太湖流域杭嘉湖地区位于长江三角洲的核心地带,区域内河网纵横,水系密布,湖荡众多,是典型的平原水网区,也是我国城市化发展水平最高的地区之一。上世纪60年代以来,在气候变化和人类活动的双重影响下,河网的水系结构与连通格局发生了重大变化。大量天然河流水系遭到破坏,水系的数量、长度、水面积大幅度减少；末端河流大量消逝,水系主干化趋势明显；河道淤积严重,河网与湖泊调蓄能力下降；河流水系被纵横交错的道路所分割,区内频现众多断头河,河网内部通达不畅；由众多江堤、海堤以及各种大小圩垸组成了一些相对封闭水系单元,河网水系衰落、连通受阻等,使得整个区域内水流循环路径受阻,水流不畅。在一定程度上引发了水资源承载力下降、水环境恶化、洪涝灾害频发、水安全风险加大等问题,已经成为人水关系不和谐的重要表现,成为影响区域经济社会可持续发展、河流健康的关键制约因素。本文以杭嘉湖地区为研究对象,基于河流地貌学、地理水文学、图论及景观生态学等学科理论,综合运用GIS空间分析、统计学、时间序列分析、景观网络与景观格局分析、水文变异分析、熵值分析等技术与方法,对城市化下水系格局与连通的变化特征、水系变化对河流健康的影响进行分析探讨,并据此提出水系格局与连通的改善措施,为基于河流健康的河流管理与修复、水生态规划以及水系连通的改善提供理论参考和方法支持。本文的主要研究内容与成果如下：(1)城市化背景下水系格局与连通的演变规律。以杭嘉湖地区60年代、80年代以及2009年的地形图和部分遥感影像为数据源,提取得到三期水系分布图,并以此为依据对水系变化进行分析。以水系格局的基本参数为基础,构建了以河网密度、水面率、河频率、河网发育系数、干流面积长度比和平均分枝比为参数的水系格局评价体系；以景观生态学和水文学为基础,从水系连通的静态(β、γ和C指数)与动态(水文连通性)两方面构建了水系连通的评价体系。对水系格局与连通指标体系的评价分析表明：杭嘉湖水系呈衰减趋势,河道主干化,河网结构简化；水系结构连通性呈先降后升的趋势,主干河道水文连通性较高,低等级河道连通性则相对较低。(2)河流健康评估体系的构建与量化。以GIS和Fragstats3.3软件为支撑,综合利用河流地貌学、水文变异分析、熵值分析及景观格局指数等理论与方法,以直接影响河流健康的生态水文过程为切入点,从自然形态要素、流态要素、水质要素、河岸栖息地环境要素以及河流经济社会功能要素5个方面,选取河网结构稳定度、河流结构自然度、年均径流量的变差系数、水质综合评价指数、景观生态格局指数、万元GDP用水量以及水功能区水质达标率等7个指标构建了河流健康评估体系,兼顾了河流的自然与社会属性。(3)水系变化对河流健康的影响规律。以杭嘉湖的典型区域——湖州市区为例,对水系变化下河流健康的响应进行分析。结果显示：随着区域水系衰退及河道主干化,河网结构稳定度和自然度显著减弱；径流变差系数与水文连通性基本呈负相关趋势,即水文连通性越高,径流变差系数就越低,越利于水资源的利用；水系连通性越高,河流的自净能力也越强,对水质降解系数越大,水质越好；随着水域斑块优势度与连通性的下降,人工景观优势度、连通性和破碎度呈上升趋势,景观总体多样性增加,异质性增强,促使河岸带的景观斑块人工化和简单化,人类对自然景观的入侵和干扰程度逐步增强,河岸带生境质量下降；随着水系的衰退和连通性的下降,河流的社会经济属性减弱,而城市化对水资源的需求持续增加,水系连通对水资源利用的影响更为显著；另外,水系格局与连通变化还严重影响了河流生态系统的物质组成。(4)最后,从河流健康及水环境综合治理的角度出发,根据杭嘉湖水系格局与连通的变化现状,提出了水系格局与连通改善的工程与非工程措施,为区域河流监管及水系整治提供参考。