珠三角城市群水系连通性与城市发展协调性分析 ^*

Water system connectivity and urban development coordination in the Pearl River Delta urban agglomeration

摘要

在全球气候变化与快速城市化双重胁迫下，水系连通性已成为影响区域水安全与城市可持续发展的关键因素. 以高度城镇化且水系密集度高的珠三角城市群为例，本研究综合利用高分辨率遥感影像，精准提取水域空间信息，并构建了涵盖数量指标和形态指标的水系连通性综合评价体系. 引入城市发展综合评价指标，采用层次分析-熵权法（AHP-EWM）确定组合权重，并运用耦合协调度模型（CCDM），定量评估了2024年珠三角水系连通性与城市发展的交互耦合与协调关系. 结果表明：1）珠三角各市水系连通性空间分异显著，佛山、珠海、东莞等城市结构性优势突出，综合评价较高；2）城市发展水平呈“广深双核引领”格局，与经济发展水平高度一致；3）耦合协调分析揭示广州、佛山、东莞等地步入“中级协调”发展阶段，而江门、肇庆、惠州等边缘城市则处于“失调衰退”类型，协调发展水平相对滞后. 本研究从“水-城”复合系统的视角，揭示了快速城市化地区水系结构和城市功能间的内在互馈机制，研究结果可为规划珠三角国土空间格局、保障区域水生态安全及促进人水和谐发展提供科学依据与决策支持.

Abstract

Under the double pressure of global climate change and rapid urbanization, river system connectivity becomes a critical factor for regional water security and urban sustainable development. In this study high-resolution remote sensing imagery was used to extract water body data in the highly urbanized Pearl River Delta. A comprehensive assessment system is constructed for river connectivity, covering both structural and functional aspects (river network density, water surface ratio, circuitry, and node connectivity). Urban development indicators are incorporated and analytic hierarchy process-entropy weight method (AHP-EWM) is used to determine weights. Coupling coordination degree model (CCDM) is used to quantitatively evaluate interaction between river system connectivity and urban development in the region for 2024. Significant spatial variations are found in connectivity, with Foshan, Zhuhai, and Dongguan exhibiting structural advantages. Urban development is found to follow a “dual-core pattern led by Guangzhou and Shenzhen”, aligning with their economic levels. Coupling coordination analysis indicates that cities like Guangzhou, Foshan, and Dongguan are at an “intermediate coordination” stage, while peripheral cities Jiangmen, Zhaoqing, and Huizhou are in an “imbalanced decline” state. In this research we find the intrinsic feedback mechanisms between river systems and urban functions in rapidly urbanizing areas; this provides scientific support for spatial planning, water ecological security, and harmonious human-water development in the Pearl River Delta.

关键词

水系连通性 / 城市发展 / 耦合协调度 / 珠三角 / 层次分析-熵权法

Key words

water system connectivity / urban development / coupling coordination degree / Pearl River Delta / analytic hierarchy process - entropy weight method (AHP-EWM)

参考文献

[1] 王国庆， 于学锦， 王婕， 等 . 2015-2024年中国水资源和用水结构的时空演变及成因[J]. 水科学进展， 2025， 36（6）： 949

[2] 顾莉， 蔡尚， 褚克坚， 等 . 融合水系结构与闸坝动态调控的水系连通性新指标构建[J]. 水资源保护， 2025， 41（5）： 231

[3] 易小梅， 滑磊， 何海， 等 . 基于图论理论的西溪湿地水系连通性评价[J]. 湿地科学， 2023， 21（6）： 951

[4] 窦明， 宋孙娟， 石亚欣， 等 . 结构-功能耦合下的城市水系连通方案两阶段优化[J]. 水科学进展， 2022， 33（1）： 79

[5] Cote D, Kehler D G, Bourne C, et al. A new measure of longitudinal connectivity for stream networks[J]. Landscape Ecology, 2009, 24(1): 101

[6] 徐宗学， 庞博， 冷罗生 . 河湖水系连通工程与国家水网建设研究[J]. 南水北调与水利科技（中英文）， 2022， 20（4）： 757

[7] 金凤君， 叶志聪， 陈卓， 等 . 面向中国式现代化的国家水网建设方向与战略途径[J]. 经济地理， 2024， 44（1）： 148

[8] 国家水网建设规划纲要[J]. 中国水利， 2023（11）： 1

[9] 王鸣雷， 邱思妍， 史文娇 . 珠三角地区至2050年土地利用变化对生物多样性的影响[J]. 生态学报， 2024， 44（16）： 7183

[10] 王晓艳， 雒海潮， 王文豪 . 珠三角城市群水资源承载力评价及协调发展分析[J]. 给水排水， 2024， 60（增刊2）： 22

[11] 李保琦， 郭一， 张少雄， 等 . 河北省水系发育状况与连通能力及其相关性[J]. 南水北调与水利科技（中英文）， 2025， 23（3）： 660

[12] 李进宝， 何学敏， 黄鹏程， 等 . 克里雅河流域水系结构及连通性特征[J]. 中国水土保持科学（中英文）， 2025， 23（3）： 232

[13] 崔枫笛 . 基于复杂网络的北京市水系连通性优化策略研究[D]. 北京： 北京交通大学， 2023

[14] 范鲁晔， 顾文权， 邵东国， 等 . 江汉平原河湖水系连通性评价研究[J]. 中国农村水利水电， 2023（8）： 111

[15] 梁霄， 巨文慧， 孙博闻， 等 . 基于AHP-熵权法的平原城市河网水系连通性评价：以廊坊市为例[J]. 南水北调与水利科技（中英文）， 2022， 20（2）： 352

[16] 李辉 . 沈阳市水系形态结构特征及水系连通指标阈值的确定[J]. 水利技术监督， 2023（6）： 106

[17] 赵立杰， 仕玉治， 李福林， 等 . 1990-2020年黄河下游大汶河区水系连通性时空变化特征[J]. 济南大学学报（自然科学版）， 2026， 40（1）： 10

[18] 韩方红， 高凡， 王海东， 等 . 基于图论法的阿克苏河流域生态水网水系连通性评估[J]. 南水北调与水利科技（中英文）， 2025， 23（5）： 1090

[19] 张文欣 . 近40年珠江三角洲城市化进程下河网水系变化研究[D]. 广州： 广州大学， 2023

[20] 高学平， 胡泽， 闫晨丹， 等 . 考虑水力连通性的水系连通评价指标体系构建与应用[J]. 水资源保护， 2022， 38（2）： 41

[21] Bu J H, Zhang S L, Li C H, et al. A longitudinal functional connectivity comprehensive index for multi-sluice flood control system in plain urban river networks[J]. Journal of Hydrology, 2022, 613: 128362

[22] Zhang C, Kuai S Y, Tang C H, et al. Evaluation of hydrological connectivity in a river floodplain system and its influence on the vegetation coverage[J]. Ecological Indicators, 2022, 144: 109445

[23] 邓俊鹏 . 基于图论法对城市水系连通性评价及优化[D]. 南昌： 南昌大学， 2021

[24] Hajibabaei M, Hesarkazzazi S, Minaei A, et al. Using complex network theory for missing data reconstruction in water distribution networks[J]. Sustainable Cities and Society, 2024, 101: 105114

[25] 李加林， 杨佳铭， 刘永超， 等 . 鄱阳湖流域水系格局与连通性变化分析[J]. 水资源保护， 2026， 42（1）： 30

[26] 褚克坚， 杨煊， 刘朗， 等 . 基于核主成分分析的长三角地区河网水系连通性评价模型研究[J]. 长江流域资源与环境， 2025， 34（8）： 1708

[27] 姚越超， 王伟， 周存宇， 等 . 下荆江流域牛轭湖群水文连通性变化趋势及驱动因素分析[J]. 长江流域资源与环境， 2025， 34（9）： 2092

[28] 刘永婷 . 城市发展对嘉兴市水系连通影响及其与水资源耦合关系研究[D]. 芜湖： 安徽师范大学， 2018

[29] 黄河 . 城市-水系格局动态演变分析及响应机制研究[D]. 郑州： 郑州大学， 2021

[30] 谢欢 . 水环境综合整治技术及效果评价研究[D]. 广州： 华南理工大学， 2021

[31] 杨怡康， 蒋毓琪， 田文博， 等 . 黄河流域资源型城市韧性与碳排放的耦合协调、时空演进与空间集聚[J]. 水土保持通报， 2025， 45（6）： 259

[32] 刘培， 魏乾坤， 陈秋伶 . 珠江三角洲典型复杂河网区水系连通及调度研究[J]. 水利水电技术（中英文）， 2024， 55（1）： 113

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2024YFD1501700)