广水河河流水质调查及健康评价

在充分调研分析国内外河流健康研究的基础上,建立了由15个评价指标构成的广水河河流健康评价指标体系,确定了河流健康状况的评价标准,将其健康水平划分为"很健康、健康、亚健康、不健康、病态"5个等级,运用AHP-综合指数法对广水河健康状况进行评价.结果表明:广水河健康综合指数为3.1963,健康状况总体处于亚健康水平.广水河的河流健康状况主要存在以下问题:水量和水资源承载力不足;部分河岸坍塌;水体污染,部分河段呈轻度富营养化状态;水土流失加剧而导致河床淤积;水生生物减少.根据评价结果及问题分析,提出了相应的保护及修复措施,为广水河流域的保护提供了可借鉴的决策依据,也对同类型的河流保护具有一定的指导意义.     

基于河流分段的秦淮河健康评价

河流里程较长时,流经区域的生态环境、经济社会属性往往会有较大变化,直接对河流整体进行评价往往不能准确把握河流健康状况.针对这一问题,以秦淮河为研究对象,提出城市一天然河段河流分段评价指标体系,对城市河段和天然河段分别建立了包含水生境、自然生态系统、水管护和社会服务功能4个准则层各12个指标的评价体系.采用分段加权法,根...     

长江中游荆江河段生态航道评价研究

从生态航道必须满足河流航运功能和河流其它诸功能协调发展这一基本思路入手,以长江荆江河段为例,在分析该河段河流系统功能的基础上,构造生态航道的评价体系,采用层次分析法(AHP)确定各指标权重,利用综合指数评价方法,进行了航道整治工程实施前后的生态航道评价,并对评价结果进行敏感性分析.结果表明,航道整治前(2011)、整治中(2014)以及航道整治后(2015,预测)3个时段航道健康综合指数值依次为3.40(中等)、3.80(中等)和4.17(良好),表明航道整治工程实施后航道健康状态有所改善,预测在2015年达到"良好"状态.从整治工程对河段功能的影响来看,目前实施的航道整治工程在提高河流航运功能的同时并没有损害河流其它功能,可认为是一种"生态化"整治工程.敏感性分析表明:评价结果对权重的20%90%的波动敏感性不高,即评价结果具有较高的稳定性和可靠性.     

河流水环境的可恢复性及其评价研究

维系健康的河流水环境是我国流域管理的迫切需求,然而中国河流水环境治理仍然面临污染控制难、水资源供需矛盾突出和人类活动影响剧烈等方面的挑战,如何恢复和维系健康的河流水环境,充分发挥河流的服务功能成为河流水环境管理研究的热点.本文讨论了水环境可恢复性的概念,从水资源及开发利用程度、环境容量及纳污水平、河流生态、社会经济、环境治理与管理水平等5个方面探讨河流水环境可恢复性的影响驱动因子;将可变模糊识别模型与改进的AHP相结合,提出了一个可以量化水环境可恢复性的评价模型.论文以汉江中下游襄阳段和仙桃段为代表段,评价了汉江中下游流域水环境系统可恢复性的年际变化以及空间变化,并深入分析了水环境可恢复性时空变化的原因,研究结果可为汉江流域水环境保护和管理提供科学依据.     

河流健康内涵及评价研究

河流健康与人类社会发展息息相关,河流健康问题的出现引起了国内外对河流健康的研究,不同的角度对河流健康内涵的理解与健康评价方法不同。本文提出对河流健康涵义理解存在的争议性问题,探讨分析河流健康、河流系统及河流生态系统间的相互关系,概括河流的两种属性与两种内涵。最后从评价内容和原理两个方面阐述河流健康评价的常用方法,针对河流健康评价的属性与方法总结河流健康评价的特点。     

基于快速生物评价协议(RBPs)的漓江上游区河流生境评价

有效评价河流生境质量是维护河流生态系统完整性的重要手段,对河流管理和整治具有重要意义。快速生物评价协议(RBPs)中的生境评价作为一种快速高效、方便简易的多指标综合评价法,在全球应用广泛。本研究引入RBPs生境评价方法,以漓江上游区为对象,于2016年9月至11月对26个调查点位河段进行了生境质量状况评价。研究结果显示漓江上游区河流生境质量状况总体良好,但部分河段受人类干扰严重,如评价等级为“优”、“良”、“中”和“差”河段分别占11.5%、46.2%、34.6%和7.7%,研究区域内无“极差”等级河段。在10个评价指标中,得分最高的是河岸植被保护(17.0),流速与水深组合(15.2)、底栖动物底质/可利用植被(14.3)和浅滩(弯道)频率(14.1)次之,河道变化(4.7)得分最低。     

梯级水坝对高原河流健康的影响研究

为分析梯级水坝对高原河流健康的影响,考虑高原河流特征和国内外研究成果,构建了基于水文、水质、水生态3个准则层、12个指标的健康评价指标体系,采用模糊综合健康评价模型评价筑坝河段的健康水平．结果显示:1）梯级水坝剧烈改变了筑坝河段的水文和水质特征,筑坝后河水流速和DO分别平均下降75%和12%,水深和水温平均上升了67%和50%．2）连续筑坝区域水质中COD_Mn和BOD指标分别下降28%和21%,水体沉积物中TN、TP和TOC平均上升为40%、23%和64%．3）水文和水质的变化改变筑坝河段水体浮游生物的生长环境,浮游植物和浮游动物的种群结构发生显著变化,浮游生物的种类、密度和生物量平均上升1.7、71和12倍．4）从时空尺度看,梯级水坝对枯水期河流的影响较平水期和丰水期高78%,对上段筑坝区的影响较下段筑坝区平均高56%．小型梯级水坝对湟水河段河流健康产生影响较大,亟需长期的监测和系统的评估．      

基于组合赋权和改进物元可拓模型的泗河生态系统健康评估

为了解决河流生态系统健康评估空间的差异性和等级的模糊性问题,提出基于组合赋权和改进物元可拓模型的河流分段评估方法;以泗河为研究区域,在水文水资源状况、河岸带状况、水体污染状况、水生生物状况、社会服务功能5个方面构建18个指标体系,利用所提出的模型对泗河进行生态系统健康评估,并与综合评估模型的评估结果进行对比。结果表明,所提出模型的评估结果除了河段D为中等外,其他3个河段为良好,符合泗河的实际情况,验证了所提出的模型在河流生态系统健康评估工作中的可行性和合理性。     

水文区位指数初探

在分析了地表河流系统的自然功能及其生命体征的基础上,提出了水文区位指数及其计算方法.整个系统中各个自然节点间势能向动能的转换为基础的流动性就是其生命体征的核心指标.水文区位就是河流系统的自然节点以及人为节点在河流系统中的位置.水文区位指数是人为节点加入某河段前后河流流动性变化程度的量化指标,可用该河段动能之比来计算.作为评判河流系统生命体征的主要量化指标,该指数可用于有效地修复并维系河流系统的自然功能.为维系河流系统的生命和流域可持续发展,建议借鉴都江堰两千余年川流不息的经验,将0.4定为河流系统各河段的水文区位指数的参考下限.为实现流域内社会经济与自然水文循环的同步可持续发展,作者探讨了基于水位区位指数的可调控水资源开发利用模式和城市发展模型.     

河流功能综合评估方法及其应用

河流具有多种功能,适当的功能评估方法是河流建设、水环境治理及河道生态修复的基础.从河流的自然功能和社会功能两个方面出发,研究河流功能的综合评估问题.首先分析了评估原理,依据评估原理,对自然功能和社会功能分别建立指标体系.采用打分法,对每个指标进行分级并设定分级标准.从时间和空间尺度上给出每个指标的评估尺度,经过尺度变换,计算指数得分,提出了河流功能的综合评估方法.将该评估方法应用于沈阳市浑河段的评估,结果表明,该河段自然功能状况一般,社会功能状况发挥良好.建议下一步可从恢复岸边植被,为水生物创造多样性栖息地方面着手进行生态恢复建设.     

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。     

人类活动对长江泥沙特性的影响

随着长江流域水资源开发利用程度的提高,长江泥沙特性在一定程度上也发生了变化.为分析水资源开发利用对长江泥沙特性的影响,以长江万县、宜昌、汉口、大通、白河、仙桃6个水文站为研究对象,以丹江口、葛洲坝及三峡水库关闸蓄水时间划分研究阶段,利用各站近50 a的日含沙量资料对比分析了各研究阶段长江年、汛期、非汛期、月输沙量变化特性.结果表明,不同历时的输沙量均呈显著减少趋势.该研究成果为评价人类活动对长江生态系统健康与稳定性的影响提供了参考.     

基于Budyko假设和微分方程的淮河上中游径流变化归因分析

为探究淮河上中游流域气候变化和人类活动对不同时间尺度径流特征的影响,采用包括高流量、平均流量和低流量在内的7个流量指标表征径流变化特征,运用Mann-Kendall趋势检验、滑动T检验识别各流量指标的突变年份,并利用推导出的流量指标变化微分方程改进原有的基于Budyko假设的方法,从而定量识别气候变化与人类活动对径流变化的贡献率,并构建了土地利用转移矩阵分析人类活动对径流特征变化的驱动机制。结果表明:淮河上中游大部分径流特征在突变年份后呈现下降趋势,其中平均流量特征最为明显,下降幅度为225%~4425%;高流量指标、汛期径流深与气候指标的相关性最高,相关系数为0859~0987,低流量指标和非汛期径流深的相关性较低;气候变化和人类活动使得大部分径流特征呈下降趋势,其中人类活动为主导因素,其在息县、王家坝、鲁台子和蚌埠站的贡献率范围分别为8755%~9846%、8091%~8850%、8042%~9242%和8323%~9999%。     

Analysis hierarchy process model for plain river reach health assessment of the Luanhe River

In light of the ecological health problem occurring between the plain river reach between Daheiting and the estuary of the Luanhe River, three first-level indicators (river physical characteristic, eco-hydrological characteristic and socio-economic features) and corresponding fifteen second-level indicators such as river natural connectivity, water quantity, etc., were employed to establish the analysis hierarchy process (AHP) model. After fitting the AHP model with the data of 2005, the results show that the overall plain river reach health assessment score is 0.698 and the ecology is basically healthy. Moreover, construction of the Panjiakou Reservoir on the river mainstream destroyed the river natural morphologies, and finally contributed to the relatively low scores: 0 and 0.5 for river natural connectivity and river curve degree, respectively. It implicates that measures such as construction of ecological river course and reservoir dispatching should be taken into account in further restoration projects of the Luanhe River.     

Comparison of changes of typical river segment ecosystem service value in LRGR

Land use changes of river segment ecosystems from the Lancang River and Yuanjiang River were studied from 1985 to 2000 in order to compare their changes of service values and analyze the driving mechanisms based on eco-economic and GIS methods. Results showed that forest areas in both the river segment ecosystems were reduced. The reduced forest in the Lancang River (LR) segment ecosystem was mostly transformed into glebe with the conversion rate of 56.0%, while the reduced forest in the Yuanjiang River (YR) segment ecosystem was mostly transformed into residence land with the conversion rate of 42.5%. Both change amount and change rate of areas of each land use type in the LR segment ecosystem were much larger than those in the YR segment ecosystem. The total service value of the LR segment ecosystem was decreased with the change rate of 15.3%, while that of YR segment ecosystem was increased with the change rate of 0.6%. Manwan Hydropower development was the major anthropogenic driving factor which led to the change of service value of the LR segment ecosystem with the contribution rate of 93%. Agricultural activities were the most important driving factors in the YR segment ecosystem with the contribution rate of 59%. The loss of value of Sediment transportation service resulting from Manwan Hydropower Project construction should take responsibility for the significant decrease of service value of waters, even for the whole LR segment ecosystem. The ecosystem service coefficients of forest and grassland in the study area were much higher than the average level in China, so were the ratios of indirect value to direct value of both the river segment ecosystems. Under the impacts of human activities, the capacity of river ecosystem for providing products was enhanced, while it was weakened to maintain natural ecosystem health.

     

黑河流域地下水电导率空间分异特征及影响因素研究

黑河流域是我国西北干旱区的第二大内陆河流域,地下水电导率γ的研究对保护流域地下水资源,减少流域生态环境的破坏具有重要的现实意义.通过对黑河流域地下水γ的空间变化及其与主要离子的关系进行分析,结果表明:1)整体上,上游浅层及深层地下水γ均较低,明显低于中下游地区,中游浅层地下水γ明显高于深层地下水,下游浅层与深层地下水γ差异不大;2)从区域上来看,中游干流地区浅层地下水γ沿流程呈增加趋势,中、下游沿河道附近浅层地下水γ高于距河道较远地区,上游及中游山前平原地区深层地下水γ较低,明显低于中游细土平原地区,下游居延海—中蒙边界地区与狼心山—额济纳旗城河道附近地区的深层地下水γ存在明显差异;3)地下水γ与各主要离子的关系表明,上游山区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-浓度的影响,中、下游地区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)浓度的影响.此外,中游距河道较远地区的深层地下水γ以及下游沿河道附近的浅层及深层地下水γ均受到了农业灌溉活动的影响.     

基于改进RVA法的水利工程对塔里木河生态水文情势影响评估

采用水文变异指标及变化范围法(IHA/RVA)定量评估塔里木河上游水库运行后,干流代表站的水文指标改变程度及其生态影响。研究结果表明:水库运行导致塔里木河干流水文情势发生高度改变,改变度高达60%以上;指标体系中3月和6月平均流量,最小1 d和3 d流量、最大30 d和90 d流量,年发生低流量次数及逆转次数等指标发生严重变异。水库运行对塔里木河周边生态系统影响较大,迫切需要对河流的流量进行适时调控,实现区域经济和生态环境保护的协调发展。     

RBPs在苏州河水系生境评价中的应用

河流生境评价作为河流健康状况评价的重要内容和衡量方法之一,近年来受到越来越多的关注.本文在回顾国外河流生境评价相关理论和实践进展的基础上,引入较具代表性和可操作性的美国快速生物评估协议（RBPs）——生境部分,并尝试以上海苏州河水系为对象开展实证研究.研究结果显示,苏州河水系生境条件受人类活动影响较为强烈,生境质量多处于“较好”~“差”级别;苏州河干、支流生境状况较为接近,上游河流生境优于中下游,农田地区河流生境优于城镇地区;RBPs应用于国内河流生境评价存在一定的适用性问题,但对于发展和完善其评价方法仍具有重要的参考价值.     

河流健康复杂系统评价的IFMMAAM

在模糊物元分析原理的基础上,对隶属度函数进行分析,建立了基于改进隶属度函数的模糊物元多属性评价模型(IFMMAAM).给出了不同标准评价等级的改进隶属度函数的构造方法,把河流健康复杂系统评价的等级作为物元的事物,以各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过计算与理想模糊物元之间的加权海明贴近度构造综合评价等级.澜沧江应用结果表明,运用IFMMAAM评价河流复杂系统健康是可行的,结论是合理的,IFMMAAM不仅能较好地处理多等级评价各等级之间的过渡问题,而且对于各种极端值问题也适用.     

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.