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。     

基于城市功能需求的锦州市水系连通形态指标分析

为满足城市功能发展需求,从水系连通和形态指标出发,以锦州为实例,对满足城市功能发展需求的水系连通阈值进行确定。结果表明:阜新市节点连接率阈值区间为[1.53,2.15],区域水系规划和理论计算阈值较为接近,确定的锦州市各水系形态指标总体计算结果较为合理。     

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。     

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。     

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。     

水系连通机理及其影响因素

为了摸清水系连通性衰退的成因,本文通过引入水系连通性指标和推求河道水力几何关系,深入分析了水系连通性的连通机理和影响因素.结果表明河道纵向连通性取决于河道来水来沙条件与边界形态,侧向连通性取决于河道分汇流比及分汇流区的水流流态和冲淤形态,河道横向连通包括河道滩槽并存、洪水期滩槽水沙交换以及水生植物的传播,主要是通过洪水...     

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。     

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。     

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。     

加强水管理 保障水安全

根据我国水安全的形势和特点,保障水安全不仅要进一步加强水利基础设施建设、夯实水安全的工程基础,还必须特别注重从深化改革、创新机制、完善制度等方面着手,切实强化水管理,为水安全提供有力保障。     

用户水权交易与水资源配置

随着国民经济的发展,环境污染加剧,人口不断增加,我国淡水资源的缺乏越来越严重。但是,在缺水的同时,水资源的价值却得不到充分体现,水资源无法得到有效利用。改善水资源配置,提高用水效率是缓解我国水资源短缺的客观要求。根据科斯定理,如果产权清晰,交易成本足够低,市场就可以实现资源的最有效配置。据此提出了用户水权交易,由于用户用水的边际收益是不等的,水资源的使用效益也不同,将水资源从低收益的用户向高收益用户转移,可以提高用水的效益。通过可交易的用水凭证,市场可将水资源分配到能够产生最大效益的用户,减少水资源浪费,优化水资源配置,促进水资源的合理利用。     

考虑蓝、绿水区别的水权界定研究

在水资源产权配置过程中引入蓝水和绿水的概念,分别建立了不同准则下只考虑蓝水分配和同时考虑蓝绿水分配的流域水权配置模型。对区域间传输水量做了深入探讨,并且指明了该参数在调水行为中(区内调水和区外调水)的实际意义。将此模型应用于汉江流域的水资源配置中,针对汉江流域的实际情况提出了对分叉型河流流域的处理方法,得到了各种模型不同准则下各个分区的水权分配结果,为汉江流域初始水权界定方案的研究提供了科学理论依据。     

水量与水权关系的探讨

水量是水权的本源与核心,但两者在内涵、外延方面又存在差异.由此导致了水量分配与水权分配也既有联系又有区别.水量分配是水权分配的前提和基础,水权分配是水量分配的延续和深化.两者在分配的对象、标的、期限、手段、途径、解决纠纷的方式、适用的法律方面都存在着一定的差异.     

再生水资源的水权问题探讨

探讨再生水资源的所有权、使用权问题,认为再生水资源是水资源的一种特殊形式,其所有权归国家所有,其使用权可以通过向水行政主管部门办理取水许可手续后获得,其用水过程应接受水行政主管部门的监督和指导。     

城市供水合理水价结构分析

城市水工业企业（城市供水、排水、污水处理）要真正实现“自主经营、自负盈亏、自我积累、自我发展”,就必须制定合理的城市供水水价结构,在研究城市供水的价格和构成中要考虑到各环节的合理补偿,价格制定合理的原则,结合国际通行的水价结构分析我国水价结构现状,制定合理的水价结构不仅是当前水价改革的一个主要任务,而且关系到城市水资源的可持续发展。     

水权、水价对水资源管理的影响研究

在现代水资源管理体制中,水权是管理的法律依据,水价是管理的手段,水资源的优化配置与高效利用是目的.通过对水价和水权理论的研究,从水价和水权的角度来考虑造成目前水资源管理现状的原因,并进一步分析了水价及水权对水资源管理的影响及作用.     

考虑水质与水价影响的城市再生水需求研究

再生水是城市的“第二水源”,加强再生水配置利用对优化供水结构、增加水资源供给、缓解水量供需矛盾以及保障水生态安全具有重要意义。科学预测城市再生水需求是提高污水资源化利用水平的重要基础。在区域水资源需求分析基础上,充分考虑工业生产、城市杂用、河道补水、农林灌溉等4大领域的水量和水质需求特点,提出考虑水质与水价的分领域再生水需求预测技术框架。首先考虑水质影响,引入再生水可替代率指标,分析水资源需求总量中可由再生水供给的水量;其次,考虑自主定价模式下再生水价格对用户需求的影响,建立“补贴-价格-需求”模型,计算不同补贴情景下区域再生水的需求量;最后,应用于宿迁市中心城市。结果表明：在规划年2025和2030年的再生水利用率目标要求下,采用中等补贴情景能在有效推广再生水利用的同时兼顾政府财政压力,再生水需求量分别可达10 095×10⁴和13 387×10⁴ m³。本研究进一步拓展了城市再生水需求量预测的理论方法,也为宿迁市再生水利用配置提供了科学依据。     

不同再生水占比景观水体水质演变机制实验研究

以永定河(北京段)为研究对象,开展不同再生水占比景观水体连续24d的水质监测实验,监测指标包括化学需氧量、氨氮、溶解氧、pH、电导率及土壤微生物多样性等。结果分析表明:相同实验条件下永定河上游山峡段河岸带土壤微生物多样性明显好于下游沙质断流河岸带土壤,而二者混合形成的沙土有利于丰富土壤微生物多样性;高再生水占比水体对于环境更加敏感,更容易因为外部因素引起水质变化,在高温下水质恶化速率更快;根据实验所监测的多项水质指标与生态效应综合分析,静止景观水体再生水占比在超过75%以后水质持续恶化,推荐永定河实际景观河道再生水占比控制在75%以下。     

中国水权与水量分配关系分析

水资源所有权形式决定水量分配的主体.根据宪法和法律,中国水资源属国家所有,这就决定了中国由国务院代表国家对水资源进行分配.在国务院或国务院授权部门批准的水量分配方案的基础上,主要通过取水许可制度,实现水资源所有权与使用权的分离,实现对水资源使用权的分配.目前,中国水权制度已经建立,水量分配对完善我国水权制度具有重要作用.