趙天逸 成玉寧

人類生活和生產(chǎn)活動常對河流的形態(tài)產(chǎn)生影響，河道及洪泛區(qū)是受人類干預(yù)影響最嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)，包括河道硬化、洪澇災(zāi)害和河岸植被破壞等。由于經(jīng)濟(jì)、社會和工程需要的發(fā)展，以及當(dāng)代對于規(guī)劃設(shè)計和生態(tài)效益關(guān)系的關(guān)注，逐步認(rèn)識到完整的規(guī)劃設(shè)計過程不僅包含了設(shè)計過程本身，也涵蓋了規(guī)劃設(shè)計過程誘發(fā)下的生態(tài)演進(jìn)過程[1]77-82。

風(fēng)景園林學(xué)科中景觀水文學(xué)的發(fā)展，使得設(shè)計師用一種新視角理解水文現(xiàn)象，以水文規(guī)律為準(zhǔn)則從事景觀規(guī)劃設(shè)計實(shí)踐，而水文現(xiàn)象對景觀形成演變的影響已經(jīng)成為景觀水文學(xué)研究的重要內(nèi)容，在現(xiàn)有的生態(tài)水利工程中，對河流的形態(tài)演化與生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先往往難以把控，使工程處于一定風(fēng)險中。此時，有針對性的定性研究甚至定量研究變得尤其重要，水環(huán)境的數(shù)值模擬仿真技術(shù)提供了途徑和思路，這一方法幫助設(shè)計師了解平面或空間上的設(shè)計調(diào)整如何對場地的水環(huán)境產(chǎn)生影響，在規(guī)劃設(shè)計前期進(jìn)行方案比選，從而為水生態(tài)景觀的規(guī)劃設(shè)計提供反饋與支撐[1]77-82。

1 彎曲型河流景觀演化與治理

1.1 彎曲型河流景觀演化

彎曲型河流是沖積平原河流按河道平面形態(tài)及演變特點(diǎn)分類的一種常見河型，一般處于河流中下游，多存在于河谷比較寬廣、兩岸缺少控制性地物的河段中，其河岸和河底均由可沖刷土壤構(gòu)成[2]?，F(xiàn)今，西方國家多采用Leopold等的方法[3]將河流分為順直、彎曲與辮狀3類；1971年，Schumm等[4]通過改變河道比降，獲得了順直—彎曲—游蕩河型的轉(zhuǎn)變。洪笑天等[5]通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究了曲流形成的內(nèi)在條件與外在條件，包括原始河谷形態(tài)、流量變幅和頻率的變化、河床中泥沙運(yùn)動特性及侵蝕基準(zhǔn)面的變化等。金德生[6]建立了一個過程響應(yīng)模型，認(rèn)為河床的邊界條件，特別是河漫灘的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成對曲流的發(fā)育有極大的影響。

1.2 河流治理

傳統(tǒng)水利工程引起河流地貌特征、水文、水利學(xué)條件及棲息地質(zhì)量等的變化，對河流生態(tài)系統(tǒng)造成極大脅迫。1938年，德國Seifert率先提出“親河川整治”理念，認(rèn)為水利工程首先應(yīng)具備傳統(tǒng)治理功能，還需以達(dá)到近自然狀況為目標(biāo)[7]。1962年，Odum首次提出“生態(tài)工程”（ecological engineering）一詞，將生態(tài)系統(tǒng)自組織行為運(yùn)用到工程中，旨在促進(jìn)生態(tài)學(xué)與工程學(xué)結(jié)合[8]。1983年，Bidner等[9]提出河道治理首先要考慮河道水利學(xué)特性、地貌學(xué)特點(diǎn)與河流自然狀況，以權(quán)衡河道治理與河流生態(tài)系統(tǒng)干擾活動之間的尺度。1989年，Mitsch[10]認(rèn)為生態(tài)工程需考慮人類社會和自然環(huán)境2方面利益進(jìn)行設(shè)計，為多自然型河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于河流景觀規(guī)劃打下理論基礎(chǔ)。2003年，董哲仁[11]提出“生態(tài)水工學(xué)”，認(rèn)為在水利工程設(shè)計中應(yīng)結(jié)合生態(tài)學(xué)原理，保證河流生態(tài)系統(tǒng)的健康。

2 河流景觀演化數(shù)值模型

2.1 河流數(shù)值建模研究

在河流演變的背景下，數(shù)值模型作為河流系統(tǒng)數(shù)字化的簡化抽象，旨在表示影響河流形態(tài)和動力變化的顯著過程和特性，它們提供了可控制的環(huán)境，允許在建模環(huán)境中模擬和觀察過去的事件，此外，它能夠研究環(huán)境條件（如氣候、植被和地質(zhì)）和內(nèi)部過程（如侵蝕、輸沙和河道寬度調(diào)整）影響河流系統(tǒng)的形態(tài)演變。

現(xiàn)有研究河流歷史和演變的數(shù)值模型有景觀演化模型（landscape evolution models,LEMs）、元胞自動機(jī)模型、計算流體動力學(xué)模型、沖積構(gòu)造模型和河曲模型（圖1）。這些模型在具有相似之處的基礎(chǔ)上，也存在顯著差異，這使它們一定程度適合于模擬河流歷史和演變的特定方面。LEMs覆蓋整個流域，但細(xì)節(jié)缺失；元胞自動機(jī)模型可極大減少計算時間，卻難以定量；計算流體動力學(xué)模型必須采用固定通道形式；沖積構(gòu)造模型模擬了沉積相，但過分簡化了水流特性；河曲模型將河道視為均勻?qū)挾?。盡管這些模型都可以預(yù)測侵蝕和沉積過程以及河流景觀演變，但由于河流系統(tǒng)通常具有非線性響應(yīng)，因此某些預(yù)測區(qū)域可能仍然是有限制且短期的。

1 模擬河流系統(tǒng)的不同模型類型Different model types for simulating the river systems

河流系統(tǒng)從單個卵石的夾帶到洪泛區(qū)蜿蜒帶的發(fā)展，再到大規(guī)模沉積盆地的形成，表現(xiàn)出不可預(yù)測的、非線性和混亂的特征[12]，這對模型的定量預(yù)測造成了一定限制。因此，需要不確定性更高的數(shù)值模型方法，通過多次運(yùn)行得出綜合概率，找出河流系統(tǒng)中的一般性的特征。

2.2 CAESAR-Lisflood模型

凱撒二維水動力地表景觀演變（CAESARLisflood）模型[13]綜合了元胞自動機(jī)及計算流體動力學(xué)模型。1994年，Murray A. B.[14]在《自然》雜志首次提出基于辮狀河流的元胞自動機(jī)模型，較完整地模擬了辮狀河流的形成過程，而CAESAR-Lisflood延續(xù)了Murray A. B.的思想，采用了比Murray A. B.的工作更復(fù)雜的流徑算法，通過計算流動深度（允許流動越過障礙物并且能夠在任意方向上流動），CAESARLisflood將Lisflood-FP二維水動力流模型[15]與多粒徑泥沙輸移模型相結(jié)合，模擬多重流動路徑及河流集水區(qū)的侵蝕和沉積，其能夠在廣泛的空間（1～1 000 km2）和時間（<1～1 000+年）范圍內(nèi)運(yùn)行。CAESAR-Lisflood已被應(yīng)用于研究氣候和地表覆蓋對河流系統(tǒng)的影響[16]，以及識別非線性河流響應(yīng)和河流系統(tǒng)中可能存在的自組織臨界狀態(tài)[17]。最近的發(fā)展包括彎曲和側(cè)向侵蝕的結(jié)合，使CAESAR-Lisflood有潛力模擬從編織河道向彎曲型河流的過渡[13]。近年來，少數(shù)中國學(xué)者開始運(yùn)用CAESARLisflood進(jìn)行土壤侵蝕研究，謝軍等[18]率先將模型運(yùn)用于震后極端降雨的泥沙輸移模擬。

2.3 CAESAR-Lisflood實(shí)驗(yàn)構(gòu)建

CAESAR-Lisflood模擬中集成泥沙、流模型、水文、植被、坡度與迭代等模塊的數(shù)值參數(shù)。模擬輸入端以數(shù)字高程模型（digital elevation model, DEM）為基本載體，將柵格重采樣為10 m以維持計算穩(wěn)定性。研究采用河段模式，輸入流域水量數(shù)據(jù)來進(jìn)行多情景水量洪泛區(qū)模擬①。此外，CAESAR-Lisflood中泥沙模型模塊將輸入土壤性質(zhì)的顆粒數(shù)據(jù)層作為河床基底，其中囊括土壤粒度大小與粒度分布比例狀況[19]（表1），模擬中河床被分為碎石、表層和地下層等一系列活土層?？紤]到懸浮泥沙及其下落速度，所有具有流動深度的細(xì)胞，使用愛因斯坦–布朗（Einstein-Brown）公式來計算河流沖蝕和沉積，并應(yīng)用于嵌入在一系列活性層中的9種不同粒度，促進(jìn)有限地層的形成；泥沙數(shù)值融合渠道側(cè)向侵蝕率及橫向侵蝕率[20]，以此控制通道的寬窄、沉積物的凝聚力。此外，為削弱一定時間內(nèi)數(shù)值變化的不穩(wěn)定性，設(shè)定最大侵蝕極限、向下侵蝕細(xì)胞量、邊緣平滑濾波器通過次數(shù)等參數(shù)。

CAESAR-Lisflood中水文模型模塊中以“m”值控制降雨事件產(chǎn)生的水文曲線的峰值和持續(xù)時間，以及地表覆被類型，其與TOPMODEL中的“m”值相同，“m”的典型值是從0.02（低，表示低洪峰和較長時間的水文過程）到0.005（較高，短暫的峰值）[21]，實(shí)驗(yàn)中參數(shù)設(shè)置為0.015，來代表本案例研究區(qū)域植被密度較低的農(nóng)田和草地。流量模型中集成邊緣單元的斜率、蒸發(fā)率（m/d）、發(fā)生侵蝕的水深閾值（m）、hflow閾值（m）、弗朗德數(shù)流量限制、曼寧斯系數(shù)等，以庫恩數(shù)來控制流量模型的數(shù)值穩(wěn)定性和運(yùn)行速度[22]。CAESAR-Lisflood中植被模型模塊，包括植被生長率參數(shù)（用來模擬植被在幾年內(nèi)達(dá)到成熟的速度）以及植被臨界清除參數(shù)（用來調(diào)整河流侵蝕能否在一定程度上清除植被）、植被侵蝕比例（用來調(diào)整植被在生長過程對河床及兩岸造成的侵蝕程度）等。此外土壤的蠕變率、邊坡破壞閾值和水土流失率，分別在坡度模型模塊中得以體現(xiàn)。

CAESAR-Lisflood最終輸出模型以迭代長時間序列為特征，對時間與空間維度上的河型及洪泛區(qū)演變進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測時間軸與模擬中相對時間進(jìn)行換算，輸出相應(yīng)時間段及長時間尺度下相對時間點(diǎn)的高程、高差、流速、流量、水深等信息。文中案例以AALU自主編寫python語言為依托，連接Rhino平臺、CAESAR-Lisflood平臺與地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺，使得模擬二維信息能夠以三維形式更加清晰地呈現(xiàn)，也能夠?qū)⒛M數(shù)據(jù)進(jìn)行三維再編輯后，導(dǎo)入二維模擬平臺及GIS平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)三維可視化處理與二維模擬一體化。

3 塞文河流域景觀演化與洪水治理研究

3.1 塞文河流域概況

塞文河全長354 km，位于英國威爾士中部，是英國最長的河流，凱爾蘇斯作為塞文河流域上的一個村莊，坐落于波厄斯郡，北緯52°30′55.44″，西經(jīng)3°25′08.76″（圖2）。在一般天氣條件下，塞文河的凱爾蘇斯河段水位介于1.04～2.08 m之間，在過去一年中，至少有150 d處于正常水位，在較極端天氣條件下，水位范圍通常介于0.97～2.11 m之間，塞文河水位記錄的最高水平是3.69 m②。

2 塞文河流域區(qū)位Location of the Severn River basin

威爾士地區(qū)面積較小，主要呈高地特征，但河流系統(tǒng)的地貌多樣性很高。在山前和低地河段，威爾士河流系統(tǒng)多具有發(fā)達(dá)的沖擊谷層，易于保存地質(zhì)歷史資料。根據(jù)Gittins[23]研究表明，威爾士河流系統(tǒng)對洪水頻率和洪水強(qiáng)度變化高度敏感，而本研究區(qū)域塞文河凱爾蘇斯河段是一段橫向不穩(wěn)定的礫石床彎曲型河流，非常適宜進(jìn)行彎曲型河段景觀演化研究，而河段緊鄰村落，具有洪水治理研究的必要性。因此本研究選取塞文河作為科研案例，其暫不具有項(xiàng)目實(shí)施意義。

本案例以Shreve流域結(jié)構(gòu)模式[24]為基準(zhǔn)，從數(shù)字高程模型提取流域特征，形成樹狀流域結(jié)構(gòu)模型，用Arc Hydro水文數(shù)據(jù)模型算法，以柵格模型為依托，以最大坡降及最陡坡度原則進(jìn)行流向分析，通過計算單位柵格點(diǎn)上匯集的水流柵格數(shù)目，建立包含所有柵格單元水流聚集點(diǎn)的數(shù)據(jù)模型，通過設(shè)定NIP閾值進(jìn)行匯流分析并提取主要匯水網(wǎng)，得出塞文河凱爾蘇斯河段的溝谷網(wǎng)絡(luò)、分水線網(wǎng)絡(luò)、主要水文節(jié)點(diǎn)14處，子流域16處（圖3）。對此流域的結(jié)點(diǎn)集、溝谷段集、分水線集和界線集進(jìn)行界定。

3 塞文河流域的子流域分區(qū)及水文節(jié)點(diǎn)Subwatershed subdivisions and hydrological nodes of the Severn River basin

3.2 塞文河凱爾蘇斯河段演化模擬

河流作為改造地表的主要地質(zhì)營力之一，當(dāng)一個河段改變時，會引起上下游的整體調(diào)整，同一河流不同河段，或同一河段在不同時期，河流的動能不同。在動能的作用下，河流進(jìn)行侵蝕、搬運(yùn)和沉積三大地質(zhì)作用。本案例選取塞文河流域受洪水災(zāi)害影響較大的凱爾蘇斯河段，進(jìn)行河段流域局部演化研究。在對塞文河凱爾蘇斯流域進(jìn)行空間分析的基礎(chǔ)上，本案例的模擬實(shí)驗(yàn)增加迭代時間序列，研究在長時間尺度下河型與洪泛區(qū)的空間演化，對水系自組織形成與發(fā)展的隨機(jī)過程進(jìn)行探討。作為河流系統(tǒng)的簡化抽象，表現(xiàn)河流演變的突出過程和屬性，包括河流形態(tài)和動態(tài)的變化，為案例研究提供了探討河流演變的受控環(huán)境。

河流水情要素是反映河流水文情勢的重要因子[25]，本案例包括流量、流速和徑流深度，以及河床發(fā)育過程和河床高差變化。模擬中的時間序列為相對時間序列，截面選取凱爾蘇斯河段流域范圍總截面（圖4），目標(biāo)點(diǎn)間距25 m。研究中使用河流水文量化指標(biāo)公式：

4 凱爾蘇斯河段取樣截面及取樣點(diǎn)Sampling section and sampling points of the Caersws River reach

其中，U為斷面平均流速（m/s），R為水力半徑，I為水面比降，C為謝才系數(shù)；

其中，Y為徑流深度（mm），W為徑流量（m3），F(xiàn)為流域面積（km2）。據(jù)統(tǒng)計，14號子流域總水量在不同時間段都處于最高位，8與9號流域水量明顯高于其他子流域，而隨時間變化，各子流域水量小幅波動，基本呈上升、下降再上升趨勢（圖5）。

5 凱爾蘇斯河段子流域50～200年間洪泛區(qū)水量變化Floodplain water volume changes in the Caersws River reach between 50 and 200 years

模擬中提取河床主槽及河漫灘處測試點(diǎn)對塞文河段的流速信息（圖6）進(jìn)行捕捉對比，截面一測試點(diǎn)11處在50～100年間流速最快，40號測試點(diǎn)處流速相對較快，隨時間變化在200年時，測試點(diǎn)27處流速最快；截面二測試點(diǎn)11處在50～100年間最快，隨時間變化，測試點(diǎn)20處變?yōu)榱魉僮羁靺^(qū)域。

6 凱爾蘇斯河段水體流速變化Variation of water velocity in the Caersws River reach

模擬中截面一的測試點(diǎn)10與40處在前期徑流深度（圖7）較大，150～200年間，徑流深度最大處逐漸變?yōu)闇y試點(diǎn)37與45處，河道發(fā)生顯著變化；截面二中測試點(diǎn)12與20處徑流深度較大，隨時間變化，2處測試點(diǎn)徑流深度大幅增大。

7 凱爾蘇斯河段徑流深度變化Variation of runoff depth in the Caersws River reach

凱爾蘇斯河段截面一與截面二河床發(fā)育演化特征（圖8）相似，前期50～100年間，河床逐步抬高，沉積作用明顯，150年時河道發(fā)生空間形態(tài)轉(zhuǎn)變，達(dá)到臨界點(diǎn)，其后侵蝕作用加劇，200年時，新河道逐步形成。

8 凱爾蘇斯河段河床發(fā)育演化過程The process of bed development and evolution in the Caersws River reach

凱爾蘇斯河段截面一河床高差變化（圖9）在50～100年期間，呈規(guī)律性依次增大或減小趨勢，到達(dá)150年時，河床高差變化呈多樣化，200年時，高差變化幅度最大；截面二河床高差基本隨時間變化依次呈規(guī)律性增大與減小。

9 凱爾蘇斯河段河床高差變化過程The change process of bed height difference in the Caersws River reach

綜合研究結(jié)果表明：鄰近凱爾蘇斯村落流域匯水總量大，河道流速快，河流搬運(yùn)能力強(qiáng)，隨時間變化河床逐步抬高，發(fā)生洪水災(zāi)害可能性及災(zāi)害程度不斷增加，當(dāng)河床發(fā)育演化抬高至臨界點(diǎn)時，河流發(fā)生改道現(xiàn)象，此后徑流深度增加，新河道形成，凱爾蘇斯村落附近流域洪泛風(fēng)險減弱但依然存在；此外，凱爾蘇斯流域河道曲度越大，越易產(chǎn)生洪泛情況及河流改道現(xiàn)象。

3.3 塞文河凱爾蘇斯河段洪泛區(qū)治理

3.3.1 塞文河凱爾蘇斯河段洪泛區(qū)模擬

塞文河流域洪泛區(qū)域歷史變化顯著，本研究將CAESAR-Lisflood模型與Arc Hydro數(shù)據(jù)模型結(jié)合，模擬了塞文河段受氣候周期變化的影響及河道洪泛區(qū)水文情況的周期性變化特征。通過對塞文河歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)的調(diào)查，基于現(xiàn)有的沉積物輸入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計來模擬輸入值，設(shè)定給水量，本研究模擬了一年中流域洪泛區(qū)域的變化情況，根據(jù)不同洪水強(qiáng)度分為弱、次弱、次強(qiáng)、強(qiáng)4種淹沒情境（圖10），基于對塞文河流域子流域的劃分，研究不同洪水強(qiáng)度下子流域水量動態(tài)變化。以此指導(dǎo)防洪措施的空間布局設(shè)置。

10 塞文河流域洪水強(qiáng)度情境Basin flood intensity scenario of the Severn River

塞文河凱爾蘇斯河段14號流域洪泛區(qū)水量最大；8～10號子流域洪泛區(qū)水量相對較大，這些子流域基本相鄰，緊鄰凱爾蘇斯河段主河道兩側(cè)，6號子流域面積較小，但具備一定水量（圖11）。在4種洪水強(qiáng)度情境下，洪水強(qiáng)度與不同子流域間的洪泛區(qū)水量基本呈正相關(guān)性，隨著洪水強(qiáng)度增大，子流域水量依次增大?？梢钥闯?，凱爾蘇斯村處在高洪水風(fēng)險區(qū)，具有洪水整治的必要性。

11 塞文河凱爾蘇斯河段洪泛區(qū)水量The amount of water in the flooded area of the Caersws reach of the Severn River

3.3.2 塞文河凱爾蘇斯河段防洪措施模擬

河道治理規(guī)劃在滿足防洪的同時適應(yīng)自然生態(tài)系統(tǒng)的要求，參考水文和地理數(shù)據(jù)，采用數(shù)值模型的計算方法，進(jìn)行水與水工建筑物的相互作用分析，根據(jù)河流環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)墓し?，鼓勵小?guī)模泛洪、控制洪水淹沒范圍等手段，減少對生態(tài)系統(tǒng)的影響。

為改善凱爾蘇斯河段流域洪水水情，研究使用多種生態(tài)防洪措施進(jìn)行CAESARLisflood模型模擬驗(yàn)證，設(shè)計依據(jù)目標(biāo)河道河漫灘寬度，計算和模擬徑流與泥沙數(shù)量，以強(qiáng)洪水情境為基準(zhǔn)，在凱爾蘇斯河段洪泛區(qū)現(xiàn)狀溢水點(diǎn)處（子流域14、6、8）進(jìn)行少量人工干預(yù)，合理整治洪泛平原，使河勢向規(guī)劃的方向發(fā)展。凱爾蘇斯村緊鄰河道洪泛區(qū)，河流流經(jīng)地大部分為農(nóng)業(yè)用地和防護(hù)綠地，少量為建設(shè)用地及空閑地，防洪措施以丁壩、生態(tài)堤疏導(dǎo)河道形態(tài)，湖泊增加彈性蓄洪空間，行洪河道設(shè)計3種方式為主。

以導(dǎo)流丁壩、生態(tài)堤疏導(dǎo)河道形態(tài)的方式，增加河道水體流速變化豐富度，使河道在保持自身動力的情況下，借助小部分外力來使河道形態(tài)處于可控狀態(tài)。增設(shè)湖泊（面狀水域）以增加彈性蓄洪區(qū)，在極端降雨情境下，提升城市河流自身防洪能力。增設(shè)行洪河道，依據(jù)河流空間建設(shè)復(fù)雜的河道形態(tài)，改單級河道為多級河道，上部河道主要用于行洪，枯水河道主要用于改善棲息地質(zhì)量和提高河流的泥沙輸移能力。

模擬結(jié)果表明：以疏導(dǎo)河道形態(tài)為主的生態(tài)堤（C）方案，在凱爾蘇斯河3處主要溢水點(diǎn)處人工干預(yù)后能起到較好的防洪效果，村莊近郊地區(qū)不會受到洪水影響；丁壩（B）方案基本能夠有效控制洪水，靠近河道小范圍區(qū)域會受到洪水影響（表2）。以增加彈性蓄洪空間為主的水庫（湖泊）方案在人工干預(yù)后防洪效果差，洪泛區(qū)域增大（表3）。以設(shè)計河道形態(tài)為主的行洪河道（F）方案，在增加了6處支流后能夠?qū)榉簠^(qū)域進(jìn)行有效控制，小范圍洪水情況都發(fā)生在遠(yuǎn)離凱爾蘇斯村的非建設(shè)用地（表4，圖12）。

表2 凱爾蘇斯河段丁壩與生態(tài)堤措施模擬Tab.2 Simulation of spur dike and ecological dike measures in the Caersws River reach

表3 凱爾蘇斯河段湖泊措施模擬Tab.3 Lake measure simulation of the Caersws River reach

表4 凱爾蘇斯河段行洪河道措施模擬Tab.4 Simulation of flood channel measures in the Caersws River reach

12 行洪河道措施模擬二維數(shù)據(jù)三維可視化3D visualization of 2D data of flood channel measures simulation

以防洪、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)因素綜合考慮丁壩、生態(tài)堤、湖泊與行洪河道4種方案。以防洪效果為基準(zhǔn)，湖泊方案無法達(dá)到基本防洪標(biāo)準(zhǔn)，予以排除；增設(shè)行洪河道方案能夠較好控制洪水，但需增設(shè)多條河道，對地區(qū)地貌干擾較大，不建議考慮；生態(tài)堤方案防洪效果最優(yōu)，但需設(shè)置多處，且對彎曲河型的自組織演化造成一定限制；丁壩方案需增設(shè)地點(diǎn)少，對地貌及河流結(jié)構(gòu)擾動小，雖有小規(guī)模洪泛，但不影響建設(shè)用地，綜合效益較好，因此，建議選擇丁壩或生態(tài)堤作為此河段工程措施。

4 結(jié)論與展望

景觀水文學(xué)重視地塊的復(fù)雜動態(tài)過程，對水體、植被、土壤等多種生態(tài)系統(tǒng)要素進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，并關(guān)注階段性的變化過程[26]?；陲L(fēng)景園林學(xué)科中的景觀水文學(xué)視角，針對特定自然河型洪泛區(qū)景觀階段性演化與治理的研究尚有空缺，認(rèn)識河流的自動調(diào)整作用和調(diào)整規(guī)律，以及水系的特征指標(biāo)及其與河流地質(zhì)地貌、水文情勢之間的關(guān)系，不僅是探索水系發(fā)展、演變規(guī)律的重要內(nèi)容，也是流域水資源開發(fā)利用和洪水治理規(guī)劃工作的需要，其能夠預(yù)測人類的活動對自然生態(tài)的影響以及修復(fù)工作是否能達(dá)到所預(yù)想的狀態(tài)，對風(fēng)景園林學(xué)科中的景觀空間規(guī)劃具有指導(dǎo)性意義。

河流景觀的數(shù)值模擬仿真研究，是目前河流景觀水文研究的趨勢，基于CAESARLisflood的水系、河流數(shù)學(xué)模型的建立，有助于從微觀上開創(chuàng)一個嶄新的研究領(lǐng)域。CAESAR-Lisflood能夠模擬在長達(dá)幾千年的時間內(nèi)河流流域或河段的形態(tài)變化，可以分析和測試河流中無法觀察到的時期和空間內(nèi)如何發(fā)展，此外，模型以洪水為基礎(chǔ)，填補(bǔ)了小尺度模型與粗分辨率景觀模型之間的空白，通過已建立的數(shù)值模擬技術(shù)，探索氣候、水文和景觀之間的復(fù)雜相互作用，創(chuàng)建了模塊化的景觀演化模型。

注釋(Notes)：

① 數(shù)據(jù)來源：A Geo-Portal for Wales。

② 數(shù)據(jù)來源：River Levels UK。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

圖1引自http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/370/1966/2123；圖2～12由作者繪制。其中，圖2～4、6～10、12底圖來源均為http://lle.gov.wales/GridProducts#data=LidarC ompositeDataset。表1～4由作者繪制。