崔廣柏，陳 星，3，向 龍，3，張其成，許 欽

（1.河海大學(xué) 水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.南京水利科學(xué)研究院 水文水資源研究所，江蘇 南京 210029；3.水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098）

1 研究背景

近年來(lái)，由于水資源統(tǒng)籌調(diào)配、河湖健康保障、水旱災(zāi)害防御等方面的需要，江河湖水系連通已經(jīng)成為國(guó)家江河湖治理的重大需求［1-2］。隨著城市化進(jìn)程的加快，一方面，人類(lèi)生產(chǎn)生活用水、生態(tài)環(huán)境需水和社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展對(duì)水量、水質(zhì)、洪澇防御提出更高要求；另一方面，人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)對(duì)江河水系的影響不斷加劇，導(dǎo)致江河水系連通性不足或減弱，進(jìn)而引發(fā)水資源與水環(huán)境承載能力不足、洪澇宣泄不暢、水安全風(fēng)險(xiǎn)加大等問(wèn)題。良好的水系連通條件和豐沛的可調(diào)水源是城市水系發(fā)揮功能的前提，水系連通調(diào)控是水生態(tài)文明建設(shè)的基礎(chǔ)保障和重點(diǎn)內(nèi)容［3-6］。

平原河網(wǎng)地區(qū)水流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，加上水利工程的控制，水系連通不暢，影響了河道自?xún)裟芰?。近年?lái)，很多城市通過(guò)從外部引調(diào)水，實(shí)施生態(tài)引水改善城市水環(huán)境，增加水力流動(dòng)性，提高水體自?xún)裟芰Γㄟ^(guò)對(duì)河網(wǎng)水循環(huán)水系連通進(jìn)行科學(xué)有效的調(diào)控，從而改善城市水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題［7-9］。響應(yīng)水環(huán)境問(wèn)題的調(diào)水工程是改善河流水質(zhì)的一項(xiàng)有效的輔助措施，改善河流水質(zhì)的根本措施是對(duì)污染源進(jìn)行有效的治理，但是要截除所有排入河流的污染源十分困難。通過(guò)綜合調(diào)水，科學(xué)地調(diào)度河網(wǎng)水流，引入清潔水源，盡量提高水體的流動(dòng)性，在一定程度上能夠緩解區(qū)域水質(zhì)惡化的問(wèn)題［10-11］。目前，調(diào)水工程作為一種改善水環(huán)境的輔助措施在我國(guó)多有實(shí)踐，但關(guān)于引水效率與評(píng)價(jià)體系等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從水文、地貌、景觀(guān)生態(tài)等角度提出了多種水系連通評(píng)價(jià)體系，本文針對(duì)平原河網(wǎng)區(qū)水系連通，目標(biāo)是改善水環(huán)境。平原河網(wǎng)區(qū)水系人工改造程度高，不符合基于水文地貌的河流分級(jí)規(guī)律，且隨著城市化影響，水系衍生出多樣的社會(huì)功能屬性?；诖?，本文將水系連通分為三個(gè)層次并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建評(píng)估體系：一是結(jié)構(gòu)連通性，指連接通道的相互聯(lián)系暢通；二是水力連通性，是指有水流且水流能夠保證一定轉(zhuǎn)移效率；三是河道水環(huán)境改善水平。

開(kāi)展平原河網(wǎng)地區(qū)水系連通性改善水環(huán)境研究，可為優(yōu)化平原水網(wǎng)區(qū)水系結(jié)構(gòu)、尋求科學(xué)合理的水利工程調(diào)度運(yùn)行規(guī)則提供理論支持。常熟市北臨長(zhǎng)江，地理位置獨(dú)特，具備良好的調(diào)水提高水系水力連通性的條件。因此，本文以常熟城區(qū)作為一個(gè)典型區(qū)，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)著力于探索河網(wǎng)水力連通的方法，提出適用于平原河網(wǎng)地區(qū)的水系連通改善水環(huán)境的研究體系。

2 研究區(qū)域概況

常熟位于太湖流域下游，屬長(zhǎng)江三角洲沖積平原，地面高程大多在3～7 m之間（吳淞基面），境內(nèi)水網(wǎng)密布，湖蕩較多。常熟市屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度15.4℃。年平均降水量1 030.8 mm，年平均蒸發(fā)量1 100.0 mm，降水量年內(nèi)分配不均勻， 6—9月的降水量平均占年降水量的54%。

常熟市共有水功能區(qū)36個(gè)，由于河道治理與截污工程的實(shí)施，2008—2013年水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率不斷提高。2008年常熟市水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為18.2%、2010年為43.6%、2013年為64.9%。2008年沿江河道以劣Ⅴ類(lèi)為主，2013年大部分沿江河道水質(zhì)改善為Ⅳ類(lèi)、Ⅴ類(lèi)，海洋涇水質(zhì)由2008年的劣Ⅴ類(lèi)逐漸改善為2013年的Ⅲ類(lèi)；白茆塘以南河道水質(zhì)也有所改善，2008年以Ⅴ類(lèi)、劣Ⅴ類(lèi)為主，2013年河道水質(zhì)以Ⅳ類(lèi)、Ⅴ類(lèi)為主。

常熟城區(qū)環(huán)形河有護(hù)城河、環(huán)城河和東環(huán)河3條，放射形河道有11條：南福山塘、耿涇、海洋涇、常滸河、青墩塘、白茆塘、橫涇塘、元和塘、辛安塘、太平港、山前塘。雖然常熟城區(qū)緊鄰?fù)莺樱捎谕莺訓(xùn)|控工程的實(shí)施，原本與望虞河連通的河道白龍港、常清河、南福山塘、羅卜涇、新涇等均受閘門(mén)控制，目前正常水位在3.6 m左右，最高引水位達(dá)4.0 m。海洋涇是常熟城區(qū)最直接的通江引排河道，在保障防洪安全和改善水環(huán)境方面的地位日益重要。

3 數(shù)據(jù)與方法

3.1 引水試驗(yàn)針對(duì)常熟市水流條件，在分析水系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與人工調(diào)度特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)江河水系連通及城區(qū)河道連通情況，開(kāi)展水位、流量、水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)，作為常熟市城區(qū)河網(wǎng)水量水質(zhì)模型與水系連通調(diào)控方案的研究基礎(chǔ)。開(kāi)展引水實(shí)驗(yàn)的目的，一是掌握實(shí)際調(diào)度規(guī)則下城區(qū)主要河道水位、流量的沿程變化情況，闡明江河連通調(diào)控條件下各區(qū)水系連通特征及問(wèn)題；二是通過(guò)實(shí)測(cè)水位、流量、水質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)水量水質(zhì)模型參數(shù)進(jìn)行率定。

常熟城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)在2014年5月14日開(kāi)展，設(shè)置水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面8個(gè)、水文監(jiān)測(cè)斷面12個(gè)，水文監(jiān)測(cè)指標(biāo)為流量和水位，每隔30 min監(jiān)測(cè)；水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為：TP、TN、NH3-N和CODMn，每隔60 min取樣。引水實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面分布見(jiàn)圖1，主要水利工程調(diào)度規(guī)則見(jiàn)表1，監(jiān)測(cè)斷面涉及河道的特性見(jiàn)表2。引水河道為海洋涇，排水河道為耿涇和常滸河。利用高潮位海洋涇閘開(kāi)啟自引，為延長(zhǎng)引水時(shí)間加大引水量，海洋涇泵站在低潮位時(shí)開(kāi)啟；排水依靠常滸河閘和耿涇閘在低潮位時(shí)自排。

3.2 基本方程選擇MIKE11的水動(dòng)力模塊（HD）和對(duì)流擴(kuò)散模塊（AD）分別模擬河網(wǎng)在引水過(guò)程中的水量分配情況與水質(zhì)變化過(guò)程。HD模塊采用圣維南方程組，它是由描述質(zhì)量守恒的連續(xù)方程（式（1））和能量守恒的動(dòng)量方程（式（2））組成，差分格式采用了六點(diǎn)中心隱式格式，數(shù)值計(jì)算采用追趕法，基本方程組如下所示：

圖1 常熟市主城區(qū)位置及引水實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)斷面

表1 引水實(shí)驗(yàn)引排閘門(mén)調(diào)度規(guī)則

式中：x為距離坐標(biāo)，m；t為時(shí)間坐標(biāo)，s；A為河道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；Q為相應(yīng)河道斷面上的流量，m3/s；q為單位長(zhǎng)度上的旁側(cè)入流流量，入流為正，出流為負(fù)，m2/s；α為動(dòng)量修正系數(shù)，為無(wú)量綱數(shù)；g為重力加速度，m/s2；h為水位，m；χ為謝才系數(shù)。

AD模塊的控制方程為一維對(duì)流擴(kuò)散方程，根據(jù)HD模塊計(jì)算的水動(dòng)力條件進(jìn)行計(jì)算，基本方程為：

式中：C為污染物濃度，mg/L；D為縱向擴(kuò)散系數(shù)，m/s；K為降解系數(shù)，1/d；S為源匯濃度，mg/L。

3.3 模型構(gòu)建

（1）河網(wǎng)概化與斷面設(shè)置。為體現(xiàn)模型模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性與計(jì)算效率，河道概化以引排水過(guò)程中常熟市主城區(qū)骨干河道為主（圖1），概化河道連通情況與實(shí)際現(xiàn)狀、模擬方案條件保持一致。為盡可能達(dá)到精確模擬計(jì)算的要求，在斷面文件中輸入斷面數(shù)據(jù)時(shí)，斷面間距不大于100 m；為達(dá)到計(jì)算精度的預(yù)期目標(biāo)，在特定地點(diǎn)（如河流交匯處）加密斷面數(shù)據(jù)，以作控制。

（2）邊界設(shè)定與調(diào)度。常熟市北臨長(zhǎng)江入?？?，區(qū)域各沿江口門(mén)處水位受長(zhǎng)江潮汐作用影響顯著，因此以河口潮位作為水位邊界條件，區(qū)域全局水位值采用正常水位3.2 m。潮位選擇8月15日逐時(shí)監(jiān)測(cè)資料作為典型潮位過(guò)程。具體調(diào)度利用潮水的漲落進(jìn)行引排控制，在潮位上升至與內(nèi)河水位相當(dāng)時(shí)，考慮開(kāi)啟部分節(jié)制閘向市內(nèi)補(bǔ)水，在潮位開(kāi)始回落至內(nèi)河常水位時(shí)，關(guān)閉引水河道閘門(mén)，并調(diào)節(jié)排水河道控制閘門(mén)，保持適當(dāng)?shù)呐潘俊?/p>

（3）模擬時(shí)段。模擬時(shí)段為8月15日13∶00—8月16日13∶00，共24 h，模擬時(shí)段包含兩個(gè)引排周期，第一周期為8月15日13∶00—8月16日1∶00，其中引水期為前6 h，排水期為后6 h；第二周期為8月16日1∶00—13∶00，引排水時(shí)段與第一周期一致。

表2 常熟市主城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)河道特性與水量水質(zhì)模型模擬相對(duì)誤差

3.4 模型率定根據(jù)常熟城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)成果，對(duì)水動(dòng)力模型中的糙率系數(shù)進(jìn)行率定。率定得到的研究區(qū)河道糙率值為0.03～0.05，對(duì)于河床較平整河道順直，斷面規(guī)則，岸壁為石質(zhì)斷面，糙率值取0.03；對(duì)于水流不夠通暢，岸壁為土質(zhì)并且長(zhǎng)有雜草的斷面，糙率系數(shù)值取0.04；對(duì)于河道彎曲，岸壁為土質(zhì)，且雜草稠密的斷面，糙率系數(shù)值取0.05。各斷面流量模擬相對(duì)誤差在15%以?xún)?nèi)，平均相對(duì)誤差9.38%，見(jiàn)表2。

根據(jù)常熟河網(wǎng)污染特征，選用COD—NH3-N耦合模型，率定的主要參數(shù)為污染物降解系數(shù)，模型計(jì)算邊界條件取用邊界斷面各時(shí)段水質(zhì)實(shí)測(cè)值。結(jié)合污染源調(diào)查數(shù)據(jù)，在水質(zhì)模型中加入工業(yè)和生活廢水的點(diǎn)污染源，率定得到的CODMn降解系數(shù)為0.08～0.15/d，NH3-N降解系數(shù)為0.08～0.2/d。各斷面水質(zhì)模擬相對(duì)誤差在25%以?xún)?nèi)，COD模擬平均相對(duì)誤差12.2%，氨氮模擬平均相對(duì)誤差13.97%，見(jiàn)表2。

4 結(jié)果與討論

4.1 引水實(shí)驗(yàn)水量、水質(zhì)變化規(guī)律常熟市城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)時(shí)間為8∶00—24∶00，在此期間，海洋涇實(shí)測(cè)引水總水量達(dá)106.4萬(wàn)m3，其中閘引88萬(wàn)m3，泵站引水18.5萬(wàn)m3。

圖2所示為引水實(shí)驗(yàn)在引水期與排水期的流量與流速分布。引水期間海洋涇沿線(xiàn)交匯河道的閘門(mén)均為開(kāi)啟，分流作用明顯，進(jìn)入城區(qū)（內(nèi)環(huán)河以?xún)?nèi)）的流量小，常滸河與耿涇作為排水河道對(duì)整個(gè)區(qū)域的退水拉動(dòng)較好。引排水總體來(lái)看，一些骨干河道過(guò)水?dāng)嗝鎸?，分水能力?qiáng)，引排水效果好，但一些小河道，水環(huán)境改善需求更大，但過(guò)水能力制約了其水力連通性，包括內(nèi)環(huán)河區(qū)域以及南福山塘與白龍港之間的三角區(qū)。

表3所示為引水實(shí)驗(yàn)期間各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)實(shí)測(cè)變化范圍，主要引水通道海洋涇監(jiān)測(cè)斷面H-15除TN指標(biāo)，各項(xiàng)水質(zhì)要素濃度符合Ⅲ類(lèi)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，最值與均值差異度較小，表明海洋涇引水水質(zhì)較好且穩(wěn)定，區(qū)域引水水源可靠。綜合來(lái)看，研究區(qū)河道主要污染物為總氮、氨氮與COD，大部分?jǐn)嗝孢@三項(xiàng)指標(biāo)均為劣V類(lèi)水平。在引水過(guò)程中，總磷、總氮、氨氮指標(biāo)的變異性較大，且達(dá)標(biāo)率低，說(shuō)明在引水過(guò)程中，河道自?xún)裟芰Φ奶嵘蛔阋愿纳蒲芯繀^(qū)主要河道水質(zhì)，并且監(jiān)測(cè)斷面距引水水源地愈遠(yuǎn)，引清水源愈難以改善斷面水環(huán)境。

圖2 常熟市城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)引水期與排水期主要河道流量分配與流速分布情況

表3 各斷面引水期間水質(zhì)要素濃度變化狀況

為更明確地表達(dá)引水過(guò)程對(duì)各河道的水質(zhì)影響情況，計(jì)算引水前后水質(zhì)指標(biāo)改善率，以及引水過(guò)程中水質(zhì)最優(yōu)值相對(duì)引水前水質(zhì)的改善率，如圖3所示?？梢钥闯鲆畬?duì)各斷面的水質(zhì)改善以正效應(yīng)為主，但是對(duì)于城區(qū)河道水環(huán)境的改善不足以改變其水質(zhì)類(lèi)別，一方面由于骨干河道的分流，進(jìn)入城區(qū)水量較少；另一方面部分河道的污染較重，在引水過(guò)程中發(fā)生污染轉(zhuǎn)移。因此對(duì)于城市引水改善水環(huán)境實(shí)踐，首先需要完善對(duì)污染源的控制，在截污的基礎(chǔ)上增加河道水力連通性，才能夠?qū)崿F(xiàn)改善水生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。

表4 情景一與情景二引水河道引水流量設(shè)計(jì) （單位：m3/s）

圖3 常熟市城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)引水期與排水期主要河道流量分配與流速分布情況

4.2 水系連通情景方案設(shè)定及模擬常熟城區(qū)引水條件良好，通過(guò)水利工程的合理調(diào)度可以進(jìn)一步改善水體連通性，河道的輸水量和水體置換速度得到提高，稀釋自?xún)裟芰Φ玫郊訌?qiáng)。引水實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，該區(qū)域水系的結(jié)構(gòu)連通性有待提高，現(xiàn)狀工況制約了引入水量在城區(qū)的分配。因此首先從提升研究區(qū)水系結(jié)構(gòu)連通性出發(fā)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)青墩塘、山前塘、南福山塘、耿涇塘、五里浜、方浜、草鞋浜、王六涇、羅卜涇、大灘塘、沈村河等11條河道進(jìn)行拓寬疏浚，提升河道過(guò)流能力與連通性。在此基礎(chǔ)上考慮不同的水源組合、引排調(diào)度模式，提升研究區(qū)水系水力連通性，設(shè)置以下兩種情景模式：（1）引水河道為海洋涇、老海洋涇、山前塘、白龍港，排水河道為耿涇、常滸河、白茆塘；（2）引水河道為海洋涇、老海洋涇、山前塘、白龍港、耿涇，排水河道為常滸河、白茆塘。情景二與情景一相比，增加了耿涇作為引水河道，擴(kuò)大了引水影響范圍，并且加大了引水量（表4），有利于促進(jìn)研究區(qū)的水力連通性提升。但耿涇是海洋涇以西片區(qū)唯一排水河道，當(dāng)遭遇汛期或暴雨時(shí)，耿涇應(yīng)維持排水功能，不宜引水。因此，情景一適用于全年期的環(huán)境引水需求，而增強(qiáng)引水的情景二適用于非汛期。

圖4 不同情景下常熟市城區(qū)引水模擬流量分配情況

圖5 常熟市城區(qū)引水實(shí)驗(yàn)不同情景下引水前后水質(zhì)平均改善百分比

表5 水系連通性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)

情景一模擬結(jié)果表明（圖4（a）），由于局部河道的拓浚，滯水區(qū)有所減少，區(qū)域內(nèi)流量分配得到優(yōu)化。白龍港引水流量增加，引水經(jīng)常青河、新九節(jié)、南福山塘、方浜匯入耿涇，南福山塘以西三角區(qū)域的河道流量在1～5 m3/s左右，耿涇退水通暢，帶動(dòng)海洋涇以西河道的水動(dòng)力條件明顯改善。同時(shí)，張家港河的分流增大，入城流量略有增加。

情景二模擬結(jié)果表明（圖4（b）），海洋涇沿程分支河道分水流量減少，進(jìn)入城區(qū)的流量略有增加，流量為26.2 m3/s，南福山塘、耿涇流量分別增加至10、7.2 m3/s。耿涇引水流量較大，引水可至大灘塘，并由大灘塘-陶沙涇匯入常滸河，形成區(qū)域小循環(huán)，河道水動(dòng)力條件明顯改善。其余節(jié)點(diǎn)流量分配基本不變。

相對(duì)于引水實(shí)驗(yàn)，情景一和情景二模擬條件下的研究區(qū)河道結(jié)構(gòu)連通性有很大提升，使得進(jìn)入主城區(qū)的水量增加，引水在區(qū)域內(nèi)的分配也更加合理，由此各斷面水質(zhì)改善程度也有較大提升（圖5）。情景二相比情景一在引水調(diào)度上有所不同，造成局部水流條件和水環(huán)境改善程度有所差別，但兩者在整體研究區(qū)的平均效果相差不大。在實(shí)際操作中，可以根據(jù)需要改善的重點(diǎn)區(qū)域來(lái)選擇方案。4.3 水系連通度評(píng)價(jià)綜合考量平原河網(wǎng)地區(qū)水系特征對(duì)連通性的影響敏感度，篩選主要因子并進(jìn)行歸納和分類(lèi)，從中遴選出能夠較為靈敏地反映河網(wǎng)水系連通水平變化的關(guān)鍵性指標(biāo)（表5）。將連通性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分成3個(gè)層次，分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。目標(biāo)層為水系連通性指數(shù)，準(zhǔn)則層包括：結(jié)構(gòu)連通性、水力連通性、水質(zhì)改善度3項(xiàng)。

河道斷面尺寸為定量指標(biāo)，實(shí)際操作中將河道斷面概化為矩形或梯形，表達(dá)為Ai（1≤i≤e）（單位：m2），其中e為組成河段數(shù)。河道功能定位與河道空間位置為定性指標(biāo)，取值表達(dá)為Fui（1≤i≤e）與Loi（1≤i≤e），共分為5級(jí)：9（很重要）、7（比較重要）、5（一般重要）、3（不太重要）、1（不重要）。河道功能方面，認(rèn)為級(jí)別較高，承擔(dān)區(qū)域引排水的骨干河道對(duì)結(jié)構(gòu)性連通的影響高于生態(tài)景觀(guān)等功能為主的河道，以及一些級(jí)別較低的河道。河道空間位置方面，河道在溝通的水系片越多，或者流經(jīng)區(qū)域的重要性越高，例如重要街道、居住區(qū)等，則認(rèn)為其對(duì)結(jié)構(gòu)連通性影響越大。河道流速為定量指標(biāo)，以模型模擬結(jié)果為計(jì)算各河段平均流速，表達(dá)為Vi（1≤i≤e）（單位：m/s）。換水周期為定量指標(biāo)，河道槽蓄量除以河道平均流量，表達(dá)為T(mén)i（1≤i≤e）（單位：d）。采用內(nèi)梅羅指數(shù)［12］定量反映綜合水質(zhì)情況，內(nèi)梅羅指數(shù)在引水前后的變化率作為水質(zhì)改善指數(shù)，在本文中污染物為COD與NH3-N。

表6 水系連通性指數(shù)計(jì)算值

在確定指標(biāo)權(quán)重前，須對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理。指標(biāo)值歸一化時(shí)，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)存在相對(duì)最佳值，則以最佳值為1，以其與最佳值的比值或比值的倒數(shù)為歸一化后的值。本文利用熵權(quán)法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)因子賦權(quán)，即由評(píng)價(jià)指標(biāo)值構(gòu)成的判斷矩陣確定指標(biāo)權(quán)重，權(quán)重計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。通過(guò)指標(biāo)歸一化和權(quán)重的確定，建立線(xiàn)性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型（式（4）），最終得到以改善水質(zhì)為目標(biāo)的水系連通性指數(shù)（表6），依據(jù)評(píng)價(jià)指數(shù)的大小評(píng)價(jià)水系連通性水平高低。

式中：S為河網(wǎng)覆蓋區(qū)域面積；li為河段i長(zhǎng)度；Ki為水系連通性指標(biāo)取值向量；Wi為指標(biāo)熵權(quán)向量。

情景一和情景二的連通性指數(shù)明顯高于引水實(shí)驗(yàn)條件，主要原因是對(duì)水系結(jié)構(gòu)連通性進(jìn)行了優(yōu)化，并且優(yōu)化的引排水調(diào)度方案，使得研究區(qū)水力連通性與水質(zhì)指標(biāo)也大幅度提升。情景二相對(duì)于情景一增加了耿涇作為引水水源，加大了引水流量，對(duì)耿涇周邊區(qū)塊，特別是提升了海虞鎮(zhèn)河道起到了很好的水力連通性。但總體來(lái)說(shuō)，相對(duì)情景一連通性指數(shù)提升并不顯著。因此對(duì)常熟市城區(qū)水環(huán)境改善，可以海洋涇引水為主，如需強(qiáng)化海洋涇西片區(qū)的水環(huán)境改善，可以增加耿涇為引水河道。

5 結(jié)論

常熟市屬典型的平原河網(wǎng)地區(qū)，地勢(shì)平坦，河網(wǎng)密布，流速緩慢，水體自?xún)裟芰θ?，維持江河水系連通和河網(wǎng)良性水系連通對(duì)提升常熟市水環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。然而在實(shí)踐中由于實(shí)際河網(wǎng)條件未充分考慮、引排水規(guī)劃不合理等原因而造成河道水流不暢，水質(zhì)更加惡化。本論文以常熟市城區(qū)為研究區(qū)，探討了在水系連通實(shí)踐中，以引水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)合模型數(shù)值模擬，科學(xué)制定區(qū)域水系連通方案，并定量評(píng)價(jià)連通水平，為水系連通改善水環(huán)境建立了系統(tǒng)性的方案。

本文的研究結(jié)果表明結(jié)構(gòu)連通是水力連通的基礎(chǔ)，而水力連通性代表了河道對(duì)污染物的稀釋、轉(zhuǎn)化、降解能力，是水環(huán)境改善的必要條件。引水實(shí)驗(yàn)條件下，結(jié)構(gòu)連通性較差，研究區(qū)水量分配與水質(zhì)改善均受到限制，部分?jǐn)嗝嫠|(zhì)甚至出現(xiàn)惡化，暴露出河道截污問(wèn)題，引水能夠增加水體含氧量、促進(jìn)污染物降解，但由此增加的水環(huán)境容量有限，因此截污仍是水環(huán)境治理根本措施，也是引水改善水環(huán)境的前提條件。在引水實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了河道連通提升方案與不同的水利工程調(diào)度方式，結(jié)合水量水質(zhì)模型分析了兩個(gè)情景模式下區(qū)域水量分配與河道水環(huán)境提升效果，證明河道連通條件的提高與合理的調(diào)配方案使得引水效果進(jìn)步明顯。在分析平原河網(wǎng)區(qū)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合考量水系連通的自然屬性與社會(huì)屬性，提出了水系連通度的評(píng)價(jià)體系，體現(xiàn)了平原河網(wǎng)的水系特點(diǎn)與城市河道的社會(huì)屬性，評(píng)價(jià)結(jié)果能夠合理地反映出水系連通改善水環(huán)境的效果，為我國(guó)水系連通實(shí)踐提供一定理論依據(jù)。

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