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河网区位于河流与海洋交汇过渡地区，其最根本的特点是受海洋(潮汐) 和陆地(河流) 的双向作用，具有海陆交互脆弱、胁迫因素多等特点。河网区同时也是海岸地带环境变化最集中的区域，人类活动与海平面变化对其社会经济、资源环境的影响是长久和深远的，其长期累积效应使海岸侵蚀、海水入侵与土壤盐渍化等灾害加剧，沿岸防潮排涝基础设施功能降低，生态系统受损。 河网区集中了全球四分之三的大城市。在中国，河网区也是经济发展的龙头地区，是人口密度最高和单位面积GDP 贡献最大的地区之一。以珠江三角洲(以下简称珠三角) 河网区为例，该地区经济社会高速发展，河网纵横、人口密集、城镇集中，用30年的时间完成了发达国家近百年的发展进程，用占全国约0. 21% 的土地创造了约20%的GDP。自20 世纪50 年代开始，珠三角河网区白藤堵海、联围筑闸、河道挖沙、航道整治等大规模活动频繁发生，在一定程度上改变了河道地形特性。特别是80 年代末以来，珠三角逐步向城镇化、工业化发展，大规模的基础建设导致用沙量剧增，整个珠三角范围内出现大量采挖河床泥沙的现象，进一步加剧了河道下切，干预了河床形态自然演变过程，致使河网区地形、水文条件、水动力格局发生了显著变化，水文水资源特征值偏离常态，如同一断面水量频率与水位频率不对应、同一次水文事件上下游水文要素频率不一致、流场流态不均匀变化等，严重影响该地区防洪、供水、航运与生态安全。 在全球气候变化与人类剧烈活动的双重作用下，近年来珠三角河网区水文过程发生显著变化，水文水资源问题也日益突出，严重威胁到珠三角城市供水安全和河道生态环境健康。然而，当前相关研究理论与方法尚不成熟，尤其是剧烈人类活动与海平面上升对该地区水文过程演变的影响机理尚不明晰，应对手段缺乏理论基础。 《变化环境下珠江河网区水文过程演变研究》（刘丙军编著. 北京: 科学出版社，2019. 6）一书对珠三角河网区水文水资源系统的现状与存在问题进行了较为系统的分析，结合国内外河网区水文过程研究现状及其趋势，综合运用水文学、水力学、系统分析、复杂性理论等，提出了河网区水文过程演变及其驱动的研究理论与方法，分析了城市化建设、河道挖沙、河口围垦等典型人类活动对下垫面变化、河网水系结构以及河道地形的影响，研究了变化环境对了降水、径流、洪水、水动力过程等水文要素变异的驱动效应。 取得的主要研究结果如下： ▌(1) 近年来高强度人类活动，如快速城市化建设、河道挖沙、河口围垦等，导致流域下垫面变化显著。快速城市化建设导致区域湿地与耕地持续减少、城镇用地持续大幅度增加，水域面积大幅减少，水系结构发生变化，末级河流河数和河长明显减少；河道挖沙、河口围垦等导致西北江三角洲水道明显变化，河床纵向下切明显，河道宽深比减小，三角洲上游河槽容积增大，下游河口区西四门和蕉门水道容积减小，河道淤积。 ▌( 2) 全球气候变化和城市化建设导致河网区降水过程发生显著变化。受西太平洋副热带高压面积指数和强度指数增大影响，广州市汛期降水量稳定上升，量级较大的降水(中雨及以上等级) 雨量明显增加，中雨及以上等级降水日数增加，短历时降水显著增加；受城市化建设影响，广州市城区和下风向降水量、日数和强度的变化程度较上风向更加明显，短历时降水发生于午后、深夜至清晨的频率增大，雨峰位于前、中期的短历时降水比例明显增多。 ▌(3) 利用聚类分析方法，将珠三角河网区上游北江流域洪水过程划分为高强度平坦型洪水、高强度尖峭型洪水、中强度尖峭型洪水、低强度平坦型洪水和低强度尖峭型洪水五种类型洪水。受气候变化的影响，北江流域洪水强度有增强趋势；受飞来峡水库建设影响，下游石角站各类洪水的洪峰水位都出现了不同幅度的下降，水库调蓄洪水效果良好。 ▌(4) 利用水文特征值重构方法，分析了河道地形变化、上游来水变化等要素影响下，河网区径流-水文要素等变异特征，发现三水站流量与水位综合改变度达到高度，水位呈显著下降趋势；马口站流量改变度为中度，水位综合改变度达到高度，水位下降显著；两站同重现期设计流量增大，同级别流量的重现期缩短。 ▌(5) 运用Copula 函数方法，分析了西江干流高要站和北江干流石角站洪枯遭遇特征，发现随着时间变化，两站点设计重现期条件下设计流量不断增大，洪水形势不断严峻；西江与北江枯水遭遇的可能性要高于洪水的可能性，且两江洪量遭遇的可能性要高于洪峰遭遇的可能性。 本书研究有助于丰富和完善变化环境下河网区水文水资源系统响应与应对理论，促进河口地区水资源可持续利用，具有重要理论和实践意义。相关研究成果对我国长江三角洲、环渤海湾等河网地区水资源开发也具有重要的借鉴作用。 （编辑：逍遥客） |
