浑河水系连通性评价——以抚顺市境内水系为例
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系连通性具有重要意义ꎮ 以抚顺市境内浑河水系为例ꎬ 采用空间网络中心性、 连通度、 图论理论分析水系连通
性ꎮ 研究表明: 抚顺市境内浑河水系处于“ 一般” 复杂程度ꎬ 水系连接特征可以利用图论指标准确衡量ꎻ 水系整
体连接特征的重要程度高值区集中于水系网络的主干道或长度长的河链ꎬ 河链连接特征重要度能够利用连接度指
２０２０ 年第 ６ 期
理论研究
水利技术监督
ＤＯＩ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １００８￣１３０５ ２０２０ ０６ ０５０
浑河水系连通性评价
———以抚顺市境内水系为例
王朝宇
( 辽宁省沈抚新区管理委员会城乡建设局ꎬ 辽宁 抚顺 １１３０００)
摘要: 维持河流系统信息、 能量、 物种、 物质正常交流和交换的重要条件是保持河湖水系连通ꎬ 定性评价河网水
标准确衡量ꎻ 中心性分析可以表征不同河链或汇点的重要度ꎬ 直线、 中介和邻近中心性分析有利于识别水系中曲
折的河链、 主要连通的河链或汇点、 主要的主干水系ꎮ
关键词: 水系网络ꎻ 连通性ꎻ 浑河水系ꎻ 抚顺市
中图分类号: ＴＶ８２ 文献标识码: Ａ 文章编号: １００８￣１３０５(２０２０)０６￣０１９２￣０４
效措施ꎻ 杨晓敏等 [９] 利用图论法评价了原始状态下
引黄济青工程、 胶东调水工程的水系连通性ꎻ 邵玉
１９２
抚顺市水资 源 储 量 充 足ꎬ 降 水 量 充 沛ꎬ 年 降 水 量
７５０ ~ ７９０ｍｍꎬ 主要有柴河、 富尔江河、 清河、 浑
收稿日期: ２０２０￣０５￣２２
作者简介: 王朝宇(１９８８ 年—) ꎬ 男ꎬ 工程师ꎮ
要求
[１￣４]
ꎮ
特征的研究还鲜有报道ꎮ 鉴于此ꎬ 本文选择抚顺市
对于水系连通性国内外学者做了大量研究ꎬ 从
境内浑河水系为例ꎬ 将水系网络利用空间网络和拓
连通方式、 构成要素及驱动因素等方面探讨了河湖
扑网络结构表征ꎬ 对水系网络的连通性程度利用中
水系连通的内涵ꎬ 依据水文连通和物理通道连通探
心性、 连接度、 图论指标直观地分析ꎬ 希望为河流
２ｎ － ５ｐ
(１)
式中ꎬ α—环度指标ꎬ 取值区间为 ０ ~ １ꎬ最大限度的达到
呈西 南、 东 北 走 向ꎬ 地 形 特 征 为 “ 八 山 一 水 一 分
被越来越多的应用于河网连通性研究ꎬ 部分学者利
田” ꎬ 地貌特征以多山为主ꎬ 平均海拔 ４００ ~ ５００ｍꎮ
用水系格局连通性指标建立了综合评价指标体系ꎮ
例如ꎬ Ｐｅｄｒｏ 等 [８] 对河网水系连通性利用图论法加
以评价ꎬ 提出清除障碍为快速提升水系连通度的有
价相关数据ꎮ
１ ２ 评价思路
为科学评价河流系统的连通性引入水系网络分
析法ꎬ 将一段河流弧段( 河链) 利用拓扑网络分析
法设定为节点ꎬ ２ 条河链间存在邻接关系和水流交
汇点ꎬ 则代表存在连接边或两者相邻ꎬ 通过连接和
不连接的区分计算河湖水系的边连通度ꎮ 河网中河
流交汇的点利用空间网络分析法时设定为节点ꎬ 河
讨了其定义ꎬ 初步形成了水系连通理论体系及概念
生态治理、 水系连通工程设计和完善水系连通性评
框架ꎬ 通过对河网功能及特点的分析ꎬ 揭示了河流
价方法提供科学支持ꎮ
健康、 区域生态系统与水系连通性之间的作用关
１ 水系连通性评价思路
系ꎬ 以及生态保护、 水生态文明建设中河流连通性
１ １ 区域概况
的重要程度ꎮ 早期的水系连通性研究主要通过分析
抚顺 市 地 处 辽 宁 省 东 部ꎬ 位 于 Ｅ１２３° ５５′、
水文情势数据或定性描述地貌特征ꎬ 间接反映水系
Ｎ４１°５２′ꎬ 总面积 １１２７１ｋｍ２ ꎬ 主城区位于浑河河谷
连通性ꎮ 近年来ꎬ 景观生态学、 连通性函数、 水文
冲积平原上ꎮ 该地区属于长白山系龙岗山脉ꎬ 地势
水力学模型、 复杂网络理论、 图论等定量评价方法
广、 支流最多ꎬ 主要有东州河、 章党河、 苏子河、
英额河、 社河、 萌河、 白塔河、 古城子河、 蒲河、
拉古河、 细河等支流ꎮ 近年来ꎬ 随着人口规模的扩
大以及工业化、 城镇化的迅速发展ꎬ 境内具有储存
和滞洪功能的池塘、 湖泊、 湿地面积逐渐消失ꎬ 河
流被侵占问题日趋突出ꎬ 加之环境破坏、 热岛效应
理论研究
２０２０ 年第 ６ 期
水利技术监督
河、 柳河、 太子河等 １２ 条河流ꎬ 地表水资源丰富ꎬ
径流量大ꎮ 全市水资源总量 ３９ ８２ 亿 ｍ ꎬ 可利用
３
水域面积 ６６６７ｈｍ ꎬ 总供水量 １６ ５ 亿 ｍ ꎬ 人均占
２
３
有量 １５３０ｍ３ ꎬ 仅次于丹东和本溪地区 [１３￣１５] ꎮ
浑河为抚顺市最大的河流ꎬ 该河流流经县区最
进一步增强了区域降水频率和强度ꎮ 植被减少和地
表硬化加快了雨洪汇流速度ꎬ 显著增大了水流流量
及河道的不可控性ꎬ 河水侵蚀、 冲刷河岸及河床的
作用增强致使城市洪涝灾害频发ꎬ 采用科学的方法
定量评价水系连通性极其重要 [１６￣１８] ꎮ 因此ꎬ 本文
选取完整性好、 独立性强的抚顺市境内浑河水系为
研究区ꎬ 从地理国情监测信息中提取水系连通性评
链为 ２ 个节点的连接边ꎬ 结合水流速度、 河链长度
等因素确定连接边的值ꎬ 在此基础上计算节点中心
性程度ꎬ 最终的河链连通度值为两端节点连通度平
均值ꎮ 此外ꎬ 物种的移动在一定程度上受到水库的
限制ꎬ 结合相关资料以水系网络的隔断点作为网络
中的水库ꎮ
度ꎬ 引入环度指标( α) ꎬ 其表达式为:
α ＝
ｍ －ｎ ＋ｐ
河流生态和水文研究的重要依据是河流结构及
龙等 [１０￣１１] 将河网连通性采用所有节点连通度的平
其形态ꎬ 水系结构对河流水质、 河网水情、 洪水过
均值进行分析ꎬ 较为准确地揭示河流的变化情况ꎻ
程会产生明显影响ꎬ 并且水循环、 水资源配置以及
旭光来等 [１２] 依据平均畅通度和水流阻力ꎬ 构造了
水安全保障能力与河流连通格局密切相关ꎮ 水系连
河网水系的加权连通度和矩阵模型ꎮ 借鉴相关研究
通性对水生态保护和城市水系规划非常重要ꎬ 新时
成果ꎬ 以往的连通性评价方法多侧重于拓扑网络分
期的经 济 发 展 提 出 了 更 新、 更 高 的 水 资 源 配 置
析ꎬ 而同时考虑水系空间网络特征和水系网络拓扑
性ꎮ 研究表明: 抚顺市境内浑河水系处于“ 一般” 复杂程度ꎬ 水系连接特征可以利用图论指标准确衡量ꎻ 水系整
体连接特征的重要程度高值区集中于水系网络的主干道或长度长的河链ꎬ 河链连接特征重要度能够利用连接度指
２０２０ 年第 ６ 期
理论研究
水利技术监督
ＤＯＩ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １００８￣１３０５ ２０２０ ０６ ０５０
浑河水系连通性评价
———以抚顺市境内水系为例
王朝宇
( 辽宁省沈抚新区管理委员会城乡建设局ꎬ 辽宁 抚顺 １１３０００)
摘要: 维持河流系统信息、 能量、 物种、 物质正常交流和交换的重要条件是保持河湖水系连通ꎬ 定性评价河网水
标准确衡量ꎻ 中心性分析可以表征不同河链或汇点的重要度ꎬ 直线、 中介和邻近中心性分析有利于识别水系中曲
折的河链、 主要连通的河链或汇点、 主要的主干水系ꎮ
关键词: 水系网络ꎻ 连通性ꎻ 浑河水系ꎻ 抚顺市
中图分类号: ＴＶ８２ 文献标识码: Ａ 文章编号: １００８￣１３０５(２０２０)０６￣０１９２￣０４
效措施ꎻ 杨晓敏等 [９] 利用图论法评价了原始状态下
引黄济青工程、 胶东调水工程的水系连通性ꎻ 邵玉
１９２
抚顺市水资 源 储 量 充 足ꎬ 降 水 量 充 沛ꎬ 年 降 水 量
７５０ ~ ７９０ｍｍꎬ 主要有柴河、 富尔江河、 清河、 浑
收稿日期: ２０２０￣０５￣２２
作者简介: 王朝宇(１９８８ 年—) ꎬ 男ꎬ 工程师ꎮ
要求
[１￣４]
ꎮ
特征的研究还鲜有报道ꎮ 鉴于此ꎬ 本文选择抚顺市
对于水系连通性国内外学者做了大量研究ꎬ 从
境内浑河水系为例ꎬ 将水系网络利用空间网络和拓
连通方式、 构成要素及驱动因素等方面探讨了河湖
扑网络结构表征ꎬ 对水系网络的连通性程度利用中
水系连通的内涵ꎬ 依据水文连通和物理通道连通探
心性、 连接度、 图论指标直观地分析ꎬ 希望为河流
２ｎ － ５ｐ
(１)
式中ꎬ α—环度指标ꎬ 取值区间为 ０ ~ １ꎬ最大限度的达到
呈西 南、 东 北 走 向ꎬ 地 形 特 征 为 “ 八 山 一 水 一 分
被越来越多的应用于河网连通性研究ꎬ 部分学者利
田” ꎬ 地貌特征以多山为主ꎬ 平均海拔 ４００ ~ ５００ｍꎮ
用水系格局连通性指标建立了综合评价指标体系ꎮ
例如ꎬ Ｐｅｄｒｏ 等 [８] 对河网水系连通性利用图论法加
以评价ꎬ 提出清除障碍为快速提升水系连通度的有
价相关数据ꎮ
１ ２ 评价思路
为科学评价河流系统的连通性引入水系网络分
析法ꎬ 将一段河流弧段( 河链) 利用拓扑网络分析
法设定为节点ꎬ ２ 条河链间存在邻接关系和水流交
汇点ꎬ 则代表存在连接边或两者相邻ꎬ 通过连接和
不连接的区分计算河湖水系的边连通度ꎮ 河网中河
流交汇的点利用空间网络分析法时设定为节点ꎬ 河
讨了其定义ꎬ 初步形成了水系连通理论体系及概念
生态治理、 水系连通工程设计和完善水系连通性评
框架ꎬ 通过对河网功能及特点的分析ꎬ 揭示了河流
价方法提供科学支持ꎮ
健康、 区域生态系统与水系连通性之间的作用关
１ 水系连通性评价思路
系ꎬ 以及生态保护、 水生态文明建设中河流连通性
１ １ 区域概况
的重要程度ꎮ 早期的水系连通性研究主要通过分析
抚顺 市 地 处 辽 宁 省 东 部ꎬ 位 于 Ｅ１２３° ５５′、
水文情势数据或定性描述地貌特征ꎬ 间接反映水系
Ｎ４１°５２′ꎬ 总面积 １１２７１ｋｍ２ ꎬ 主城区位于浑河河谷
连通性ꎮ 近年来ꎬ 景观生态学、 连通性函数、 水文
冲积平原上ꎮ 该地区属于长白山系龙岗山脉ꎬ 地势
水力学模型、 复杂网络理论、 图论等定量评价方法
广、 支流最多ꎬ 主要有东州河、 章党河、 苏子河、
英额河、 社河、 萌河、 白塔河、 古城子河、 蒲河、
拉古河、 细河等支流ꎮ 近年来ꎬ 随着人口规模的扩
大以及工业化、 城镇化的迅速发展ꎬ 境内具有储存
和滞洪功能的池塘、 湖泊、 湿地面积逐渐消失ꎬ 河
流被侵占问题日趋突出ꎬ 加之环境破坏、 热岛效应
理论研究
２０２０ 年第 ６ 期
水利技术监督
河、 柳河、 太子河等 １２ 条河流ꎬ 地表水资源丰富ꎬ
径流量大ꎮ 全市水资源总量 ３９ ８２ 亿 ｍ ꎬ 可利用
３
水域面积 ６６６７ｈｍ ꎬ 总供水量 １６ ５ 亿 ｍ ꎬ 人均占
２
３
有量 １５３０ｍ３ ꎬ 仅次于丹东和本溪地区 [１３￣１５] ꎮ
浑河为抚顺市最大的河流ꎬ 该河流流经县区最
进一步增强了区域降水频率和强度ꎮ 植被减少和地
表硬化加快了雨洪汇流速度ꎬ 显著增大了水流流量
及河道的不可控性ꎬ 河水侵蚀、 冲刷河岸及河床的
作用增强致使城市洪涝灾害频发ꎬ 采用科学的方法
定量评价水系连通性极其重要 [１６￣１８] ꎮ 因此ꎬ 本文
选取完整性好、 独立性强的抚顺市境内浑河水系为
研究区ꎬ 从地理国情监测信息中提取水系连通性评
链为 ２ 个节点的连接边ꎬ 结合水流速度、 河链长度
等因素确定连接边的值ꎬ 在此基础上计算节点中心
性程度ꎬ 最终的河链连通度值为两端节点连通度平
均值ꎮ 此外ꎬ 物种的移动在一定程度上受到水库的
限制ꎬ 结合相关资料以水系网络的隔断点作为网络
中的水库ꎮ
度ꎬ 引入环度指标( α) ꎬ 其表达式为:
α ＝
ｍ －ｎ ＋ｐ
河流生态和水文研究的重要依据是河流结构及
龙等 [１０￣１１] 将河网连通性采用所有节点连通度的平
其形态ꎬ 水系结构对河流水质、 河网水情、 洪水过
均值进行分析ꎬ 较为准确地揭示河流的变化情况ꎻ
程会产生明显影响ꎬ 并且水循环、 水资源配置以及
旭光来等 [１２] 依据平均畅通度和水流阻力ꎬ 构造了
水安全保障能力与河流连通格局密切相关ꎮ 水系连
河网水系的加权连通度和矩阵模型ꎮ 借鉴相关研究
通性对水生态保护和城市水系规划非常重要ꎬ 新时
成果ꎬ 以往的连通性评价方法多侧重于拓扑网络分
期的经 济 发 展 提 出 了 更 新、 更 高 的 水 资 源 配 置
析ꎬ 而同时考虑水系空间网络特征和水系网络拓扑