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河湖水系连通是优化水资源配置战略格局、提高水利保障能力、改善生态环境、促进水生态文明建设的有效举措,水利部已将江河湖库水系连通工作提升为国家战略予以重点关注,逐步构建不同区域不同层面的河湖水系连通格局,具有重要的现实意义。论文依托水利部公益专项“改善长三角水系结构与河湖连通研究(201201072)”,针对平原河网地区河网密布、循环不畅、开发强度大、水环境压力大等区域特点,从环境、水文、生态等多学科交叉视角,运用理论研究与实例论证相结合、现场调研与数理统计分析相结合的方法,对平原河网地区水系连通特征和功能目标进行探讨,初步构建平原河网水系连通的多尺度评价体系,从河流、区域、流域不同层面,以黄浦江干流段、淀北水利片、太湖流域为例,开展不同空间尺度水系连通的实证研究,并提出调控对策建议,以期为充分发挥河湖水系连通的资源、环境、生态以及社会服务等相关功能提供决策支持和借鉴。论文的主要研究结果体现在以下方面:1.基于对河网水系连通相关内涵、评价方法和工程实践的系统梳理,解析平原河网水系连通特征与功能要求。(1)平原河网水系连通和调控,主要基于连通功能目标,优化水系格局,维系河网水流畅通,平原河网水系连通评价需要将连通特征评价和功能目标评价相结合。(2)平原河网水系连通特征包含两个方面,一是基于地貌景观和水利工程的形态连通性,二是基于调度方案的水力连通性;在深受人工干预的平原河网地区,由于水力连通性更具有调控性,因此,平原河网地区水系连通须将形态连通和水力连通相结合。(3)平原河网地区水系连通的功能目标不仅包括水量调蓄、水质改善、生态支撑等自然生态功能,也包括供水、航运、渔业、景观服务等社会服务功能。2.平原河网水系连通在空间上具有尺度效应,探讨构建了平原河网水系连通性的多尺度评价体系和表征指标体系,强调分尺度讨论平原河网地区水系连通的目标功能。(1)平原河网水系连通具有层次性和尺度特征,在时间上分为自然连通、周期连通、临时连通三个尺度,在空间上分为河流、区域、流域三个尺度。(2)基于平原河网地区水系连通的空间尺度,提出了平原河网地区水系连通的多尺度评价体系,初步构建了相应的评价指标和功能目标指标集。在河流尺度上,重点关注河道过水断面结构的完整性与河道的闸坝阻隔特征,强调河流的生态服务和社会服务功能目标;在区域尺度上,重点关注水系网络结构完整性与河网水力调度蓄排联系,强调区域水量蓄泄保障和水环境质量改善功能目标;在流域尺度上,重点关注骨干河网结构与流域水利调度能力建设,强调流域洪涝调蓄、水环境质量改善、水资源优化配置等综合功能目标。3.以太湖流域典型平原河网地区水系为实证研究区域,开展了河流、区域、流域三个尺度水系连通的案例研究,并探讨提出不同尺度水系连通的调控对策。(1)以黄浦江干流段为例开展河流尺度连通性评估及调控对策研究。本文构建的指标评价结果表明,与1965年相比近50年来黄浦江干流段水系连通综合水平降低了约48.8%,各河段中以中游两个河段的连通性降低最为显著,表明堤防建设、滨岸土地开发利用等人类活动对河流形态连通的干预影响明显,尤其使横向维度的连通性显著降低,导致河流廊道生境破碎和景观服务功能弱化。以提高黄浦江干流段景观服务功能为例,通过选择实验法进行公众问卷调查,分析黄浦江沿线受访者对水系形态连通性调控的偏好,结果表明:公众认为滨岸、堤防、河面、浅滩对景观服务功能的影响依次减弱,偏好缓冲型两级挡墙结构和滨岸连续植被覆盖。因此,为了提高黄浦江干流段河流景观服务功能,建议在连通性调控中加强横向形态结构完整性的恢复,开展河流滨岸带自然廊道连续性的恢复和河流断面堤防的生态化改造。(2)以淀北水利片为例开展区域尺度连通性评估及调控对策研究。本文构建的指标评价结果表明,与1965年相比,近50年来淀北水利片河网水系综合连通水平降低了约41.4%,说明城市化建设导致河道面积、河网节点数、河网密度、分维数等反映形态连通性指标显著降低,水闸设施调度不畅使区域水网水力连通性功能降低,从而使区域槽蓄容量降低、水体交换不畅,区域自净纳污能力降低,总体水质难以达到V类水平。以提高淀北片区域水环境质量为目标,基于环境容量法分析通过水力调度,增强水力连通来改善区域水质的水量需求和可行性,结果表明通过合理水力调度能够实现水质改善目标。因此建议在水系连通调控中优化引调水渠道,加强区域水闸联合调度,提高河网水力连通程度。(3)以太湖流域为例开展流域尺度水系连通性评估及调控对策研究。本文通过水量和潮位趋势突变检验分析,对流域尺度开展水系连通的典型案例引江济太工程的实施效果进行评估,结果表明:引江济太工程使太湖入湖水量显著增加,水流连通程度显著提高,换水周期明显缩短,水质改善功能明显。表明在流域尺度上实施骨干河道的水力调度,增强水力连通性,是改善流域河湖水系连通格局、优化流域整体水资源配置功能目标的重要举措。因此建议在流域尺度连通调控中通过强化引排通道,加强流域河网水系整体调度能力建设和调度方案优化,提高流域水体有序流动,促进流域水资源优化配置。