城市化深刻地改变了河流水网的结构、特征和演化过程,其变化的状态和过程是近30年来区域水文、河流地貌、环境水文和生态水文学等学科的热点研究领域。本项目以平原河网地区的典型城市上海和苏州为研究区域,充分利用已有资料,通过实地踏勘监测获取第一手数据,依托GIS 技术和区域河流水文水质模拟技术,在已经开展的上海城市水网结构表征和发育特征研究、上海城区不同结构水体小气候效应监测分析基础上,进一步探讨高度城市化的平原河网地区水网结构的表征和计算方法,寻找城市化地区水网结构的发育规律,分析不同结构水网可能产生的水文效应和生态环境功能,建立水网结构表征指数、结构发育影响因子与城市化水平之间的关联模型。研究将有助于推动以城市河网为对象的学科交叉,为城市水网结构和功能恢复提供理论依据。
基于野外监测、勘察、室内实验和历年遥感影像数据,针对平原河网地区水系边界模糊、河流分级不清、河网纵横交错、城市化影响深刻等自然和人文特征,本课题首先尝试建立适合平原河网特征的河流分级方法,设计提出河网复杂度、河网稳定度、河网自然度指标,与传统的河流结构指标共同构成河网结构-功能指标体系,系统探讨城市化影响下平原河网地区河流结构的状态特征和演变规律,计算分析了不同河流结构下区域调蓄特征以及河流结构变化对区域调蓄能力的影响。课题通过在实验室构建河网模型进行河网水动力和水质模拟,建立了不同河流结构、不同水力条件与污染物迁移转化和水质变化的关系。本研究提出了以城市化水平、河流结构、河流形态和河流功能为四个维度的平原河网地区河流结构分类方法和分类标准,并且对研究区域不同河流结构的特征和功能进行了较为详细的探讨。课题组成员还就城市更新过程中城市河流数量、结构和功能的系统恢复,以当前河流健康评价的理论和方法为基础,提出了一系列原则和管理策略。课题将在区域水文格局和流域健康方面继续开展研究。