郑州市水系格局与连通性评价

以郑州市河网水系为例,研究对比了生态治理前、后的河网水系格局与连通性。采用基于图论的连通性评价法,将郑州市河网水系概化为图模型,对生态规划前后的水系连通性进行评价,并计算了边连通度;同时选取了部分数量特征和结构特征指标进行水系格局评价。通过对比得出结论:生态治理后郑州市河网水系的连通性和连通度都有了很大提高,水系格局的指标也有大幅度增长,河网由不连通变连通,河网稳定性增强。     

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。     

太湖流域平原河网区水系连通性评价

河湖水系连通是流域及区域防洪、供水和水生态安全的重要基础。现有的基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法并不适用于连通性受闸门工程调度影响较大的平原河网区,为此提出了改进的水系连通性评价方法,不仅考虑河网中不同类型河道的实际输水能力,还考虑了闸门启闭的开启度。以太湖流域平原河网区为例,运用太湖流域水量水质模型中的概化河网绘制河网图,结合模型计算出各河道水位及闸门开启度,构建出加权邻边矩阵,并利用MATLAB编程算出每个节点连通性,进行了平原河网区典型年时河网水系连通性评价。总体评价结论为太湖流域平原区总体水系连通性较高,但各水利分区的连通性有一定差异,其中阳澄淀泖区和太湖区水系连通性较高。评价结论符合太湖流域平原河网区的实际情况,和前期研究方法的结论基本一致。该方法实现了受闸门调度影响较大河网水系的连通性定量化评价,可用于河网水系连通性变化评估、改善水系连通工程设计等领域。     

感潮河湖水系连通水环境改善效果评价

河湖水系连通作为解决水环境问题的一个重要措施,其实施对于改善感潮河网地区水环境具有重要作用。为评价感潮河湖水系连通工程实施后水环境的改善效果,提出了一套评价指标体系及评价方法,包括结构性评价指标体系、水动力评价指标体系、水质评价指标体系等3个方面,分别定量评价河湖水系连通对于河网水系结构、河网水动力和水质的改善效果,以及河网水环境的综合改善效果。通过实地调查与测验资料,利用所建立的指标体系对广州市海珠区感潮河网水系连通工程实施后的水环境改善情况进行了评价,验证了该方法的可行性和实用性。     

基于改进图论与水文模拟方法的河网水系连通性评价模型

为弥补图论法无法考虑水量动态传输能力的缺陷,在运用图论连通度理论评价河网水系连通状况的基础上,通过建立HEC_HMS水文模型模拟河道流量,构造表征河网水量交换能力的连通因子,构建了基于改进图论与水文模拟方法的河网水系连通性评价模型。秦淮河流域河网水系连通状况实例评价结果表明,秦淮河流域水系连通度由2000年的0.0044下降至2010年的0. 0029,且2010年水系连通度水平不高,符合实际情况,模型评价结果合理可靠。     

秦淮河流域水系结构及连通度变化分析

为定量分析城镇化所导致的河网结构及水系连通变化,通过计算1990年、2000年、2010年和2015年4个时期秦淮河流域的河网密度、水面率、河网复杂度、河网稳定度、河网连通度、水文连通度,得出秦淮河流域水系结构演变过程及连通度变化规律,并运用统计学方法得到水系结构指标与水系连通度之间的联系。结果表明:近25年来,秦淮河流域河网密度、水面率均呈不断减小趋势,河道呈现主干化特征,流域河网整体规模呈萎缩趋势,水系连通变化与河网结构变化总体趋势一致,均呈降低趋势,且其变化与水面率、河网密度和河网复杂度具有显著相关性。     

河湖水系生态连通布局方案优选技术平台研究

河湖水系生态连通是维系流域健康的重要举措之一。河道之间能否有效连通及功能的发挥程度与河湖水系的连通方案紧密相关。为准确高效地确定最优设计方案,以水系连通的理论定义为基础,研发了河湖水系连通“三层三库三模块”规划布局方案优选平台(RLCPP),以优选河湖水系连通的具体路径。数据平台以数据库、模型库、案例库“三库”作为支撑层,与功能层、交互层统一结合,并利用水系提取、图模型构建等关键技术,综合集成了水系连通规划方案优选分析、水量-水质-生态耦合分析模型集成及河湖水系生态连通案例库管理三大功能模块。平台可为河网水系连通规划制定及连通方案优化提供技术支撑。     

智慧水务在朝阳区水系连通工程中应用设计初探

朝阳区水系连通工程利用引、调、自流等方式将朝阳区38条河流进行了物理连通,形成了地表河网,并研究了河流生态流量、防洪等不同目标的河网水系调度方案。为了高效利用朝阳区水系连通工程,更好地实现工程效益,直观展示河流闸坝泵站工作,以及不同调度方案下河流工况和水情,本文探讨了智慧水务系统平台在水系连通工程中的应用,初步设计了与水系连通工程运行调度相关的板块展示内容,是使用智慧水务信息化系统对河流水系硬件调度和管理的有益探索,为下一步河流生态化管护工作构建了相关指标体系。     

上海崇明生态清洁小流域村落水体治理方案研究

上海村落水体治理已进入生态小流域系统治理阶段。文章在充分梳理崇明地区村落水体特点与问题基础上,提出四阶段治水思路,对村落水体进行分级,优化水系布局,对镇域起到排涝、蓄水功能的主要河道进行疏拓、生态治理;对起到引、排水功能的次级河道进行水系连通,保持河网水系通畅;对河网水系末级已经丧失水体功能的河道进行水系归并。主要通过水系调整、水系连通、河道疏拓和生态治理等措施恢复乡村河道基本功能,修复河道形态,提升水域岸线环境,实现生态清洁小流域河湖水系治理。     

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。     

宁波市海绵城市试点区域内涝研究

为了支撑宁波市海绵城市试点区域规划设计,针对宁波市河网密布、水系连通的特点,文章基于流域河网水动力模型,设定试点区域雨洪模型边界,模拟试点区域内涝积水点分布情况。模拟结果表明,排水口受河道水位顶托和洪水漫堤是宁波市海绵城市试点区域大部分内涝积水点成因,可为宁波市海绵城市试点区域内涝治理提供参考。     

长江荆南三口水系调蓄能力演变及其与水系结构的关联性

基于1955年、1978年、1990年、2008年、2016年5个时期的河网单位面积槽蓄容量和单位面积可调蓄容量、河网槽蓄容量和可调蓄容量4个指标参数,对比分析了三口地区水系调蓄能力时空变化,运用相关分析法剖析了水系结构与调蓄能力的关系。结果表明:①河网槽蓄容量由1955年的9 548.52万m~3减至2016年的7 049.01万m~3,减少了26.17%;河网可调蓄容量由1955年的4 696.39万m~3逐渐减至2016年的2 461.13万m~3,共减少47.59%。②河网单位面积槽蓄容量和河网单位面积可调蓄容量具有明显的等级差异,单位面积可调蓄容量以低等级河流(1、2、3级)减少幅度最大,而4级和5级河流的调蓄能力各指标参数减少值相对较低。③在5个时期中各水系区河网槽蓄能力和可调蓄能力均呈不断下降的态势,其中以藕池河水系区衰退程度最大,河网单位面积槽蓄能力和单位面积可调蓄能力最弱的是虎渡河水系区。④水系调蓄能力与河网结构特征、河流水文连通、水系连通度、水系连通性均在0.01水平上,呈显著正相关。     

南通平原河网水系特征与保护研究

水系在平原河网地区防洪除涝、水资源供给、水环境改善等方面功能作用巨大。从南通河网的形成过程入手,深入研究水利分区,分析论证河道结构特性,以期更好的把握本地区河网规律,完善水网布局,提高河网的综合效益,对平原河网地区的水利规划、建设、保护与管理具有指导意义。     

珠江三角洲典型复杂河网区水系连通及调度研究

【目的】河流水系是城市重要的资源和环境载体,水系连通是保证河流系统健康完整和功能正常发挥的重要条件,而活水调度是提高水体流动性和改善水生态环境的重要手段。水系连通指标是分析和评价连通性的关键,【方法】针对珠江三角洲地区的复杂河网,首次提出将往复流河段和断头涌河段长度占比纳入水系连通评价指标体系,分析研究典型区域水系现存问题,提出水系连通与调度方案,采用数学模型评估方案效果,研究珠江三角洲复杂河网水系连通与活水调度工程问题。【结果】结果显示：现状良安水系水动力条件较差,存在往复流和水体交换周期长等问题,水质污染严重,通过清淤疏浚、水系连通和引水工程调度活水,使往复流变为单向流,将现状15.3 d的河道平均换水周期最小缩短至7.3 d,河道现状流速0.021 m/s最大增加至0.124 m/s,区域的水动力条件和区域水质得到明显改善。【结论】结果表明：珠江三角洲城市化程度较高地区的河涌常存在有复流河段和断头涌河段影响河道的水质,有针对性地提出水系连通评价指标体系,并采取合适的清疏引水工程调度等措施,加强水系内部循环,可以改善水系的水质,提升水系综合治理的效果。研究结果可为珠江三角洲复杂河网...     

大通湖垸河湖连通生态水利规划总体方案探讨

大通湖垸位于洞庭湖腹,四面环水,垸内湖泊水系密布,但由于垸内河湖水系和外江外湖不连通,垸内湖泊运河淤积严重,致使湖泊调蓄和河道过流能力下降,水环境和生态环境恶化。文章在分析研究大通湖垸河湖水系不通引起的水资源、水环境问题的基础上,通过技术经济比较,提出了大通湖垸河湖连通生态水利建设的方案．对平原河网地区河湖连通生态水利建设具有一定的指导意义。     

改进图论法在河湖水系连通规划中的应用研究

通过分析感潮河网地区的河网水系特点、水动力条件和水环境现状,以基于“水流阻力”的图论连通度理论和“最短路”思想的水系连通性诊断和优化方法初步拟定连通方案,并采用一维水动力水质数学模型进一步细化方案。结果表明：通过图论初步拟定的最小阻力连通方案为结构连通性最优方案,数学模型细化方案后解决了由于水闸调度方式引起的连而不通的问题。该方法可快速诊断河湖水系的结构连通性,丰富了河湖连通诊断手段,可为珠三角感潮河网地区水系连通规划提供一定的参考。     

连通度对佛山水道净污能力的影响研究

为了更好的研究河网水系连通度对于污染物质降解能力的影响,在佛山水网不同的水体连通情况下,运用经过验证的河网数学模型研究不同水体连通情况下,模拟佛山水道的水体交换时间、污染物浓度分布。研究结果表明：随着河道与外界连通性能提高,水体交换能力、对污染物质的净化能力都有所提高,有利于改善河道生态环境。     

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。     

典型约束型河网规划

以常熟市尚湖镇虞西片区的典型约束型河网为研究对象,采用河网水动力模型对约束型河网的结构连通性和河流水资源调配进行了规划研究。结果表明,控制条件下,采用空间结构连通和河网水流计算相结合的方法能充分满足尚湖镇虞西河网水资源分配需求,优化局部河系功能;通过多方案的河网水资源配置,望虞河多口门引水和锡北运河套闸联合调度方案能充分增强河网流动性,保证各水系功能区内水资源需求平衡和潜在的生态环境需水。该方法还能为水系调整提供合理的河道工程规模和设计参数,为保护约束型河网提供技术支持。