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城市化对南四湖流域水系结构的影响研究(4)

来源:湖泊科学 作者:江燕,薛丽芳,于红学,
发布于:2017-06-20 共9954字
  流域河链数与节点数均呈现出大幅减少趋势。 其中,1980s 2000s 阶段河链数和结点数年均减少速率分别为 60.23 条/a 和 7.31 个/a,2000s 2010s 阶段为 7.31 条/a 和 90.50 个/a. 到 2010s 河链数和结点数仅为 1969 条和 2277 个,与 1980s 相比,分别减少 2039 条和 1362 个。 同时,连接率和实际结合度持续下降,1980s 2010s 阶段连接率和实际结合度分别减少了 0.24 和 0.08( 表 4) . 说明随着城市扩张,河流连通性受到影响,原来纵横交错的河网逐渐改变,河道之间连通程度持续降低。
  
  【表4】  
  3.2.3 水系空间变化 湖东地区城市发展速度大于湖西地区。 湖西地区 1987 2000 年、2000 2014 年阶段平均城市扩展强度指数分别为 0.03、0.24,至 2014 年城市建设用地面积达到 90.70 km2; 湖东地区 19872000 年、2000 2014 年阶段平均城市扩展强度指数分别为 0.05、0.29,至 2014 年城市建设用地面积达到51.91 km2. 就水系参数而言,湖西河网密度、水面率、河网复杂度和结构稳定度均高于湖东,分别相差 0.13、0.31%、2.26 和 0.27( 表 5) . 说明城市发展较快的湖东地区,河网水系受到的影响较大,与城市发展程度呈正比。
  
  【表5】  
  就子流域而言,呈现出以下变化特征: 1) 南四湖流域的 21 个子流域城市化水平较低,1987 2000 年城市发展普遍缓慢,城市扩展强度指数最大值仅为 0.13( 十字河流域) ; 2000 2014 年城市扩张显着,7 个子流域的城市扩展强度指数超过 0.3. 2) 子流域内部距湖区越远的空间城市扩展强度指数值越大,城市化对水系的影响越显着。 将 2000 2014 年的城市扩展强度指数值按 0~0.2、0.2~0.4、0.4~0.8 进行划分可知,1980s2010s 期间 3 类子流域的河网密度变化率分别为 14.47%、-17.21%和-24.23%,河网稳定度的变化率分别为-2.01%、-2.20%和-5.16%,与城市扩展强度指数值呈反比,即城市化程度越高,水系受到的影响越显着。
  
  3.3 水系变化的原因分析。
  
  1980s 以来,气候以及水利工程、城市化、生态环境整治工程等人类活动共同影响南四湖流域河网水系的变化。
  
  气候因素上,2010s 的流域平均降水比前两个年代增加近 80 mm. 降水量的增加使得水系参数,如湖泊、水库面积以及水面率增加,同时也缓解了各级河道的断流、枯流状况。
  
  下垫面变化上,近 30 年来,流域建设用地面积增加了 1568.06 km2,遥感影像中解译出来的流域 259 个城镇用地斑块中,有 46%布局在距离 1、2 级河流 0~2 km 的范围内,城镇空间扩展使得河道缩窄、低等级河道被填埋消失,河流长度面积、河网密度、河网复杂度和结构稳定度有一定程度的降低。 城市化初期人类活动影响较小,水系变化不显着; 随着城市化的进一步发展,影响增加,水系变化逐渐显着。 但流域的城镇化水平总体较低,对河网水系的整体影响不大。
  
  除了城市化导致的下垫面变化外,影响南四湖流域河网水系的人类活动中更多地表现为水利工程和生态环境治理。 1980s 以来,为了解决防洪排涝问题,各主要河道都进行了以提升排涝标准为目的的干、支流河道疏浚、开挖与治理工程,主要河流的防洪标准均由 10 年一遇提高到 20~50 年一遇。 这些水利工程使得流域 2、3 级河流的长度和面积呈增加趋势。
  
  4 结论。
  

  1) 近 30 年来流域建设用地增加了 1568.06 km2,1987 2000 年城市化进程发展缓慢,2000 2014 年城市建设用地扩张显着; 2012 年流域城市率为 32%,城市化水平较低。
  
  2) 流域总河流长度、面积和河网密度均呈现出持续减少趋势,1980s 2010s 期间分别减少了 135.46km、2.75 km2和 0.49 km/km2. 各级河流表现出不同的变化特点: 在城市发展较快的 2000s- 2010s 期间,1 级河流变化较小( 长度和面积分别减少 27.52 km 和 0.55 km2) ,2、3 级河流变化较大( 河流长度分别变化了103.05 km 和 142.86 km) ,即较低等级河流受到城市化的影响较大。 而流域水面率呈持续增加趋势,1980s、2000s、2010s 分别为 0.97%、1.09%和 1.55%.
  
作者单位:
原文出处:江燕,薛丽芳,于红学,孟瑶瑶. 近30年来南四湖流域城市化进程中的水系变化分析[J]. 湖泊科学,2017,(01):135-142.
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