為定量分析城鎮(zhèn)化所導(dǎo)致的河網(wǎng)結(jié)構(gòu)及水系連通變化,通過計算1990年、2000年、2010年和2015年4個時期秦淮河流域的河網(wǎng)密度、水面率、河網(wǎng)復(fù)雜度、河網(wǎng)穩(wěn)定度、河網(wǎng)連通度、水文連通度,得出秦淮河流域水系結(jié)構(gòu)演變過程及連通度變化規(guī)律,并運用統(tǒng)計學(xué)方法得到水系結(jié)構(gòu)指標(biāo)與水系連通度之間的聯(lián)系。結(jié)果表明:近25年來,秦淮河流域河網(wǎng)密度、水面率均呈不斷減小趨勢,河道呈現(xiàn)主干化特征,流域河網(wǎng)整體規(guī)模呈萎縮趨勢,水系連通變化與河網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化總體趨勢一致,均呈降低趨勢,且其變化與水面率、河網(wǎng)密度和河網(wǎng)復(fù)雜度具有顯著相關(guān)性。 

【文章來源】：水利水電科技進(jìn)展. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

秦淮河流域不同時期水系分布

進(jìn)一步對比同一時期不同行政區(qū)域水系連通、水系結(jié)構(gòu)指標(biāo)和河長變化過程(圖3),發(fā)現(xiàn)1990—2000年期間,不同地區(qū)水系連通變化快慢與河網(wǎng)復(fù)雜度變化一致,江寧區(qū)和溧水區(qū)水系連通變化與河網(wǎng)密度和水面率變化快慢相同,其水系連通變化主要受一級河道變化影響,句容市和南京市主城區(qū)水系連通變化主要受二、三級河道變化影響;2000—2010年期間,除南京主城區(qū)外,其他地區(qū)水系連通變化與水面率、河網(wǎng)密度和河網(wǎng)復(fù)雜度變化快慢一致,此階段水系連通變化受到所有等級河道變化的共同作用,南京主城區(qū)此階段河網(wǎng)密度和復(fù)雜度變化較大,水面率變化較小,水系連通變化主要受二、三級河道變化影響;2010—2015年期間,不同地區(qū)水系連通變化與河網(wǎng)密度、河網(wǎng)復(fù)雜度變化快慢一致,與水面率變化快慢相反,南京水系連通變化主要受一級河道影響,其他水系連通變化受到二、三級河道變化的主要影響。3.3 水系結(jié)構(gòu)與連通度相關(guān)性分析

根據(jù)前述水系連通度計算方法,參考相關(guān)文獻(xiàn)資料[34-35]、秦淮河流域水文資料及水系特征確定河道相關(guān)參數(shù),其中一級河道曼寧系數(shù)為0.022 5,邊坡系數(shù)為1∶3,平均水深為3.5 m;二級河道曼寧系數(shù)為0.025 0,邊坡系數(shù)為1∶2,平均水深為2.2 m;三級河道曼寧系數(shù)為0.027 5,邊坡系數(shù)為1∶1.5,平均水深為1.8 m。w1、w2依據(jù)河道自然與功能屬性、區(qū)域防洪排澇重要性等來確定,對于河道規(guī)模差異大,區(qū)域控制河道和主干河道占主導(dǎo),防洪排澇重要性高的地區(qū),水系連通性主要取決于一級河道的防洪排澇能力,而其防洪排澇能力的大小與河道水流阻力密切相關(guān),則w1取較大值;對于河道規(guī)模差異小,防洪排澇壓力小的地區(qū),區(qū)域水系連通性主要取決于當(dāng)?shù)氐乃倪^程,則w2取較大值。秦淮河流域河道規(guī)模差異較大,一級河道行洪排澇功能的重要性高,參考已有研究成果[20,36],確定w1取值為0.7,w2取值為0.3。將秦淮河流域按照城市化發(fā)展特點將其分南京市主城區(qū)、江寧區(qū)、句容市和溧水區(qū)四片,計算得到不同時期水系連通度如表5所示。秦淮河流域整體水系連通度呈下降趨勢,水系連通度由1990年的0.828 0下降至2015年的0.353 9,降低57.25%,以2000年為界,后期較前期變化速率明顯增加。對比不同行政區(qū)水系連通變化過程,南京主城區(qū)水系連通變化主要集中在1990—2000年,2000年之后水系連通度略有提升后又下降,整體變化幅度較小;江寧區(qū)水系連通變化最為顯著,1990—2015年水系連通度降低65.98%,其中2000—2010年變化速率最大,2010年之后變化速度略微降低;溧水區(qū)和句容市水系連通變化進(jìn)程較為近似,1990—2000年期間水系連通變化速率相對較小,2000年之后水系連通度迅速下降。結(jié)合秦淮河流域土地利用變化特征[33,37],南京市主城區(qū)城市發(fā)展相對靠前,至2000年基本穩(wěn)定,建設(shè)步伐放緩,水系連通度在一定區(qū)間內(nèi)上下浮動,變化較小;江寧區(qū)25年來整體發(fā)展較快,2010年后發(fā)展速度減慢,水系連通變化也經(jīng)歷先快后慢的變化過程;溧水區(qū)和句容市城市發(fā)展相對滯后,2000年之前不透水面積緩慢增加,2000年之后迅速提升,導(dǎo)致水系連通度持續(xù)下降。

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