河流功能區(qū)劃與河道治理模式研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對自然的改造能力越來越強(qiáng)，同時對生態(tài)環(huán)境的需求和期望也越來越高。河流不僅在水利方面起到防洪減災(zāi)、供水興利的作用，而且在社會和生態(tài)環(huán)境方面還是沿河地區(qū)人群與生物集結(jié)的場所及人文歷史發(fā)展的載體，影響著整個區(qū)域的發(fā)展和進(jìn)步。傳統(tǒng)的河流治理模式主要以“防洪興利”為主，目前隨著人們觀念的更新，“建設(shè)人與自然相和諧的水邊環(huán)境”、“在水資源開發(fā)利用與生態(tài)系統(tǒng)健康之間尋找平衡”以及“河流生態(tài)建設(shè)”等成為新時期的治河理念。隨著

2、上述理念的提出，河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)的研究急需尋找一套適當(dāng)?shù)睦碚擉w系和技術(shù)手段為工程實踐提供技術(shù)支持。 本研究從河流功能區(qū)劃的角度出發(fā)，兼顧河流的資源、環(huán)境及生態(tài)功能，提出了一套河流功能評估、功能區(qū)劃及典型功能區(qū)治理模式的技術(shù)和方法體系。工程實踐方面，重點探討了生態(tài)型護(hù)坡構(gòu)建技術(shù)及河流生物棲息地改善措施等生態(tài)修復(fù)方法。 首先，研究了現(xiàn)代條件下河流功能的擴(kuò)展及分類體系，并建立了河流功能綜合評估方法。該評估方法采用了多指標(biāo)

3、評價法，對河流的自然功能和社會功能分別建立指標(biāo)體系。采用打分法，對每個指標(biāo)進(jìn)行分級并設(shè)定分級標(biāo)準(zhǔn)。從時間和空間尺度上給出每個指標(biāo)的評估尺度，經(jīng)過尺度變換，計算指標(biāo)得分，建立了河流功能的綜合評估方法。將該評估方法應(yīng)用于沈陽市渾河河段的評估，評估成果可以為該河段下一步的生態(tài)恢復(fù)建設(shè)提供參考。 其次，較系統(tǒng)地研究了河流功能區(qū)劃的目標(biāo)、原則、分類體系、區(qū)劃方法及區(qū)劃程序。從生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和河流功能的完整性出發(fā)，按照人類對河流開發(fā)利用的

4、強(qiáng)度和河流的功能特點將河流功能區(qū)劃分為生態(tài)保護(hù)區(qū)、生境修復(fù)區(qū)、開發(fā)利用區(qū)、緩沖區(qū)和過渡區(qū)5類。給出了這5種類型區(qū)的定性描述，并就如何判斷功能區(qū)的類型進(jìn)行了定量研究。以河流功能綜合評估方法為理論基礎(chǔ)，依據(jù)河流社會功能評估得分和自然生態(tài)功能評估得分兩個準(zhǔn)則建立功能分區(qū)圖，建立了河流功能區(qū)劃的雙準(zhǔn)則約束矩陣分區(qū)方法。最后總結(jié)上述內(nèi)容給出了河流功能區(qū)劃的程序。 第三，重點探討了生境修復(fù)區(qū)的治理方法，包括生態(tài)型護(hù)坡構(gòu)建技術(shù)、方案決策和生物

5、棲息地狀況改善研究。生態(tài)型護(hù)坡構(gòu)建技術(shù)包括生態(tài)型護(hù)坡的設(shè)計原則、設(shè)計流程、常用的材料和結(jié)構(gòu)。另外，本文還探討了滿足生態(tài)功能、景觀功能和親水功能的生態(tài)型護(hù)岸的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。 方案決策部分，建立了生態(tài)護(hù)坡的評價指標(biāo)體系和方案優(yōu)選方法。指標(biāo)體系的建立采用了德爾斐專家調(diào)查法(Delphi)和層次分析法(AHP)；方案優(yōu)選方法引入了模糊集理論，建立了基于TOPSIS的模糊多屬性決策方法。共有10位專家參加了問卷調(diào)查，其中指標(biāo)的相對重要性調(diào)

6、查采用了兩兩比較法，方案的相對偏好調(diào)查采用語言評語集。應(yīng)用層次分析法求解指標(biāo)權(quán)重，應(yīng)用三角模糊數(shù)和模糊左右評分法將語言評語集中的語言變量轉(zhuǎn)化為實數(shù)值，然后應(yīng)用TOPSIS方法進(jìn)行方案優(yōu)選。將上述評價體系和決策方法應(yīng)用于沈陽市渾河生態(tài)護(hù)坡工程方案優(yōu)選中，結(jié)果表明三維植被網(wǎng)是最優(yōu)的護(hù)坡措施。為了驗證方法的有效性和結(jié)果的可靠性，文中對指標(biāo)權(quán)重和決策過程中的計算方法進(jìn)行了敏感性分析(包括正交化技術(shù)和距離計算方法)。結(jié)果表明：指標(biāo)體系中，建造成本

7、和維護(hù)成本對方案優(yōu)選結(jié)果比較敏感，可以作為決策過程中的主導(dǎo)因子，其它指標(biāo)對優(yōu)選結(jié)果皆不敏感；距離計算方法和正交化技術(shù)對優(yōu)選結(jié)果不敏感。敏感性分析結(jié)果表明，本文提出的決策方法是有效的、可行的，可以應(yīng)用于工程實踐中。第四，河流生物棲息地狀況改善研究部分，首先闡述了棲息地的分類和評估技術(shù)，然后建立了基于數(shù)值模擬技術(shù)的棲息地量化方法。該方法假設(shè)棲息地多樣性與生物多樣性之間存在必然的關(guān)系，利用水流流態(tài)代表生境類型，然后通過水動力學(xué)模型求解水流流態(tài)