城市河口填海特征及其生态影响的形态学研究

淤泥质河口是填海建港主要地区,体现出明显城市化形态特征,却未在城市形态学领域引发实质性研究,导致填海规划缺乏指导.本文选择20个研究对象,以适宜分辨率Google Earth影像为数据源,利用形态绘制方法,依据基础形态指数稳定域,得出河口区适宜研究幅度和精度,并利用填海方式破碎度和潮间带特征指数分析河口形态与生态特征...     

海河、永定新河、独流减河三河口 生态需水量研究

保证河口一定规模的生态用水需求,是恢复河口生态系统健康的重要因素。依据沈焕庭的河口定义,参考有关文献水文模型界定了海河、永定新河及独流减河河口区域。据此计算了永定新河、海河、独流减河河口的适宜生态需水量。与多年入海径流量及文献数据对比,永定新河、独流减河口的生态需水量计算结果较为合理;但海河口的计算结果明显偏低,其主要原因是海河口开发利用强度大,填海造陆,原有河口海域被大量侵占,水域面积大量减少等等。     

生态足迹模型优化的水资源承载力评价与预测

生态足迹理论已广泛应用于衡量地区资源可持续利用水平研究.通过提出万元工业增加值水资源生态足迹,及采用指数平滑模型对水资源生态压力指数进行预测,丰富水资源生态足迹指标,进而优化生态足迹模型.以杭州市河口地区为例,构建水资源生态足迹模型,计算2004-2019年杭州市河口地区水资源承载力指标,采用指数平滑模型,对2020-...     

河口近岸海域生态需水研究——漳卫新河河口生态需水分析

应用河口-海岸-海洋模型对漳卫新河河口近岸海域盐度分布进行了模拟,考虑鱼类的盐度耐受能力,分析了不同来水情景下漳卫新河河口的鱼类盐度适宜范围分布面积。研究结果表明,现状来水条件下,漳卫新河河口鱼类盐度适宜范围分布面积较小,生境较差。根据不同来水量与鱼类盐度适宜面积的关系曲线,分析得出维持漳卫新河河口生态系统稳定所需要的最小生态流量约为10m3/s,最适生态流量为160m3/s;最小年需水量为9.4亿m3,适宜年需水量为15.2亿m3。     

鄱阳湖生态经济区湿地景观格局演变

通过斑块密度、斑块平均面积、斑块平均形状破碎化指数和面积加权平均形状破碎化指数4项景观格局指数,结合形态学空间格局分析法(MSPA),从景观和像元层面探索了1995～2015年鄱阳湖生态经济区湿地景观格局演变过程。结果表明:①鄱阳湖生态经济区湿地面积呈现波浪状增长,其内部湿地类型变化较剧烈;②4项景观格局指数均表明研究区湿地呈越加破碎的变化趋势:③MSPA的分析结果与景观格局指数相一致,研究区湿地以"核心区"形态为主。研究结果可为鄱阳湖生态经济区的景观破碎化研究提供参考,并为区域景观格局优化、土地合理管理提供借鉴。     

汊道平面形态对河口潮波传播的影响

河口平面形态对于潮波运动有着明显的影响,特殊的河口汊道平面形态会使得潮波传播出现复杂的特征,从而造成一些河口独特的水位分布状态。本文的研究以河口分汊汊道为例,利用Delft3D建立一系列潮汐河口分汊理想数学模型,通过各个模型河口汊道平面形态的概化设置,探讨了不同汊道弯曲以及宽度收敛等平面形态特征对潮波传播过程的影响,阐明潮汐河口汊道平面形态特征对径潮动力状态的影响机制。研究表明汊道宽度收敛效应是河口潮波传播过程产生变化的主要原因,宽度收敛效应通过调整摩阻项及压力梯度项之间的动量平衡过程增强了潮波传播。     

南水北调来水对漳卫新河口的可能影响及生态需水分析

中国北部地区面临严重的缺水问题,而南水北调工程将在一定程度上缓解人民的生活用水问题,同时南水北调来水在一定程度上也将对受水地区生态产生积极作用。特别是随着入海水量的相应增加,河口生态系统将得到一定的改善。但目前关于河口生态系统需水的研究还不多,基于河口生态稳定阈值分析的更少,对河口生态恢复工作还缺少相应的理论支持。这些都不利于河口生态系统的可持续发展。本文应用河口－海岸－海洋模型（ECOMSED）模拟漳卫新河河口及附近海域的水环境状况,分析在不同来水情景下河口海域盐度的扩散分布情况,特别是南水北调来水对河口盐度分布的影响。同时,根据生态系统稳定性阈值原理及关键物种理论,查阅渤海湾鱼类对盐度的适应情况,特别是主要鱼类在产卵育幼期对河口咸淡水区域的依赖程度及对盐度的要求,确定适宜的盐度范围。并结合模型模拟结果,分析不同来水情景下漳卫新河河口的鱼类适宜盐度面积及分布。研究结果表明,在现状来水条件下,枯季漳卫新河河口的鱼类适宜盐度面积仅为1.87平方公里,且基本沿岸分布;雨季为2.63平方公里,南水北调来水后汛期相应的面积能增加4.00平方公里。同时根据来水量与鱼类适宜盐度面积的相关关系曲线,分析得出,天然来水条件下,维持漳卫新河河口生态系统稳定所需要的入海流量约为90m?/s左右,这与历史流量水平基本相一致。     

西南干旱地区城市水系规划研究——以昆明高新产业基地为例

针对西南干旱地区干湿分明,雨季单点暴雨强度大,旱季水资源不足,地形坡度大等特点,以昆明高新产业基地开发建设为例,运用斑块-廊道-基质模式理论以及集聚间有离析最优格局理论,对区域现状水系进行梳理及改造,结合水系功能的转变,构建与城市发展相适宜的防洪与景观体系。通过对河道、池塘特征的系统分析研究,确定了水系的生态需水量。根据生态需水量的研究成果,提出了利用上游水库、区域内库塘蓄水及城市再生水等满足生态需水要求的措施,保证旱季生态需水要求,满足水系生态系统在不同时期的完整性。     

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。     

天津市用于滨海河口生态补水的非常规水资源估算

随着天津滨海河口入海径流量逐年降低,以及城市水资源供需矛盾日益加剧,入海径流量远不能满足目前滨海河口生态需水量,因此,非常有必要开发非常规水源对滨海河口进行生态补水。在天津非常规水源(包括海水、雨水和再生水)现状分析的基础上,通过水资源利用途径分析和水量估算,得出雨水和再生水资源的可利用量完全可以满足滨海河口适宜生态需水量,并提出了滨海河口生态补水的措施。     

城市高度建成区河道生态补水治理方案研究

为探究城市高度建成区河道水质改善方法,以深圳市宝安区铁排河为研究对象,基于各河段的特征差异,计算不同河段的生态环境需水量、水库最小下泄生态流量及再生水和雨水的潜力资源,在保障水量及水质的前提下,提出相应的生态补水措施。研究表明:在以铁岗水库最小下泄水量为基础的前提下,铁排河各河段的降雨不能满足生态环境需水量,只能作为间歇补水,固戍污水处理厂的再生水可作为常态性水源;城市高度建成区的河段雨水补水宜采用人工调蓄及物化处理,在可利用空间较大的河段可采用生态调蓄净化雨水,以此削减入河污染浓度。生态砾石床、生态浮岛及水下森林的构建均能改善水环境生态系统,保障生态功能的稳定。     

我国管袋坝工程技术进展

通过回顾20世纪80年代以来我国具有代表性的管袋坝工程,分析了管袋坝工程设计、工艺装备、技术措施等方面的进展,梳理了伴随工程建设的应用性基础研究成果,展示了我国管袋坝工程取得的技术进步。借鉴国外高强度椭圆形管袋形式,我国工程界因陋就简地走出了以普通强度扁平管袋填筑管袋坝的中国之路,管袋坝在河口蓄淡水库、深水航道整治、沿海港口码头、沿海机场、海堤及防波堤、滩涂围垦等重要基础设施建设中已成为重大或重要工程的组成部分。筑坝区域从潮间露滩处到深水潮流复杂区域;施工操作从以人工为主到以装备为主,直至当前多装备完成深水区域复杂的水下控制施工;管袋坝匡围区域从小到大,以至能实现超大龙口的顺利合龙。     

城市再生水项目社会资本合作方选择

城市再生水项目采用政府和社会资本合作(public-private-partnership,PPP)的方式可以帮助解决资金短缺问题、带来先进管理经验,因此引入最佳的合作伙伴是成功实施PPP项目的重要前提。对参与竞争的合作方进行筛选,结合城市再生水项目的特征,建立以公司规模、财务水平、技术能力、信誉水平和管理能力为准则层、24项具体内容为指标层的评价指标体系。采用灰色关联评价方法对不同层级的指标分别进行综合评价,运用主观赋权层次分析法和客观赋权熵值法相结合确定权重,选择出最佳的社会资本合作伙伴,帮助政府部门更好地做出决策。     

Reusing Urban Wastewater—An Alternative and a Reliable Water Resource

ABSTRACT

Fundamental concepts of reusing urban wastewater as an alternative and a reliable source of water supply are discussed, along with the categories for water reuse, planning methodologies, wastewater reclamation technologies, and economics. The rational basis for integration of urban reclaimed water into water resources planning is proposed and the safe use of reclaimed water is evaluated. Special attention is paid to tertiary or advanced wastewater treatment systems that are capable of producing essentially pathogen-free effluent for a variety of uses such as irrigation of urban landscape, flushing of toilets served by dual plumbing systems in large commercial buildings, and groundwater recharge for eventual potable reuse. The motivating factors for wastewater reclamation and reuse are summarized and the costs of water reclamation projects are discussed with several examples. The integration of this alternative water supply into water resources planning is proposed and the safe use of reclaimed water is emphasized.     

基于泥沙数学模型的海湾填海岸线选择

泥沙运动特征的变化及其对港口航道的影响是大型海岸工程实施时需要考虑的主要问题。由于海岸生态系统往往对泥沙冲淤的变化非常敏感 ,生态评估也逐渐成为工程规划及方案可行性论证研究的重要内容。本文利用泥沙数学模型 ,以深圳湾为例研究了五种填海方案造成的海湾来沙量、含沙量和泥沙冲淤分布的变化 ,讨论了泥沙淤积速率的变化对港口航道和红树林生态系统的影响 ,并通过岸线方案的对比指出了在分别考虑各种泥沙评价指标时对应的五种填海方案的优劣。定量分析表明 ,不同评价指标对应的方案优劣次序有所差异 ,协调多种指标要求的综合优化岸线可以通过比较各种方案后给出。     

河口最大浑浊带平面二维数值模型

利用平面二维数值模型模拟河口最大浑浊带现象。在概化河口的基础上，比较了恒定流与非恒定流、稳定源与非稳定源、矩形河口与线性河口等不同条件下河口悬沙浓度平面分布特点，并在黄茅海河口进一步得到验证。结果表明，河口地形边界和非恒定潮流作用对河口最大浑浊带悬沙富集有重要贡献。     

珠江河口潮流流量变化控制指标初探

随着珠江河口地区滩涂岸线资源开发和涉水工程建设,河口边界形态及动力环境产生了巨大的变化;动力环境变化必然引起河口河床形态的调整,对潮汐河口稳定产生深远的影响。以珠江河口潮汐通道稳定性分析为基础,探讨潮汐河口的河相关系,初步提出了河口潮流变化控制指标。研究建立了珠江河口口门断面面积与多年平均落潮流量之间的关系,并建立了近期口门均衡断面的河相关系;在此基础上,预测了河口潮流变化引起的口门河床冲淤变化。根据河床冲淤变化与口门行洪能力调整的关系,提出了河口口门落潮流量变化控制指标为1%~2%,研究成果为河口涉水工程管理提供了定量指标参考。     

基于ArcGIS与GAP分析的长株潭城市群水安全格局构建

为解决长株潭城市群较为突出的水生态安全问题,基于ArcGIS和GAP分析,构建综合水安全格局并分析其GAP的位置与类型。结果表明:长株潭城市群核心区水安全格局由总面积256 km~2的3个水生态保护区斑块、总长度654 km的水生态蓝线廊道和总长度516 km的水生态绿线廊道构成;洪灾风险和地下水资源被破坏风险是研究区域最突出的水安全问题,其次是湿地生物多样性保护问题;水生态保护区有3个保护空缺GAP和2个修复空缺GAP,水生态蓝线廊道有7个修复空缺GAP,水生态绿线廊道有2个保护空缺GAP和10个修复空缺GAP,它们是水安全格局中决定整体安全水平的"短板",需要在下一步生态建设中被优先考虑。     

城市再生水利用风险评价指标体系初探

水的再生利用是破解我国水资源短缺问题的重要途径之一,但是再生水利用对人体健康和环境的影响也是生活污水处理必须面对的挑战,从而受到人们普遍关注。根据我国再生水回用途径和天津市纪庄子再生水厂的出水水质情况,构建了再生水利用风险评价指标体系(包括健康风险指标和生态环境风险指标),并对纪庄子再生水厂的出水与景观用水和地表水分别进行了风险评价,得出再生水用在不同用途时存在的不同环境风险。