平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响

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典型平原河网地区河道温排水影响研究

典型平原河网地区河道温排水影响研究
常用的河道水温计算方法为公式法和数学模 型法,前者计算简单,但只适用于某些特殊情况,精度 较差。后者通过分析影响水温的主要因子,由热量、 质量平衡原理建立数学模型,具有一定的普遍性, 但计算较为复杂。目常见的水温预测数学模型分 为很多种,河口、海湾等开阔水体非恒定流流场的 三维紊流数值模拟已取得了很多研究成果 [1-4],并 在温度场的模拟中得到应用 [5-6],成熟的商业软件 中,二 维和三 维 水动力、水质 数学 模 型中已包含 温度场模块,对本次研究的平原河网尚无简单实 用的水温预测模型。庄春义 [7] 建立了适用于长河 段、长时段非恒定流计算的一维非恒定流数学模 型及其计算方法;吴时强 [8] 等人针对平原河网地 区采用直排冷却方式的电厂温排水影响,建立了 平面二维水流温度场数值模型;卢士强等 [9] 人利 用 MIKE11ECO 模块开发了适用于平原地区河网 的温排水预测模式。
摘要:研究以苏南某市蓄水包围区为研究对象,建立了一维河网水动力水温数学模型,根据蓄
水包围区的调度方案和能源站的排水特征,制定了 3 组计算方案。计算结果表明:能源站温

排水对于蓄水包围区的影响具有两面性,排水会对包围内多条河道水温产生影响,又可为蓄
水包围创造一个活水水源。通过对周围的控制闸站进行合理调度,能源站温排水带来的温升
Abstract:Taking the water storage encircling area of a city in Southern Jiangsu as the research object, a mathematical model of hydrodynamic temperature of the one-dimensional river network was established. According to the scheduling scheme of the water storage encircling area and the drainage characteristics of the energy station, 3 groups of calculation schemes had been formulated. The calculation results showed that the influence of temperature drainage on the water storage encircling area had two sides. On the one hand, the drainage would affect the water temperature of many rivers surrounding the river. On the other hand, it could create a living water source. By reasonable dispatching of the surrounding control gate stations, the temperature rise effect caused by the temperature drainage of the energy station could be effectively reduced, and the flow of water could be increased at the same time. Key words:water storage encircling area;river network;hydrodynamics;mathematical model;warm water drainage;dispatching

平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响

平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响

第24卷 第5期2005年9月地 理 研 究GEO GRA P HICAL RESEA RC H Vol 124,No 15Sept 1,2005 收稿日期:2005204208;修订日期:2005207229 基金项目:国家自然科学基金项目(40471019);上海市教委曙光计划项目(03SG22);上海市科委启明星跟踪计划项目(02QM G1413);生态学211学科建设项目 作者简介:袁雯(19652),女,江苏常州人,博士,副研究员。

主要从事区域环境演变与城市水文水资源研究。

Email :wyuan @admin 1ecnu 1edu 1cn平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响袁 雯,杨 凯,唐 敏,徐启新(华东师范大学资源与环境学院,地理信息科学教育部重点实验室,上海200062)摘要:平原河网地区是河流高度发育并受到城市化深刻影响的区域。

本文以上海为例,基于上海及周边城市普遍采用的河流分类和水利片管理系统,分析不同城市化水平地区河流结构的共同特征及其差异性,探讨河流结构对河网调蓄能力的可能影响,提出估算河网调蓄能力的方法。

研究表明,平原河网地区河流结构指标反映了该地区河流数量、长度以及低等级河流高度发育的自然地理特征,城市化在达到一定程度后即会干扰河流结构的自身发育规律,并表现为河流发育能力的下降;河流结构在城市化影响下表现出由复杂到简单、由多元到单一的变化趋势;河网调蓄能力受低等级河流数量及结构的影响更大,并随着城市化水平的提高而下降;就整体而言,城市化对河网调蓄能力的影响大于对河流结构的影响;以水面数量和河流结构两项指标作为参数能够更准确地估算河网调蓄能力。

关 键 词:河流结构;调蓄能力;城市化;平原河网文章编号:100020585(2005)05207172081 研究背景 水安全是21世纪水利、水工和水文学关注的焦点。

洪涝灾害的预防与控制是水安全评价的核心目标[1]。

平原河网地区水资源调度效果研究

平原河网地区水资源调度效果研究

收稿日期:2020-05-09作者简介:韩非非(1986—),女,山东临沂人,高级工程师,硕士,主要从事水利工程设计、水环境研究工作E-mail :phoebe05390@126.com【水资源】平原河网地区水资源调度效果研究韩非非1,2,赵庚润1,3,李路1,3(1.上海市水利工程设计研究院有限公司,上海200061;2.上海滩涂海岸工程技术研究中心,上海200061;3.上海市水务局防汛减灾工程技术研究中心,上海200061)摘要:为研究平原河网地区水资源调度实践及调度效果,以上海市7个水利片水资源调度运行为例,通过实际调度数据分析,结合水资源调度数值模拟计算,指出上海市存在个别水利片引排水格局有待改善、部分引调水口门实际调度方式与管理部门要求不一致等问题,特别是嘉宝北片和青松片,现有水资源调度格局对嘉宝北片横沥以西、桃浦河以西区域河道基本没有改善效果,对青松片淀浦河以北、油墩港以东区域改善效果较差。

关键词:平原河网;河网数学模型;水资源调度;调水效果;上海市中图分类号:TV213.4文献标志码:Adoi :10.3969/j.issn.1000-1379.2020.S2.031随着城镇人口的增长及经济的高速发展,城市河湖水污染问题日益严重,水环境问题成为城市发展进程中亟待解决的问题之一[1-3]。

城市水环境治理过程中,通过水资源调度工程,引入清洁水源,补充河道生态水量,可以有效改善河道水环境,已经成为治理水体污染的常用手段[4]。

上海市地处东部平原河网地区,具有河网密度大、分片控制、外围水资源水质优于片内等特点。

充分利用上海地区感潮河网的优势,引入片外优质水资源,对改善河道水质十分重要[5-6]。

本文梳理了上海市现状水资源调度中存在的问题,建立了上海市大陆片河网数学模型,通过模拟水资源调度过程,对各水利片水资源调度效果进行分析。

1水资源调度改善河网水质的机理在水资源调度过程中,引入的水体和河道本底水体混合,从对改善河道水质的角度考虑,水资源调度引入清洁水源对原河道水体进行稀释,可以改变水体的水文条件,提高区域下泄流量,增加水体的流动性,进而可提升河道水环境承载能力,使河道充分利用水体的自净能力,加快水体的自净,从而使污染物在水体运动中受物理、化学、生物作用而自然降解、消失或无害化[7-8]。

平原河网地区的水系规划研究

平原河网地区的水系规划研究

平原河网地区的水系规划研究平原河网地区的水系规划研究引言:随着工业化和城市化的发展,水资源及水环境问题越来越引起人们的关注。

在平原河网地区,水系规划研究成为保护和管理水资源的关键。

本文将着重探讨平原河网地区的水系规划研究,包括水资源保护、水环境治理和水文建设等方面。

一、平原河网地区的水资源保护水资源保护是水系规划的首要任务。

平原河网地区水资源丰富,但也受到了多种因素的威胁,如过度开发和污染。

因此,水资源保护迫在眉睫。

(一)科学调查与评估科学调查与评估是实施水资源保护的基础。

首先,对平原河网地区的水资源进行综合调查,包括水文、水质、水量等方面。

其次,根据调查数据,评估水资源的开发利用潜力和承载力,为水资源的合理配置提供科学依据。

(二)建立保护区建立水资源保护区是实现水资源永续利用的关键。

通过划定保护区边界,禁止或限制一些对水资源影响较大的活动,如挖井、农药使用等。

同时,增加水资源保护区的宣传力度,提高公众对水资源保护的认识和意识。

(三)加强保护措施通过加强水资源保护措施,促进水资源的持续利用。

例如,建设水源涵养区,保护水源地的生态环境。

此外,加强水污染治理,减少化学物质和废水排放,保护水质。

二、平原河网地区的水环境治理水环境治理是水系规划的又一重点。

随着工业生产和城市化的迅速发展,水环境污染问题日益突出,水环境治理任务十分紧迫。

(一)强化污水处理加强污水处理是改善水环境质量的关键。

通过建设污水处理厂、改造管网等方式,提高污水处理能力和效率,减少污水对河道的直接排放,改善水质。

(二)推进工业治理工业废水是水环境污染的重要来源之一。

因此,加强对工业废水的管理十分重要。

通过加强对工业园区的监督,推动工业企业进行污水处理设施的建设和运营,减少工业废水的排放。

(三)加强农业指导农业农村是平原地区的重要组成部分,也是水环境污染的重要来源。

因此,加强农业指导,推广节水灌溉和有机农业等可持续农业模式,减少农业对水环境的影响。

《2024年平原河网地区水资源调度改善水质的机理和实践研究——以上海市水资源引清调度为例》范文

《2024年平原河网地区水资源调度改善水质的机理和实践研究——以上海市水资源引清调度为例》范文

《平原河网地区水资源调度改善水质的机理和实践研究——以上海市水资源引清调度为例》篇一
一、引言
随着城市化进程的加速和工业化的深入发展,平原河网地区面临着日益严峻的水资源问题。

其中,水质恶化成为制约地区可持续发展的关键因素。

上海市作为我国经济、文化、科技的中心城市之一,其平原河网地区的水资源调度与水质改善问题尤为突出。

因此,本文将通过研究平原河网地区水资源调度的机理,以及上海市水资源引清调度的实践案例,探讨如何通过科学合理的水资源调度来改善水质,为平原河网地区的水资源管理和保护提供理论支撑和实践指导。

二、平原河网地区水资源调度改善水质的机理
平原河网地区的水资源调度,主要是通过科学合理的调度手段,对水资源进行优化配置,以达到改善水质的目的。

其机理主要包括:一是通过调节水资源的时空分布,使水质得到改善;二是通过引入清洁水源,稀释和置换污染水源;三是通过建立完善的水质监测体系,实时掌握水质状况,为调度决策提供依据。

三、上海市水资源引清调度的实践研究
上海市作为平原河网地区的典型代表,其实施的水资源引清调度项目取得了显著成效。

该项目通过引入清洁水源,改善了河道水质,提高了水资源的利用效率。

同时,上海市还建立了完善
的水质监测体系,实时掌握水质状况,为调度决策提供了科学依据。

四、结论
综上所述,平原河网地区的水资源调度是改善水质的有效手段。

上海市的水资源引清调度实践证明了其可行性和有效性。

未来,应继续加强水资源调度研究,提高调度效率,为平原河网地区的水资源管理和保护提供更好的支持。

湖北省平原区河道特征及其生态建设研究意义

湖北省平原区河道特征及其生态建设研究意义

收稿日期:2018-01-10作者简介:胡艳欣(1974-),女,湖北省水利水电科学研究院高级工程师。

湖北省平原区河道特征及其生态建设研究意义胡艳欣,王 浩,周玉琴摘 要:湖北省平原湖区河道具有地势平坦、河网发达、易污染等典型水文、水污染特征,针对平原区河道污染严重的现状,阐述了生态建设不仅可以达到与自然景观和谐统一,同时也在一定程度上对河道污染物起到削减作用,具有很重要的理论意义及现实意义。

关键词:平原区河道;河道特征;生态建设中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2018)05-0158-02一、引言湖北省境内河流多达千余条,其中长江水系横贯全省26个县级行政区,大小湖泊众多,尤其小型湖泊几乎遍布全省所有辖区,素有"千湖之省"之称。

平原湖区是湖北省最发达的地区,纵横交错的河流曾为全省生产及生活提供了丰沛的水资源,在全国占有重要农业生产地位的“鱼米之乡”也是得益于全省发达的地表水系,但随着平原地区人类经济活动频繁,其生活、生产物排放量日趋增大,河流水环境容量逐年降低,平原区的河流污染已成为当前亟待解决的生态环境问题。

针对湖北省平原区河道面源污染严重现状,开展河流生态防护及治理极具意义。

包括:研究沿岸植被护坡污染控制技术及治理效果,基于尊重自然的设计理念将生态与治理相结合,找出既符合湖北省平原区特点的生态治理方法,在保证工程稳定的情况下,达到既能提高河流净化能力又能促进生态平衡的河道生态修复模式。

二、平原区河道特征平原地区由于人口密集、自然资源需求相对较大,人类经济活动因此也更加频繁,从而造成对自然生态的干扰影响相对明显,另外,平原区河道还具有较为典型的水文、水污染特征。

1.水文特征 (1)河网密布平原地区地势平坦,河流坡降较小,境内水系发育,河道纵横交织,湖泊星罗棋布。

发达的地表水网带来丰沛水资源的同时也带来了内涝和水患,为解决自然带来的灾害并最大程度利用水资源,平原湖区境内修建了大量的大坝、水闸、泵站等取用水、屯蓄水的水利工程。

平原冲积河流一般特性河床演变分类和影响因素

平原冲积河流一般特性河床演变分类和影响因素

平原冲积河流一般特性河床演变分类和影响因素1.河道水流平缓:由于河道的地势平坦,水流缓慢,不会产生急流、瀑布等现象。

河流的流速较慢,因此河床维持在一个相对稳定的状态。

2.河床宽阔:平原冲积河流河床相对较宽,主要是由于河流的冲刷能力相对较弱,在运送沉积物时会形成较为宽阔的河床。

3.河流泥沙含量高:由于河流经过的地区通常具有较为丰富的泥沙,因此平原冲积河流的水体中泥沙含量较高。

4.河谷浅平:由于河流经过的平原地带特点以及河流的冲刷和沉积作用,使得河谷地形相对浅平。

河床演变是指河流河床形态、尺寸、材料组成以及流态等特征随着时间的推移而发生变化的过程。

河床演变主要包括泥沙冲淤、河道侵蚀和河床稳定三个方面。

根据河道的演变特点,可以将河床演变分为以下几类:1.泥沙冲淤演变:平原冲积河流的冲淤现象较为明显,河床会不断沉积泥沙,造成河道升高,并且沉积的泥沙有时会形成河滩。

2.侵蚀演变:受到外部因素的影响,如人类活动和自然过程等,平原冲积河流有时也会发生侵蚀作用,导致河道深化,河床的下切。

3.稳定演变:河床在一定的时间范围内保持相对稳定的状态,没有明显的冲刷或沉积作用。

平原冲积河流的河床演变受多种因素的影响,包括水动力条件、泥沙供应和沉积物的运移等。

其中水动力条件包括水流的流速、流向、流量等,它们直接影响河流的冲刷和沉积作用。

泥沙供应是指来自河流流域的泥沙输入,它决定了河流的冲刷和沉积效果。

沉积物的运移包括泥沙的悬移、质沉积和悬浮沉积等,它们直接影响河床的形态和尺寸。

此外,人类活动也是影响平原冲积河流河床演变的重要因素。

例如,河岸开垦、河道改道、水库建设等人类活动对河道的冲刷和沉积产生了重要影响。

此外,气候变化也会间接影响河道演变,如降水量的变化、水文季节的变化等。

总之,平原冲积河流具有一定的一般特性,其河床演变的分类和影响因素涉及到水动力条件、泥沙供应、沉积物的运移、人类活动以及气候变化等多个方面。

这些特性和影响因素的研究对于了解和预测河流的演变规律具有重要意义。

太湖流域平原河网区水系连通性评价

太湖流域平原河网区水系连通性评价

太湖流域平原河网区水系连通性评价诸发文,陆志华,蔡梅,王元元(太湖流域管理局水利发展研究中心,上海 200434)摘要: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。

关键词:连通性;图论;平原河网区;闸门运行连通性良好的河网区水流循环顺畅,在一定程度上能够优化区域水资源配置战略格局,解决水资源环境承载力不足、洪涝宣泄不畅等问题。

一般来说,水系连通性的评价,要同时考虑水系结构连通状况和水文水力学方面的特性。

目前国外运用水文模型、图论[1-2]等方法在流域小尺度层面开展了河流连通度的研究。

对于河网连通性评价研究,有的仅仅考虑河网的结构连通性(网络物理连通性的一种指标,为网络内连线的实际数目与连线可能存在的最大数目之间的比率[3])或河道坡降、宽度、河网密度等水系自然属性[4-5];有的学者运用基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法,建立图的加权邻边矩阵,计算河网节点水流通畅度[6-8]。

但这些方法均忽略了水利工程的实际运用情况,无法适用于如太湖流域这样工程调度复杂的平原河网区。

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第24卷 第5期2005年9月地 理 研 究GEO GRA P HICAL RESEA RC H Vol 124,No 15Sept 1,2005 收稿日期:2005204208;修订日期:2005207229 基金项目:国家自然科学基金项目(40471019);上海市教委曙光计划项目(03SG22);上海市科委启明星跟踪计划项目(02QM G1413);生态学211学科建设项目 作者简介:袁雯(19652),女,江苏常州人,博士,副研究员。

主要从事区域环境演变与城市水文水资源研究。

Email :wyuan @admin 1ecnu 1edu 1cn平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响袁 雯,杨 凯,唐 敏,徐启新(华东师范大学资源与环境学院,地理信息科学教育部重点实验室,上海200062)摘要:平原河网地区是河流高度发育并受到城市化深刻影响的区域。

本文以上海为例,基于上海及周边城市普遍采用的河流分类和水利片管理系统,分析不同城市化水平地区河流结构的共同特征及其差异性,探讨河流结构对河网调蓄能力的可能影响,提出估算河网调蓄能力的方法。

研究表明,平原河网地区河流结构指标反映了该地区河流数量、长度以及低等级河流高度发育的自然地理特征,城市化在达到一定程度后即会干扰河流结构的自身发育规律,并表现为河流发育能力的下降;河流结构在城市化影响下表现出由复杂到简单、由多元到单一的变化趋势;河网调蓄能力受低等级河流数量及结构的影响更大,并随着城市化水平的提高而下降;就整体而言,城市化对河网调蓄能力的影响大于对河流结构的影响;以水面数量和河流结构两项指标作为参数能够更准确地估算河网调蓄能力。

关 键 词:河流结构;调蓄能力;城市化;平原河网文章编号:100020585(2005)05207172081 研究背景 水安全是21世纪水利、水工和水文学关注的焦点。

洪涝灾害的预防与控制是水安全评价的核心目标[1]。

洪水调蓄能力则是影响洪涝灾害出现频率及程度的决定因素之一。

已有较多的研究验证了调蓄能力下降直接导致洪水危害的加剧[2,3]。

对调蓄能力的研究,主要的工作集中在以下几个方面,一是对湖泊调蓄能力的研究[4~6],从不同角度对构造运动、围垦、泥沙淤积以及裁弯取直等影响湖泊调蓄能力的因素及其影响进行分析。

二是对区域调蓄能力的研究[7,8],一般通过建立DEM 模型,和淹没水位、淹没面积和淹水量之间的回归关系,估算出区域洪涝调蓄容量。

三是对河网调蓄能力的研究[9,10],通过建立河网产汇流模拟模型,以不同的方式概化河网,计算其调蓄容量。

王腊春等的研究表明太湖流域河网调蓄能力为太湖的1/2,在高水位时河网调蓄能力更加突出,可见河网调蓄在削减洪峰、降低洪水危害中的重要作用[9]。

研究河流结构,较多采用的是与河流地貌学相关的指标。

如一流域内不同等级河流之间的长度比、分枝比、面积比等[10,11]。

分维也是表征河流结构和分布的常用指标[12~14]。

对河流结构特征研究影响较大的是美国河流地貌家学霍顿(Horton )。

1945年,霍顿提出718 地 理 研 究24卷了河流的级序分类系统,该方法经斯特拉勒(Strahler )修正后,被广泛地应用于河流结构研究。

霍顿进一步提出了流域不同等级河流之间普遍存在的经验型数量关系,即河流级序与河流数量呈对数负相关关系,与河流长度呈对数正相关关系[15]。

从所检索文献资料看,目前对水系边界模糊的平原河网地区河流结构的研究不多,作者曾就平原河网地区河流结构的基本研究单元和河流分类进行了探讨[16],为本文提供了一定的基础。

研究平原河网地区河流结构及其对调蓄能力的影响,一是因为平原河网地区大都是高度城市化地区,城市化基本是河流资源向土地资源的单向变化过程;二是因为高密度的城市土地利用使洪涝灾害的社会和经济危害更大;三是因为城市化深刻影响了河流结构发育过程和状态。

研究显示全球60%的河道因城市化发生了深刻的改变,城市化已经成为改变河流结构发育演变的重要因素[15,17,18]。

上海是平原河网地区典型城市之一。

地势平坦,河流纵横,河网高度发育;受潮汐影响,水情复杂,水系边界模糊。

本文以上海为研究区域,分析不同城市化水平对河流结构发育和调蓄能力的影响以及不同等级河流的调蓄特征,研究调蓄能力与河流结构之间的关联关系,为城市河流结构和功能修复提供参考依据。

图1 上海陆地水利片城市化水平和调蓄能力空间分布图Fig 11 Urbanization level ,river channel storage and adjustable capacity in each mainland catchment 2 方法与数据 受区域地理地貌因素的影响,平原河网地区尤其是三角洲地区网状河流发育特征显著;城市化在改造河流自然结构和状态的同时,还因人工蓄排设施的建设,改变了流域的自然结构和状态。

目前,长江三角洲城市较多采用空间分片、河流分级模式实施对城市河流和调蓄的控制和管理。

上海从上世纪70年代起,即将区域划分为14个水利控制片作为调蓄水基本单元,将河流分为市级、区县级、乡镇级和村级四个层次实施规划、保护和管理。

河流分级的基本依据是河流自身大小及其在河网中的重要性程度,兼顾了河流的自然属性和功能特征,因此,这一分级系统在一定程度上具备了河流自然分级系统的基本特点,如河流的平均长度由市级向村级逐级递减,分别为2010km 、813km 、214km 和019km 。

本文在前期研究的基础上,以11个水利片(见图1)作为河流结构的基本研究单元,借鉴斯特拉勒河流分类系统的基本分级原则,将河道管理市级、区县级、乡镇级、村级河流分别定义为4、3、2和1级河流,选择水面率等7个可能影响河网调蓄能力的指标,并以其中分枝比、长度比和分维的常规分布范围为依据,分析受城市化深刻影响后河流结构特征。

以单位面积槽蓄容量SR 和单位面积可调蓄容量ASR ,来分析上海调蓄能力特征以及河流 5期袁 雯等:平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响719结构对调蓄能力的影响。

所选指标及意义如表1。

上海14个水利片覆盖了除市中心区以外97%的城市面积[18]。

本文以11个城市化水平不同的陆地水利片为研究对象,选取水利片水面率、河网密度、不同等级河流长度和数量、槽蓄总量和可调蓄总量等项指标,主要依据上海市2000年水资源普查基本数据[19]。

详见表2和图1。

因水利片跨越不同行政区,难以引用以行政区为单位的城市化水平统计数据,本文将主体部分位于由外环线划定的城区内的蕴南片和淀北片划分为高度城市化水利片;与高度城市化水利片相邻的嘉宝北片、淀南片和浦东片为中度城市化水利片;其余为低度城市化水利片;青松片因主体位于水源保护区,自然状态保护较好,故划为低度城市化片(图1)。

表1 选择指标、意义或计算方法T ab11 Selected indicators and their meaning or reckoning methods指标意义或计算方法水面率W P河道多年平均水位下的水面积河网密度R D单位面积河流总长度,表示河流的长度发育河频率R F单位面积河流条数,表示河流数量发育平均分枝比R b在ω-lg Nω坐标上(ω为横坐标)所求得的直线斜率绝对值的反对数为R b的值平均长度比R L在ω-lg Lω坐标上(ω为横坐标)所求得的直线斜率绝对值的反对数为R L的值水系分维D D=log R b/log R L河网自然度R c 描述河网数量和长度的发育程度,其数值越大,说明该区域河网的构成层次越丰富,支撑主干河道的支流水系越发达。

R C=Ω×(L/L m)单位面积槽蓄容量S R常水位下单位面积河槽蓄水量,反映河网蓄水能力。

单位面积可调蓄容量A S R控制最高水位和常水位下河槽蓄水量的差值,反映河网洪水调节能力。

注①:表中,ω表示河流级别序号,Nω和Lω为第ω级河道的数目和平均长度(km);Ω为河流最高级别数,L和L m分别是河流总长度和主干河长。

②:本文R b R L根据河流等级和该等级河流数目及平均长度,用回归方法求得。

与采用不同等级河流数量及总长度,经统计并以两邻两级河流总数及河流总长度为权数所得计算值有一定差异。

③:河网自然度是由作者设计提出的指标。

表2 上海各水利片河流结构表达指标数值T ab12 The values of stream structure indicators in each m ainland catchment in ShanghaiW P(%)R F(n/km2)R D(km/km2)R b R L D R C 蕴南片3103417231421105217201054136淀北片31633182132151313901767105嘉宝北片41985153416951963132114916146淀南片4134418231215148414711147180浦东片5125515412251693131114517118青松片51532177314651272191115617121太北片111353162311641642131118319160太南片31962166218331782142115019150浦南东片41123128411951722176117223146浦南西片4196311319241412140116918144商榻片310172138215810021562121411903注:商榻片因无市级河流导致平均分枝比和河网自然度偏大。

3 结果和讨论311 河流数量及长度高度发育,空间覆盖性良好,网状特征明显 已有研究表明流域河流发育的分枝比一般在310~510之间,长度比在115~315之 地 理 研 究24卷720间,河网的典型分维为1~2[11,13]。

以此作为指标常规数值范围,由表2可以发现,11个水利片中,除淀南片平均长度比高于常规范围上限外,其余10个水利片的平均长度比均在常规范围之高值区;分别有3和6个水利片的平均分枝比位于常规范围之内和高于常规上限;有8个水利片的分维值位于常规范围之内。

因本文采用的河流等级管理分类系统,仅对两端均与河网相连的河流进行分类,因此,上述各指标数值能够反映河流结构的空间分布。

可以认为上海地处平原河网地区的自然特征和河网空间发育规律深刻影响了上海河网格局。

即河网发育程度高于一般流域,尤其是以分枝比表示的河网数量发育能力,在河流数量不断减少的背景下,仍高于平均水平。

同时,上海河流在空间分布上覆盖性较好,河流网状特征显著;河网长度基本遵循流域河流空间发育规律。

312 高度城市化显著影响河流结构,低度城市化区域河流发育以自然规律起主导作用 由表2,以水利片为基本单元,可以看出上海河网发育的空间特征尤其是结构特征与城市化水平分布有相当的一致性。

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