSCD

在水系形态特征与水系结构连通性基础上,增加了包含水工建筑物数量、下游收水量和换水周期在内的水力连通性评价指标,构建了更加全面的水系连通评价指标体系。通过层次分析与熵权法相结合的综合评价法确定各指标权重,并利用该评价指标体系对廊坊市北运河-永定河区域水网3种水系连通方案进行了评价,得到最优水系连通方案。评价结果表明,构建的评价指标体系能够更加全面地表征水系连通情况,可用于河网水系连通评价。     

水系连通性的指标体系及其应用

水系连通指标是分析和评价连通性的关键。本文基于水系连通性的内涵、分析模式和连通机理,从河流边界、水流、泥沙、生态环境等方面提出河道(湖库)连通指标;根据连通指标的基本含义、计算过程和层次属性,将连通指标分为基本指标、过渡指标和功能指标,建立了水系连通性的功能评价指标体系;针对黄河下游河道的特点,建立了河道连通性的评价模型,对近几十年黄河下游河道连通性的变化过程进行了分析评价。评价结果表明,黄河下游河道连通性在1959年前为优等状态,1960年至1985年期间基本处于中等以上状态,1986至1990年代末由状态迅速恶化为差的状态,2000年以后河道连通性又逐渐恢复变为优良状态。     

辽阳市水系连通对城市水系生态格局影响评价

对辽阳市水系生态格局利用综合生态连通度评价指标进行定量评价,依据评价结果和区域水系连通情况提出了有效的改善措施。研究表明:水系连通性的两个重要主成分为河系节点率、水系环连通度,城市水系生态连通性相比于规划前得到显著的提升;城市水系连通性在关闭水闸措施下降低40%,为改善城市水系生态连通性可采取生态护坡、河道清淤及优化水闸等措施。     

海绵城市建设中水系连通性规划与治理框架

为研究城市水系连通性在海绵城市建设过程中的作用及城市水系的治理框架,首先分析了当前社会经济发展和城市扩张引起的主要水问题;根据城市水系的基本作用和功能,提出了水系连通性的内涵及表现形式;结合海绵城市建设的理论以及城市主要水问题,探讨了城市水系作为海绵城市的骨架,其连通性有利于解决防洪排涝,缓解水资源短缺,修复水环境,保护水生态;最后,基于城市水系连通性的重要作用,提出了城市水系规划与治理框架,包括水系连通问题的诊断,水系连通性的评价,工程治理措施以及优化管理方法等4个方面,为海绵城市的建设提供了技术支撑。     

环城河网水系连通工程研究

水系连通是解决区域水环境问题的一个重要措施,而调水量确定是水系连通工程的关键问题之一。提出多功能区河道自净需水量计算公式,并将其运用于海口市中心城区水系连通工程河道水功能区水质所要求的最小需水量计算中,应用MIKE11水动力水质模型进行模拟。结果表明,计算流量是满足河道水功能区要求水环境质量标准的最小自净需水量,可作为海口市中心城区水系连通工程的调水流量。秀英沟、龙昆沟及美舍河的自净需水量分别为2.9 m~3/s、2.3 m~3/s和3.0 m~3/s;TP为计算河道自净需水量的控制性要素;满足该水量条件下,秀英沟、龙昆沟和美舍河水质可达Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅴ类要求。     

基于湿地水质净化功能的海鸥岛水系连通模式构建

广州市海鸥岛总体规划以生态修复和新经济发展为愿景,通过规划湿地、水系的布置及连通方案,使外江水体进入岛内水系之前先经湿地水质净化,然后在岛内水系中实现预定流动,满足水生态、水景观需求,最后排入外江;该文根据水动力水质数学模型,对水系连通模式在水体净化、水体流动性的有效性进行检验,结果表明水系连通方案可以满足提高水质和增强水体流动性的预期目标。     

淮河流域水系盒维数与连通度相关性研究

在自然演变和人工干预双重影响下,河湖水系的发育程度和连通效果在不断变化,进而影响到流域水资源的合理开发利用。本文以淮河流域作为研究对象,从数字高程模型中提取了全流域水系结构图,并根据其他资料对结果进行修正;基于当地人工水系建设背景,运用分形理论计算了全流域13个水资源三级分区有、无人工水系情况下的水系分形盒维数;基于河道闸坝工程建设背景,运用图论方法计算了全流域13个水资源分区有、无闸坝工程情况下的水系连通度;最后,采用统计学方法研究了淮河水系盒维数指标与水系连通度指标之间的联系。结果显示,剔除人工水系后的各分区水系盒维数有不同程度的下降,且下降程度与区域水系个数、面积一定程度上成正比例关系;考虑有无人工水系、闸坝工程影响的各分区水系连通度,有的增大,有的减小;水系盒维数与连通度间大体上呈现正相关的趋势关系。研究成果可为有关部门开展淮河流域水系建设工作提供理论支撑,为摸清自然规律和人类活动对水系形态结构、发育情况和连通性的影响提供技术支持。     

平原河网区水系连通改善水环境效果评估

河流水系是城市重要的资源和环境载体,经济社会快速发展的同时,城市发展与水环境保护之间的矛盾日益突出,尤其是平原河网地区,由于地貌条件制约,城市河道水环境改善难度大。城市水系的可持续发展将直接关系到城市乃至整个社会的健康发展,贯彻现代水系治理思路,通过水系连通促进水环境的改善成为城市治水的重要一环。论文选择常熟市城区作为研究区,以引水实验与水量水质模型作为技术支撑,找出水系连通改善水环境的关键问题,基于此整合水系结构连通性与水力连通性概念,提出水系连通度评价方法。引水实验成果表明,骨干河道水流交换通畅,重要河道水质在引水实验中改善率平均在20%~30%,但主城区河道存在连通受阻。河道连通性的提升与水利工程的合理调度对于以水环境改善为目标的连通体系有着重要影响,以本文两个连通情景为例,河道的整治使得结构连通性增强,河道水质平均改善率提升至30%~50%。从连通性指数的变化来看,结构性连通的提升提高了调水效率,极大地促进了水力连通与水质改善。论文建立的水系连通改善水环境的方法体系能够为水系连通决策提供理论依据,对我国城市水系连通实践提供参考。     

辽宁省农村水系连通评价体系研究与应用

农村水系连通及水美乡村建设试点工作越来越得到重视,根据工程建成后的效果,定量评价出其建设的合理性和科学性十分必要.文章通过已有评价指标成果,针对农村水系连通及水美乡村建设,建立评价体系,采用指标计算方法、指标评分标准、总分评分方法得出评价结论,并以辽宁省盘山县水系连通及农村水系综合整治工程为例进行评价.研究成果为现有及...