治涝导向的平原河网地区海绵城市实施路径探索——以宿迁市国家海绵城市示范系统化实施方案为例

针对平原河网地区的排涝特征与问题,在梳理构建治涝片区排水格局的基础上分类提出了针对性的治涝策略。对于具有一定坡度。在多数时期可以实现自排的治涝片区,采用“上蓄+中分+下排”模式,分段缓解排涝压力,提高城区排涝标准对于整体地势低洼,在多数时期很难自排的治涝片区,采用“建闸营圩,蓄排并举”模式,将雨水排口分散建设小型雨水泵站的模式调整为片区排涝主干河道末端建设大型排涝泵站的模式,充分利用片区内部河网的输送和调蓄能力,增强城区应对暴雨的韧性。

平原圩区水系结构与功能特征及其影响机制——以昆山南部为例

明晰平原河网水系结构和功能的影响机制对区域生态可持续发展具有重要意义。以昆山市南部防洪分区为例,选取水系指标分析圩区单元尺度下的水系网络结构与调蓄功能,并构建贝叶斯网络模型,综合考虑用地、自然、工程与政策管理等因子及其相互作用,定量探究水系结构与功能的影响机制。结果表明:(1)水系网络结构具有显著空间异质性,且水系调蓄功能与结构特征密切相关,较复杂的水系形态结构往往表现出较强的调蓄功能;(2)政策、工程、用地和自然条件等因子对水系调蓄功能的影响强度依次减弱;(3)识别水系功能优化目标下的关键变量与关键状态子集,可从社会⁃生态协同视角指导圩区单元的水系治理与优化。研究结果可为平原圩区水系网络健康与可持续发展提供理论参考和决策依据。

基于AHP-熵权法的鄞西平原河网水环境改善效果综合评价

随着城市化的发展,河流间原有的联系被打断,水动力条件变差,继而引发水质污染、水生态功能衰退等问题。以鄞西平原为例,提出一种基于层次分析-熵权法的水环境改善效果评估方法,在水动力、水质参数的基础上,综合考虑经济效益和感官参数,全面评估水环境改善方案的效果。量化比选研究区提升效果,最终确定方案3为研究区改善效果最优方案。研究表明,基于层次分析法和熵权法的综合评价方法相较于传统仅考虑水动力、水质或其他单一因素的评价方法,能够克服定性数据和主观赋权对评价结果的影响,更加全面地评价不同连通方案的提升效果,实现了方案综合评价与优选。

平原河网区生态流量阈值研究——以江汉平原典型河流为例

生态流量是维系江河湖泊水生态系统的重要保障,而平原河网区水系错综复杂,传统生态流量计算方法适用性较差,开展平原河网区的河流生态流量阈值研究具有重要意义。以湖北省江汉平原典型河流为研究对象,从基本生态、特殊生境以及水环境保护等方面开展平原河网区的生态流量阈值研究,以多样化、动态化的需水过程定义生态流量阈值,结果与实际相符,研究成果可为平原河网区生态流量阈值的确定及应用提供借鉴。

基于MIKE11的粤港澳大湾区河涌生态补水调度方案评估

为解决粤港澳大湾区跨境河涌鸭涌河生态补水工程与河口水闸联合调度的问题,考虑到外海潮位顶托作用显著,构建了MIKE 11一维河网水动力水质数学模型,并设计不同类型的调度方案,包括天然状态方案、现状调度方案、联合调度方案,评估各方案降低污染物浓度和改善水质的效果。结果表明:在日常补水调度中,若河口水闸调度不与生态补水调度结合,鸭涌河水体更新效率偏低,若河口水闸与生态补水联合调度,在枯水期月份前5 d每天补水2 h的水质改善效果较好,电费较低,综合评价指数最优;而在汛期防洪排涝调度中,不需要进行生态补水调度。此外,水量分析结果表明,不同补水方案的综合评价指数与典型断面的进出水量、进出水量比值的响应规律相反。评估结果可为鸭涌河的水环境质量提升方案提供科学依据。

基于圩区产流与调蓄的大型平原河网水文水动力耦合模型研究

构建可靠的水文水动力模型是减轻平原河网洪涝灾害的必要手段。以太湖流域杭嘉湖区为例,采用MIKE11和ArcGIS,通过河网概化、集水区划分、圩区内外独立的产汇流计算和调蓄分析等环节构建了杭嘉湖平原河网水文水动力耦合模型,选用“菲特”和“烟花”台风实测洪水数据验证了模型可行性。结果显示,模拟水位与实测水位绝对值相差0.01~0.09 m,水量结果误差为5.4%,表明模型准确可靠。本模型可为该地区防洪调度、工程规模论证等相关工作提供技术支撑,也可为相似地区水文水动力耦合模型的构建提供理论指导。

浙北平原河网地区典型湖漾水生态健康评价体系构建

文章针对不同现状生境特征水生态系统缺乏差异性评价标准的需求,选取浙江北部平原河网地区作为研究区域,基于平原河网中的典型湖漾水生态系统功能结构、区域特征,提出其水生态健康评价理论框架,涵盖物理生境健康、水质健康、沉积物健康和水生生物群落健康4大要素,涉及13项评价指标。遵循“以现行标准规范为先、以现有研究成果为鉴”的原则,明确每项指标的评分标准,采用综合评价法确定湖漾水生态健康评价等级,构建了一套科学适用的典型湖漾水生态健康评价体系,以期为浙北地区平原河网中典型湖漾的水生态系统健康评价与管理提供理论支撑。

平原河网地区生态清洁小流域综合治理模式研究

为解决平原河网地区河渠功能退化、农业面源污染、农村生活垃圾与污水等生态环境问题,以汉川市幸福渠小流域为例,研究总结平原河网地区生态清洁小流域建设模式。提出遵循以问题为导向的设计理念,将小流域划分为人居生态治理区、农田生态保护区、水系生态修复区,围绕“乡村振兴”发展战略,统筹推进多部门协同治理,因地制宜实施水系景观保护与修复、污水及垃圾处理、乡村绿化美化、面源污染防治、实用技术及生态产业推广等措施。结果表明:通过多部门协同治理,可推动平原河网地区小流域水土流失综合治理从减量降级向提质增效转变。研究成果可为同类型小流域治理提供参考。

浙北平原河网地区典型湖漾水生态健康评价研究--以德清县苎溪漾为例

基于不同生境特征的水生态系统尚缺乏差异性评价标准的现实需求,本文以浙北平原河网地区湖漾水生态系统为切入点,采用一套针对其功能结构及区域特征的湖漾水生态健康评价体系,选取一个典型湖漾分别从物理生境、水质、沉积物和水生生物等4大要素13项指标开展水生态健康评价研究。结果表明,德清县最大的湖漾苎溪漾水生态健康状况为亚健康。其中,物理生境健康方面,苎溪漾生态缓冲带宽度较大、植被覆盖率较高,生境状况较好,为保护生物多样性创造了良好条件;水质健康方面,苎溪漾溶解氧充足、富营养化程度适当,抗生素影响小,水质条件较好。但是,从沉积物健康来看,苎溪漾底泥中总氮、总磷浓度较高,存在内源污染风险;从水生生物健康来看,苎溪漾杂食性鱼类占比较高,导致浮游植物及浮游动物多样性指数均较低,不利于湖漾水生态系统的平衡和稳定。建议苎溪漾在渔业养殖中适当降低杂食性鱼类的养殖密度,避免对浮游生物的过度摄食;并采取相应的措施减少周边农业种植以及生活污染源的输入,控制底泥内源污染的累积风险。

基于组合赋权的河流健康评价法在平原河网地区的应用研究

平原河网地区河流水环境问题较突出,开展河流健康评价可有效指导工作实践。本文以江苏省无锡市区为例,利用组合赋权的方式确定各项指标权重,并计算得出河流健康等级。结果显示:冷渎港和桐桥港健康等级为“中”,北兴塘、九里河、新华浜和亲水河的健康等级为“良”。评价结果与实际调查情况相符,可为平原河网地区河流健康评价研究的发展提供经验和参考。

平原河网区水力坡降对城市内涝的影响分析

嘉兴市位于太湖流域下游的平原河网城市,城区内地面标高整体较低。嘉兴市雨水管渠的排出口一般淹没在河道水面以下,排水条件较为不利。因此,合理的水力坡降对减小城市的内涝风险十分重要。综合水面率、河网密度及雨水管渠入河前的流动距离等因素,选取能够代表嘉兴市总体排水特点的典型排水分区,借助MIKE水力模型软件,研究不同河道最高控制水位对应的内涝风险情况,分析出当水力坡降大于20cm时,能基本保障嘉兴市平原河网区在设计重现期下的排水安全。研究结果可为城市水利调度和开发建设中地面标高的控制提供参考和指导。

基于HSPF模型的平原河网地区流域划分

现有的流域划分方法适用于高差清晰的地区,在平原河网地区适用性较差。为解决平原河网地区流域划分问题,根据平原河网地区的地形地貌特征,提出了一种综合各数据优势的多尺度、分层次的平原河网地区流域划分方法。该方法参考水系、道路、圩堤、闸泵和土地利用类型,结合单元格级网格和网格中心点空间分析数据,生成流域划分参考图。通过建立常州市钟楼区平原河网HSPF水文模型,对提出的平原河网地区流域划分方法进行了模拟应用。结果表明:钟楼区2020~2021年水文过程模拟结果较好,德胜河桥、钟楼大桥和连江桥下站点的相关系数、纳什系数均大于0.75,满足模型模拟精度,提出的平原河网地区流域划分方法有一定的合理性和可行性。

越城区古城内河防洪排涝问题研究

越城区古城位于绍兴平原河网,为行政中心所在地。古城内水系四通八达,与外围环城河由节制闸相隔,多处节制闸功能为活水,顶高程不足100 a一遇的防洪要求;因无强排设施,排涝期易受环城河水位顶托,地势低洼处受涝时有发生。采用MIKE11的NAM水文模型和HD水动力模型,进行不同降雨频率条件下的区域产汇流计算和河网防洪排涝方案演算,提出分片排涝的优化调控方案;针对古城内部的防洪排涝薄弱环节,探讨提升防洪排涝的主要途径与对策,并提出以填高低洼地面为主要防洪措施,可有效缓解城区内排涝压力。

平原河网地区水库溃坝洪水数值模拟分析——以江西省柘林水库为例

为了克服传统一维水动力学模型在模拟平原河网地区溃坝洪水中的不足,准确模拟洪水漫溢堤防后泛洪区溃坝洪水演进过程,建立了平原河网地区水库溃坝洪水计算的一维-二维耦合模型。以江西省柘林水库为例,计算了水库不同工况下的溃坝洪水及其在下游洪泛区的演进过程,分析了溃坝洪水的淹没风险。结果表明:柘林水库遭遇可能最大洪水漫顶溃决和管涌渗透破坏溃决工况,坝址洪峰流量分别为87000 m^(3)/s和46000 m^(3)/s;修河干流柘林坝址至虬津河段两侧有山头控制,溃坝洪水可被约束在狭窄的山谷内,水位涨幅较大;虬津以下为开阔的滨湖平原,水位涨幅下降明显。研究成果可为平原河网地区溃决洪水计算提供借鉴,并为柘林水利枢纽工程突发溃坝事件应急处置提供技术支撑。

苏州平原河网区浅水湖泊叶绿素a与环境因子的相关关系

运用回归统计方法,研究苏州平原河网区60个浅水湖泊水体叶绿素a与水温、pH、DO、CODMn、TN、TP等环境因子的相关性,建立相应的回归方程,同时分析了湖泊水体叶绿素a的时空分布特征.研究表明,平原河网区浅水湖泊水体叶绿素a含量具有一定的时空差异性,冬季叶绿素a平均含量比夏季低,但冬、夏季叶绿素a含量空间分布具有一定相似性,整个区域呈现较明显的东高西低的分布趋势;湖泊水体叶绿素a含量与理化环境因子水温、pH、DO、CODMn呈显著正相关,水温可能是平原河网区浅水湖泊浮游植物生长的限制性因子;叶绿素a与NO2--N呈显著正相关,与NH4+-N无明显负相关,与NO3--N无显著正相关,与TN无显著相关,而叶绿素a的对数与TP的对数呈一定的正相关,与TN/TP的对数呈显著负相关,平原河网区浅水湖泊可能是一定程度的磷限制性湖泊.

苏州平原河网区浅水湖泊冬夏季浮游植物群落与环境因子的典范对应分析

2005年12月和2006年6月对苏州平原河网区57个浅水湖泊的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物8门62属73种,浮游植物主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成.冬季浮游植物平均丰度为254.88×104cells.L-1,硅藻门丰度占总丰度的62.3%;夏季浮游植物平均丰度为2704.28×104cells.L-1,蓝藻门丰度达93.5%.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)对调查范围内的57个样点62属浮游植物与11个环境因子关系进行研究.结果表明,水温、高锰酸盐指数、NO3--N和TN是影响苏州平原河网区浅水湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子,在冬季,pH、NH4+-N及TP也是主要的影响因子;浮游植物中硅藻对环境变化具有较强的适应性,绿藻能耐受较高的高锰酸盐指数、氮磷营养盐和TOC浓度,而蓝藻对环境因子的响应有待进一步的研究.

基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟

目前普遍使用的基于SWAT(soil and water assessment tool)模型的分布式建模方法仅适用于山地、丘陵等高差较大的地区,对于具有复杂水文结构特点的平原河网区尚无有效的解决方案。该文选择太湖流域湖西区作为研究区,基于SWAT模型探索出一套完整的针对平原河网区的分布式建模方案。该方案采用概化、打断的方式将交叉、环状河网处理成单一的枝状河网,采用按河道分流比例跨子流域调水的方式来还原原始河道的传输过程,采用添加"虚拟水库"的方式来模拟人工圩区内外的水量交换。通过对太湖湖西区2008-2010年的月均径流量进行模拟验证,根据模拟值和观测值计算的荣登桥、胡家圩及宜兴3个水文站的相关系数r和纳什(Nash-Sutcliffe)系数Ens分别为0.94、0.95、0.93和0.84、0.80、0.67,说明了这种建模方法在平原河网区具有较好的适用性。

平原河网地区水源地水质对土地利用变化的响应——以黄浦江上游水源地为例

以黄浦江上游水源地为例,利用1999年上海水资源普查数据及2000年初成像的上海市1∶50 000彩红外航空像片,采用G IS空间分析技术、灰色关联分析技术,划分土地利用样带,设计水质改善指数,探讨平原河网地区水环境质量对土地利用结构的响应,以及水源水质对土地利用变化驱动力的响应。结果表明,黄浦江上游水环境质量受到土地利用格局及上游来水的综合影响,各样带工业用地比例与水质改善指数呈极显著负相关(P<0.01),松浦大桥取水口水质与上游来水水质以及水源地当地的工业发展、人口密度等土地利用变化驱动力具有很好的关联性。建议在开展平原河网地区水源保护工作中,应在关注上游来水状况的同时,从土地利用及其社会经济驱动两方面控制水文敏感区域土地开发强度,构筑水源地圈层土地利用格局。

平原河网地区河流生态修复技术研究与实践

针对平原河网地区河流生态系统问题日益严重的状况,总结了河流生态修复的国内外研究进展,阐述了目前主要应用的河流水质改善、生态护岸建设和河流生态景观建设3个方面的河流生态修复技术,结合江苏省丰县的生态水利建设实例,提出我国河流生态修复的建议。

平原河网地区面源污染控制的前置库技术研究

本研究提出了平原河网地区面源污染前置库技术,以去除地表径流中的氮、磷污染物质,提出其系统结构,以及关键技术,并开展了示范工程规模上的研究。工程实施后水质和景观得到明显改善,污染负荷得到削减。无降雨和小降雨输入期间,TN、TP、SS的平均去除率分别达到65.1%、45.3%、62.9%;强降雨时,降雨初期TN、TP、SS污染物去除率分别为70.5%、84.6%、90.9%,而处理后期,TN、TP、SS的去除率达到91.7%、96.2%、96.8%。