洞庭湖區(qū)典型水系連通工程優(yōu)化分析

柳 恒，李志威，胡旭躍，李凱軒，陳 幫，王贊成

(1.長沙理工大學(xué)水利與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 長沙 410114；2.武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室，湖北 武漢 430072；3.湖南省水利水電勘測設(shè)計規(guī)劃研究總院，湖南 長沙 410007； 4.湖南百舸水利建設(shè)股份有限公司，湖南 長沙 410007)

受自然與人為因素的影響，自1950年荊江-洞庭湖關(guān)系發(fā)生重大變化，導(dǎo)致部分河道斷流天數(shù)增加，而河道斷流加劇了沿岸地區(qū)農(nóng)田灌溉、生活用水短缺的問題[1-2]。枯水期由于來流量減少，內(nèi)湖水體交換能力明顯下降，水質(zhì)惡化、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題日益突出，因此水環(huán)境問題逐漸成為阻礙社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在洞庭湖區(qū)實施河湖連通工程是實現(xiàn)區(qū)域水資源調(diào)配、水質(zhì)改善和生態(tài)修復(fù)的有效措施，可有效提高該區(qū)域應(yīng)對極端水旱災(zāi)害的能力。

目前水系連通性的評價方法主要分為圖論法、景觀學(xué)法、綜合指標(biāo)法、生物法和水文水力學(xué)法[3-8]。圖論法通過點與線組成的圖形建立頂點間的鄰接矩陣，根據(jù)判定準(zhǔn)則計算河網(wǎng)連通度，但計算結(jié)果無法反映流域水量分配的過程。綜合指標(biāo)法能夠綜合社會、自然等多方面的屬性進行綜合評判，但人為主觀因素大。水文水力學(xué)法采用過流能力和阻力特性來反映河網(wǎng)水系的連通性，無法適應(yīng)源頭區(qū)中小河流的連通性評價。生物法依據(jù)生物的遷徙與擴散來反映河流的生態(tài)連通性，因此易受生物種類及其習(xí)性的影響。景觀學(xué)法基于影像數(shù)據(jù)和評價指標(biāo)，能夠較為客觀地評價規(guī)劃區(qū)域內(nèi)水系的分布格局和結(jié)構(gòu)連通性，是城市水系規(guī)劃、評價和優(yōu)化的重要方法，但是依賴影像資料的分辨率。……