基于BP 人工神经网络的河流生态健康预警

为加强河流管理,在已有的河流生态系统健康研究和BP人工神经网络模型基础上建立了河流生态健康预警模型,并对滦河河流未来健康状况进行了预警。结果表明:滦河在未来20年内河流生态健康状况将有所好转,其中近期水平年2015年为轻度疾病状态,为中警级别;中期水平年2020年与远期水平年2030年均为亚健康状态,为轻警级别。此外针对河流未来的警情状态,从警源分析角度提出了节水、优化水源工程、减污等关于滦河河流生态治理措施。     

长江中下游武安段生态航道评价

基于航道建设要素与河流生态系统保护相协调的基本思想, 建立长江中下游武汉?安庆段生态航道评价指标体系。利用层次分析法和能够反映木桶效应的综合指数评价法, 对该河段2018年生态航道健康水平进行评价。结果表明, 武汉?安庆段的生态航道健康指数为0.8145, 属于中等水平, 该航道的自净功能优秀, 航运、泄洪和景观娱乐功能良好, 生态功能较差, 后续航道建设和维护应该加强水生态保护与修复工作。     

基于AHP的克孜勒苏河流域生态安全评价及预测

为了更加高效地改善克孜勒苏河流域生态安全环境,基于AHP技术的支持,选取研究区域经济生态安全系统、自然生态安全系统、社会生态安全系统中的15个指标构建生态安全评估指标体系,对克孜勒苏河流域2008-2020年的生态安全进行评价与预测。结果表明:该流域生态安全处于上升状态,增长情况并不明显。预测至2020年克孜勒苏河流域生态安全将持续处于较安全状态,但是并未达到安全状态。从戈壁产业和天然草场保护方面提出对策建议。     

黄河三角洲沉积环境和沉积模式

由于特殊的气侯、地理、河口区构造背景、黄河及蓄水体水动力等沉积条件.黄河三角洲形成了独特的沉积环境和沉积模式.经过实地考察和研究认为.黄河三角洲属于高建设性的扇形三角洲.可以划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲.三角洲平原包括分流河道、废弃河道、堤岸、沼泽、盐碱滩和风成沉积等微环境.黄河三角洲平原发育盐碱滩,与密西西比河三角洲经典模式有本质区别.三角洲前缘包括水下分流河道、水下分流间湾、水下天然堤和决口扇、河口砂坝、远砂坝和三角洲前缘席状砂等徽环境.现代黄河三角洲沉积环境和沉积模式研究对于古代三角洲研究以及开发和治理黄河三角洲具有十分重要的意义.     

航道整治丁坝对城区中小河流鱼类栖息地的影响研究

用于航道整治的丁坝在发挥束水攻沙整治作用的同时,因其改变了河流流场、流速、水深、底质分布而造成水生生物栖息地变化。为探讨该种丁坝能否对栖息地有改善作用,基于河道内流量增量法(IFIM),以岷江支流锦江穿过成都华阳镇河段为研究对象,采用River 2D进行了鱼类栖息地的模拟。结果表明:不同丁坝及其组合方案下,鱼类栖息地加权可利用面积(WUA)均大于天然状况,即修建丁坝对改善城市河流水生生物栖息环境有利;同时从模拟成果中进一步分析得到在保证通航条件下WUA最大时所需要的生态流量及最佳丁坝布置方案。     

Irrigation-induced pollution of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in paddy field ecosystem of Liaohe River Plain, China

In order to assess the influence of long-term irrigation of polluted river water on the ecological health of the rice fields in the low reach of Liaohe River Plain,a series of environmental samples and biological samples in rice fields,including sediments,paddy soils,mitten-handed crabs(Eriocheir sinensis),loaches(Misgurnus anguillicaudatu) and frog(Hoplobatrachus tigerinus),were collected from the area far away from industrial zones,and polychlorinated biphenyls(PCBs) and organochlorine pesticides(HCH,DDT,HCB and Mirex) were analyzed by high resolution gas chromatography coupled with high resolution mass spectrometry(HRGC/HRMS).The comparison of pollutant concentrations and profiles verified that the significant contribution of river water irrigation to PCBs contaminations in paddy soils and the mutual influence of organochlorine pesticide contamination between river sediments and paddy soils.Bioaccumulations of PCBs and organochlorine pesticides in mitten-handed crabs and loaches were site-specific,suggested that they were both the good indicators of ecosystem health.Mitten-handed crabs had the highest capacity to accumulate PCBs and organochlorine pesticides,and also they had the strong ability to degrade these pollutants in their bodies,especially for DDT and HCH.The biota-soil accumulation factors(BSAF) of ΣH CH,ΣDDT,Mirex,HCB and ΣP CBs in mitten-handed crab were calculated to be 24.5,15.3,122.2,28.1 and 54.6,respectively.In view of the strong bioaccumulation ability,the health risk should be concerned for the cultivation of mitten-handed crabs in paddy fields in the low reach of Liaohe River Plain.     

黄河流域底栖动物调查研究进展

底栖动物是水生态系统的重要组成部分之一,其群落结构和多样性对于监测水体的营养状况和维护水生生态系统的健康具有重要意义.黄河是中华民族的母亲河,是连接三江源、祁连山、汾渭平原、华北平原等一系列"生态高地"的巨型生态廊道,具有重要的生态功能.目前,黄河流域水生态环境监测主要以水质监测为主.受黄河特殊的水文条件和生境异质性等...     

都江堰灌区金马河河流健康空间形态分析

以都江堰灌区金马河为研究对象,从河流健康的基础层次──河流形态景观特征的角度出发,应用遥感技术采集河流空间信息,依据生态需水理论和景观生态学方法对金马河河流空间形态特征进行分析,得到金马河河流健康情况下基本空间形态特征参数:水域面积占河道面积的比例不低于40%,平均斑块面积(MPS)大于1.97 hm2且斑块数量(NP)大于1948个,最大斑块指数(LPI)在20%～45%之间,修正的Simpson多样性指数(MSIDI)大于0.6,修正后的Simpson均匀度(MSIEI)高于0.55.同时,通过研究证明遥感技术在河流健康空间形态特征分析中具有很好的应用前景.     

基于生态完整性和社会服务功能的柏条河–府河河流健康评价

以成都市锦江流域典型河段柏条河–府河为研究对象, 从河流健康内涵出发, 选取生境特征、生物群落和社会服务三方面共16个指标, 建立满足河流生态系统完整性和社会服务功能的河流健康评价指标体系, 采用实地勘查、遥感、GIS和环境DNA等方法来定量化指标, 通过综合评价法分4个河段进行河流健康评价。结果表明, 各评价河段的河流健康评价指数范围为3.23~3.82, 处于亚健康水平。河流健康评价指数呈现从上游到下游沿程降低的趋势, 不同河段河流健康水平表现出的强空间异质性与人类活动相关。研究结果可为成都平原河流的可持续管理提供科学依据, 也为其他受人类活动影响的河流系统的健康评价提供方法。     

山西沁河上游河岸植被缓冲带综合评价

在对河岸带特性进行调查的基础上,针对我国北方河岸带的特点,从河流健康状况、岸坡稳定性、河岸带土壤条件、河岸带植被条件等4个方面选取16个指标,运用层次分析法,构建了河岸植被缓冲带综合评价体系,并将河岸带生态系统的状态分为4个等级:理想状态、良好状态、一般自然状态和较差状态。运用该体系对山西省沁河的一级支流赤石桥河和紫红河的河岸植被带现状进行评价,结果显示赤石桥河处于"良好状态",紫红河处于"一般状态"。     

基于信息熵的流域生态补偿分配研究 ——以新安江为例

流域污染外部成本内部化和流域生态的保护中流域生态补偿是一种非常重要政策经济手段。新安江流域自2010年起国家实施了水污染防治横向生态补偿制度,但仍存在补偿范围不明晰、补偿金额有分歧等问题,且没有明确对补偿资金进行有效分配。鉴于此,本文以位于新安江流域上游的黄山市为研究对象,对黄山市的流域生态补偿的范围以及适应条件进行详细阐述,构建了基于信息熵值理论的生态补偿标准总量分配模型,模型中包含了反映区域人口、经济结构、生产水平、污染控制、水环境等因素异质性的一系列指标,并据此核算出7区（县）的分配比例。本研究为建立流域生态保护长效机制,完善流域生态补偿制度提供了有效途径。     

河西走廊内陆河流域极端降水特征分析

水资源是维持内陆河流域复合生态系统的重要纽带.大气降水作为流域水资源的重要来源,其时空分布及强度变化会对流域生态水文过程有着重要影响.本文以河西走廊内陆河流域19个气象站1960—2012年逐日降水资料为基础,构建了最大1d降水量、最大连续5d降水量和非常湿天降水总量等极端降水指标,通过采用多种极值概率分布模型探讨研究区极端降水指标在频次、强度和贡献率方面的变化,从而为分析极端降水对流域生态水文过程的影响提供科学依据.结果表明,基于GEV最优概率分布模型,得出研究区超过5年一遇的最大1d降水量、最大连续5d降水量、非常湿天降水总量近年来发生次数有所增加,尤其是2000年以后增加更为明显;研究区极端降水强度在2000年以后也明显增强;在极端降水量对年降水总量的贡献率方面,近年来石羊河流域总体呈现增加趋势,黑河流域上游呈现增加趋势、中游和下游以下降趋势为主,疏勒河流域上游和下游呈现增加趋势,中游则以下降趋势为主.     

城市水敏性河道的景观质量评价模型与方法

【目的】为了更好地发挥城市河道景观的生态、社会、经济等功能,将定性和定量评价相结合,构建水敏性河道景观的评价模型,明确河道景观后续设计重点方向。【方法】 以南京月牙湖为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建城市水敏性河道景观评价体系,设置生态、美学、功能为准则,水质、雨水利用、生物栖息地多样性、植物物种多样性、水景层次丰富度、个性化景观、雨水艺术化处理、环境协调性、公众参与、生态教育、管理维护、防洪蓄水等为指标,根据专家意见确定各指标层的权重,结合不同背景人群问卷调查的数据,通过距离指数法对月牙湖各指标的适宜性进行评价。【结果】 数据显示,月牙湖水敏性景观距离指数为0.36,评价等级为基本适宜,生态距离指数为0.48(基本适宜),美学距离指数为0.26(基本适宜),功能距离指数为0.19(适宜);通过指标因子的权重可看出月牙湖还需实现雨水资源的净化、收集、储蓄和利用,以及雨水设施与景观的艺术设计,增加生物栖息地类型与面积,增加种植水敏性植物种类和数量,修复生态环境;分析不同背景人群评价的数据得出,在生物栖息地多样性、植物物种多样性、水景层次丰富度、雨水艺术化处理、生态教育、管理维护等指标上,评价结果存在显著差异。【结论】 本研究构建的水敏性河道景观评价模型可为城市河道景观的后续评价与修复设计提供理论依据,为河道景观的后续可持续发展明确设计方向。     

深圳河健康状况诊断及分析

以深圳河系统为例, 通过分析河流健康及其功能间的关系, 建立基于生态环境和社会经济服务功能的河流健康诊断指标体系, 采用层次分析法确定各种表征河流系统功能的具体指标对上一层元素的权重, 最后计算出健康综合指数, 并据此对河流健康状况进行综合诊断。研究表明: 深圳河2006年及1996年健康状况均处于中度受损状态; 其中生态功能和自净功能受损严重, 2006 年较 1996 年健康状况有所下降。结合深圳河流域水资源环境和社会经济特征分析可知: 深圳河现阶段水质污染严重和河道水量不足是导致深圳河功能受损的主要原因, 因此必须优先考虑截污和河道补水问题, 在此基础上方能通过生态修复进一步改善深圳河的健康状况。     

城市河道综合整治中生态护岸建设初探

城市河岸带连通城市生态系统中水陆生态系统,不仅在城市行洪排涝,水土保持方面发挥巨大作用,而且具有十分重要的景观和生态学价值.为克服传统硬质河道护岸的种种弊端,生态护岸已经成为国内外城市生态河道建设的重要环节.从生态水利学角度分析了城市河道的特点和城市河道护岸工程的现状及其主要问题,并在参照国内外有关城市河道整治经验以及中国传统河工方法的基础上,提出了对建设生态护岸的一些设想,以期为当前蓬勃开展的城市河道综合整治提供借鉴和参考.     

淮河上游生态需水量计算分析

为分析计算淮河上游河流生态需水量,提出了丰水期、枯水期、平水期保证率分别为45%,75%,50%的淮河上游适宜生态径流计算方法,选用淮河上游干流息县、长台关以及大坡岭3个主要控制站1960～2005年历年天然来水量资料,计算了淮河上游最小生态径流和适宜生态径流,并运用Tennant法进行评价.结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康;总体而言,3站适宜生态径流均可以使淮河上游河流生态环境状况达到最佳,但在某些年份各站实测月均流量小于其适宜生态径流量,而且丰水期适宜生态径流破坏率较枯水期的要高.因此,在某些年份为满足淮河上游适宜生态需水要求,还应增加河道内生态用水量.     

近三十年来金沙江流域生态环境变迁研究综述

金沙江生态系统多样复杂并存。历史上,生息在该流域内的各民族生计方式都能确保地表相关生态系统的稳定,生态环境一直良好。其后随着西南及西藏局势的变化,中央王朝加强了这一地区的统治,由于开发方式失当,部分地段出现了生态环境恶化。当前这一地区生态环境恶化的不断扩大,不但影响了金沙江流域,长江中下游地区的经济建设、生态建设,进而还影响了当地的社会稳定。     

黄河中下游河道生态需水研究

 根据黄河流域生态需水的特点,将研究重点放在中下游河道,选择黄河中下游及部分支流的主要控制断面研究黄河流域河道内生态需水。以河流水体存在（不断流或干涸）、水生生物完整性以及河流系统的水沙平衡为保护目标,分别计算河道最小生态流量、适宜生态流量和洪水期生态流量,将不同生态流量耦合时间特征计算了全过程生态需水。研究结果表明,黄河中下游河道适宜生态流量、洪水期生态流量和最小生态流量的相对值分别为18%～29%、156%～187%、9%～15%,对应于汛前期（4-6月）、汛期（7-8月）和汛后枯水期（9-3月）的河道生态需水,据此算得黄河中下游流域年生态需水总量占多年平均径流量的35%～43%。从河流生态需水时间特征出发提出的全过程生态需水计算成果,将为黄河流域的水资源合理调度和管理,生态系统保护和恢复提供科学依据。     

筑坝对河流生态系统的影响及水库生态调度研究

阐述了大坝建造对河流生态系统的影响途径:通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了大坝建造对河流水文特性、化学特性、通道作用等生态功能的影响方式,并结合实际案例,提出对于已建工程可通过水库运行调度方式的调整,减缓其生态影响.其主要包括:结合河道及流域的生态保护目标采取不同的调度措施,保证合理的下泄生态流量;采取联合调度方式保持水库及下游水质;采取人造洪峰保护水生生物及鱼类资源;对湿地、湖泊进行人工补水等.建议水库运行调度应在考虑工程功能的同时,兼顾坝下及水库的生态功能,以达到流域水资源开发与保护流域健康的生态系统相协调的目的.     

长园河湿地生态修复工程实践

近年来,湿地恢复已成为当今社会生态恢复的重要课题之一,开展河道湿地生态修复是提高河道水环境承载能力、改善河道生态环境的有效途径.本文在长园河中下游段进行湿地生态修复工程实践,在全面分析长园河湿地现状的基础上提出生态修复目标,按照一定的修复原则把工程分为4个区域即湿地生态修复与景观优化示范区、河岸缓冲过滤带重建示范区、连通性修复与生态护岸示范区、生物浮岛示范区进行重点修复,修复后取得了很好的效果,为未来华北地区山区型河道退化湿地的生态修复提供示范作用.