高度城镇化背景下水系演变及其响应

杨柳; 许有鹏; 田亚平; 陆建伟; 雷超桂; 徐羽

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

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高度城镇化背景下水系演变及其响应

杨柳, 许有鹏, 田亚平, 陆建伟, 雷超桂, 徐羽

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杨柳, 许有鹏, 田亚平, 陆建伟, 雷超桂, 徐羽. 高度城镇化背景下水系演变及其响应[J]. 水科学进展, 2019, 30(2): 166-174. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

引用本文:

杨柳, 许有鹏, 田亚平, 陆建伟, 雷超桂, 徐羽. 高度城镇化背景下水系演变及其响应[J]. 水科学进展, 2019, 30(2): 166-174. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

YANG Liu, XU Youpeng, TIAN Yaping, LU Jianwei, LEI Chaogui, XU Yu. Changes of river system and its response to highly urbanization, China[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(2): 166-174. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

Citation:

YANG Liu, XU Youpeng, TIAN Yaping, LU Jianwei, LEI Chaogui, XU Yu. Changes of river system and its response to highly urbanization, China[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(2): 166-174. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

高度城镇化背景下水系演变及其响应

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

杨柳^1,2,
许有鹏^2,,
田亚平¹,
陆建伟³,
雷超桂^2,4,
徐羽²

1.
衡阳师范学院城市与旅游学院, 湖南衡阳 421002;
2.
南京大学地理与海洋科学学院, 江苏南京 210023;
3.
江苏省水文水资源勘测局苏州分局, 江苏苏州 215000;
4.
德国基尔大学水资源管理与水文系, 基尔 24118

基金项目: 国家重点研发计划资助项目（2016YFC0401502）；湖南省社会科学成果评审委员会课题（XSP18YBC312）

详细信息

作者简介:
杨柳(1986-),女,湖南永州人,讲师,博士研究生,主要从事流域水文水资源环境研究。E-mail:palapalayl2006@126.com

通讯作者:
许有鹏,E-mail:xuyp305@163.com

中图分类号: TV212.5⁺1

Changes of river system and its response to highly urbanization, China

1.
College of City and Tourism, Hengyang Normal University, Hengyang 421002, China;
2.
School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China;
3.
Hydrology and Water Resources Investigation Suzhou Bureau in Jiangsu Province, Suzhou 215000, China;
4.
Department of Hydrology and Water Resources Management, Institute for Natural Resource Conservation, University of Kiel, Kiel 24118, Germany

Funds: The study is financially supported by the National Key R&D Program of China (No.2016YFC0401502).

摘要: 针对长江三角洲地区高度城镇化对水系剧烈影响的事实，以该区太湖平原苏州市为例，选取河网密度、水面率、分形维数和支流发育系数作为水系变化指标，运用GIS分析近50年来河网的时空变化规律，在此基础上，研究水系变化对于城镇化及降水变化的定量响应，分析高度城镇化下水系的发展趋势。结果表明：①近50年来研究区水系呈衰减趋势，河网密度、水面率、分形维数和支流发育系数分别下降5.6%、19%、1.2%和3%；区内水系禀赋差异大。②近50年来水系衰减的主要影响因素为城镇化，气候变化对其影响相对较弱；在水系变化中，城镇化的贡献率在67%以上。③随着城镇化率增加，研究区河网密度、分形维数、支流发育系数呈现先增长后衰减的"倒U型"曲线特征；苏州的高度城镇化与其水系表现出"先松弛，后紧密"的关系，二者的发展目前处于曲线右侧；未来将过渡到"高水平适应阶段"。本研究的结果丰富了城镇化与水系发展关系研究，可为其他地区水系系统的健康、绿色发展和保护提供参考。
- 城镇化 /
- 水系变化 /
- 归因分析 /
- "倒U型"曲线特征 /
- 苏州市
Abstract: The purpose of the study is to analyze the response of river system to the climate change and rapid urbanization process in Suzhou,Taihu Lake plain area. The study selected the drainage density,water surface ratio,fractal dimension and tributaries development coefficient as representative parameters. Based on GIS technology,the spatial and temporal variation of river networks caused by urbanization and climate change in the study area in the past 50 years was analyzed. On this basis,the study focused on the quantitative response of river network changes to urbanization and precipitation change,and the development trend of river system under highly urbanization. The results showed that:① The river system in Suzhou presented a high spatial heterogeneity and rapid descending tend in the past 50 years. The drainage density,water surface ratio,fractal dimension and evolution coefficient of branch river were decreased by 5.6%,19%,1.2% and 3%,respectively. ② Compared with climate change,highly urbanization was recognized as the stronger driving factors of river system degrading in the past 50 years. Urbanization contributed over 67% to each unit of river network change.③ With the increase of urbanization,the drainage density,fractal dimension and evolution coefficient of branch river first showed growing trend and then started to decay,presenting a curve in "inverted U shape". The influence of high urbanization to river networks grew from weak to strong. Currently,the development of river network and urbanization rate was in the right of the curve. With the mutual adaption between the urbanization and the development of river network systems,they will evolve into a high-level development stage in the future. This research investigated the developing rule and relationship of urbanization and river network systems,providing support for the river network health and green development and protection in similar area.
- urbanization /
- river system changes /
- attribution analysis /
- characteristics of "inverted U shape" curve /
- Suzhou City

[1]	鲍振鑫, 张建云, 严小林, 王国庆, 贺瑞敏, 关铁生, 刘艳丽. 基于四元驱动的海河流域河川径流变化归因定量识别 . 水科学进展, 2021, 32(2): 171-181. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.02.002
[2]	黄国如, 陈易偲, 姚芝军. 高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空演变特征 . 水科学进展, 2021, 32(2): 161-170. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.02.001
[3]	张幸农, 牛晨曦, 假冬冬, 应强. 流滑型窝崩水流结构特征及其变化规律 . 水科学进展, 2020, 31(1): 112-119. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.012
[4]	徐羽, 许有鹏, 王强, 吴雷, 杨金艳, 施红怡. 太湖平原河网区城镇化发展与水系变化关系 . 水科学进展, 2018, 29(4): 473-481. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.003
[5]	熊立华, 闫磊, 李凌琪, 江聪, 杜涛. 变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展 . 水科学进展, 2017, 28(6): 930-942. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.014
[6]	张建云, 王银堂, 胡庆芳, 贺瑞敏. 海绵城市建设有关问题讨论 . 水科学进展, 2016, 27(6): 793-799. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.06.001
[7]	张建云, 王银堂, 贺瑞敏, 胡庆芳, 宋晓猛. 中国城市洪涝问题及成因分析 . 水科学进展, 2016, 27(4): 485-491. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.001
[8]	张树磊, 杨大文, 杨汉波, 雷慧闽. 1960—2010年中国主要流域径流量减小原因探讨分析 . 水科学进展, 2015, 26(5): 605-613. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.001
[9]	万金红, 吕娟, 刘和平, 刘建刚, 杨志勇, 陈方舟. 1470—2008年中国西北干旱地区旱涝变化特征分析 . 水科学进展, 2014, 25(5): 625-631.
[10]	严登华, 袁喆, 杨志勇, 王勇, 于赢东. 1961年以来海河流域干旱时空变化特征分析 . 水科学进展, 2013, 24(1): 34-41.
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[13]	张建云, 贺瑞敏, 齐晶, 刘翠善, 王国庆, 金君良. 关于中国北方水资源问题的再认识 . 水科学进展, 2013, 24(3): 303-310.
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[19]	袁汝华. 防洪安全建设中的移民建镇布点方法及应用 . 水科学进展, 2002, 13(6): 763-767.
[20]	李长兴, 沈晋, 范荣生. 黄土地区小流域降雨空间变化特征分析 . 水科学进展, 1995, 6(2): 127-132.

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高度城镇化背景下水系演变及其响应

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

1. 衡阳师范学院城市与旅游学院, 湖南衡阳 421002;

2. 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏南京 210023;

3. 江苏省水文水资源勘测局苏州分局, 江苏苏州 215000;

4. 德国基尔大学水资源管理与水文系, 基尔 24118

基金项目: 国家重点研发计划资助项目（2016YFC0401502）；湖南省社会科学成果评审委员会课题（XSP18YBC312）

作者简介:
杨柳(1986-),女,湖南永州人,讲师,博士研究生,主要从事流域水文水资源环境研究。E-mail:palapalayl2006@126.com

通讯作者: 许有鹏,E-mail:xuyp305@163.com

收稿日期: 2018-09-13
刊出日期: 2019-04-25

中图分类号: TV212.5⁺1

关键词:

城镇化 /

摘要: 针对长江三角洲地区高度城镇化对水系剧烈影响的事实，以该区太湖平原苏州市为例，选取河网密度、水面率、分形维数和支流发育系数作为水系变化指标，运用GIS分析近50年来河网的时空变化规律，在此基础上，研究水系变化对于城镇化及降水变化的定量响应，分析高度城镇化下水系的发展趋势。结果表明：①近50年来研究区水系呈衰减趋势，河网密度、水面率、分形维数和支流发育系数分别下降5.6%、19%、1.2%和3%；区内水系禀赋差异大。②近50年来水系衰减的主要影响因素为城镇化，气候变化对其影响相对较弱；在水系变化中，城镇化的贡献率在67%以上。③随着城镇化率增加，研究区河网密度、分形维数、支流发育系数呈现先增长后衰减的"倒U型"曲线特征；苏州的高度城镇化与其水系表现出"先松弛，后紧密"的关系，二者的发展目前处于曲线右侧；未来将过渡到"高水平适应阶段"。本研究的结果丰富了城镇化与水系发展关系研究，可为其他地区水系系统的健康、绿色发展和保护提供参考。

English Abstract

Changes of river system and its response to highly urbanization, China

1. College of City and Tourism, Hengyang Normal University, Hengyang 421002, China;

2. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China;

3. Hydrology and Water Resources Investigation Suzhou Bureau in Jiangsu Province, Suzhou 215000, China;

4. Department of Hydrology and Water Resources Management, Institute for Natural Resource Conservation, University of Kiel, Kiel 24118, Germany

Funds: The study is financially supported by the National Key R&D Program of China (No.2016YFC0401502).

Received Date: 2018-09-13
Publish Date: 2019-04-25

Keywords:

urbanization /
river system changes /
attribution analysis /
characteristics of "inverted U shape" curve /
Suzhou City

Abstract: The purpose of the study is to analyze the response of river system to the climate change and rapid urbanization process in Suzhou,Taihu Lake plain area. The study selected the drainage density,water surface ratio,fractal dimension and tributaries development coefficient as representative parameters. Based on GIS technology,the spatial and temporal variation of river networks caused by urbanization and climate change in the study area in the past 50 years was analyzed. On this basis,the study focused on the quantitative response of river network changes to urbanization and precipitation change,and the development trend of river system under highly urbanization. The results showed that:① The river system in Suzhou presented a high spatial heterogeneity and rapid descending tend in the past 50 years. The drainage density,water surface ratio,fractal dimension and evolution coefficient of branch river were decreased by 5.6%,19%,1.2% and 3%,respectively. ② Compared with climate change,highly urbanization was recognized as the stronger driving factors of river system degrading in the past 50 years. Urbanization contributed over 67% to each unit of river network change.③ With the increase of urbanization,the drainage density,fractal dimension and evolution coefficient of branch river first showed growing trend and then started to decay,presenting a curve in "inverted U shape". The influence of high urbanization to river networks grew from weak to strong. Currently,the development of river network and urbanization rate was in the right of the curve. With the mutual adaption between the urbanization and the development of river network systems,they will evolve into a high-level development stage in the future. This research investigated the developing rule and relationship of urbanization and river network systems,providing support for the river network health and green development and protection in similar area.

杨柳, 许有鹏, 田亚平, 陆建伟, 雷超桂, 徐羽. 高度城镇化背景下水系演变及其响应[J]. 水科学进展, 2019, 30(2): 166-174. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

引用本文:

杨柳, 许有鹏, 田亚平, 陆建伟, 雷超桂, 徐羽. 高度城镇化背景下水系演变及其响应[J]. 水科学进展, 2019, 30(2): 166-174. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

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高度城镇化背景下水系演变及其响应

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

作者简介: 杨柳(1986-),女,湖南永州人,讲师,博士研究生,主要从事流域水文水资源环境研究。E-mail:palapalayl2006@126.com

通讯作者: 许有鹏,E-mail:xuyp305@163.com

Changes of river system and its response to highly urbanization, China

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高度城镇化背景下水系演变及其响应

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.002

1. 衡阳师范学院城市与旅游学院, 湖南 衡阳 421002; 2. 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏 南京 210023; 3. 江苏省水文水资源勘测局苏州分局, 江苏 苏州 215000; 4. 德国基尔大学水资源管理与水文系, 基尔 24118

作者简介: 杨柳(1986-),女,湖南永州人,讲师,博士研究生,主要从事流域水文水资源环境研究。E-mail:palapalayl2006@126.com

通讯作者: 许有鹏,E-mail:xuyp305@163.com

English Abstract

Changes of river system and its response to highly urbanization, China

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作者简介:
杨柳(1986-),女,湖南永州人,讲师,博士研究生,主要从事流域水文水资源环境研究。E-mail:palapalayl2006@126.com

通讯作者:
许有鹏,E-mail:xuyp305@163.com

1. 衡阳师范学院城市与旅游学院, 湖南衡阳 421002;

2. 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏南京 210023;

3. 江苏省水文水资源勘测局苏州分局, 江苏苏州 215000;

4. 德国基尔大学水资源管理与水文系, 基尔 24118

作者简介:
杨柳(1986-),女,湖南永州人,讲师,博士研究生,主要从事流域水文水资源环境研究。E-mail:palapalayl2006@126.com