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.     

基于生态的城市河流水量水质联合调度模型

针对城市河流河道淤堵、过流能力下降、水质恶化、生态环境破坏等问题,根据城市河流的基本特点和功能,从满足城市河流生态需水量出发,建立了基于生态的城市河流水量水质联合调度模型,模型中水流运动方程和水质模型分别采用圣维南方程和一维对流扩散模型,并分别采用Perissmann四点隐式离散法和有限控制体积显式算法进行求解.将该模型应用于郑州市七里河水系的闸坝生态调度,分析不引用黄河水和引用黄河水2种方案下生态需水量调度效果.计算结果表明,在引用黄河水量的情况下,河道生态需水量能基本满足要求,而在不引黄河水的情况下,其生态需水量无法满足要求.基于生态的城市河流水量水质联合调度模型可为城市河流水量水质联合调度方案的制订、河流生态修复提供技术支持.     

耦合多目标优化和多属性决策的水库生态调度方法研究

针对水库生态调度的模型构建和求解问题展开研究,提出了一种耦合多目标相关分析、多目标优化和多属性决策的水库生态调度方法.基于对水库实际调度目标的抽取和数学描述,采用相关性分析方法,分析各目标之间的相关关系,从而构建出水库生态调度多目标模型.采用NSGA-Ⅱ法对模型进行求解,获得Pareto最优调度方案.基于备选方案逐次淘...     

水库防洪风险预警与生态调度的研究及应用

水库防洪调度具有不确定性和实时性,何时何量下泄洪水不仅关系到防洪安全,而且对生态保护也是巨大挑战.为此提出水库防洪调度风险预警指标,在不同洪水级别下,确定合理的生态流量及生态保护策略;在分析水库防洪操作规线的基础上,将洪水实时入流情况与水库目前水位相结合,同时考虑未来洪水情势,对洪水进行监测.通过对现状洪水指标和未来6小时内洪水情势进行分析,在汛期不同阶段,确定防洪与生态调度之间的重要性顺序.以黄河上游龙羊峡水库、刘家峡水库联合防洪调度为研究对象,通过防洪预警的研究及应用,确定水库防洪调度风险程度指导多目标水库防洪、生态调度,为保障黄河安澜提供决策支持,对于支撑黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义.     

考虑天然水流模式的多目标水库优化调度模型及应用

充分考虑水流条件对河流生态环境的重要性,将水流模式作为河流生态要求的重要目标进行量化。根据水流模式与常规水库兴利要求对水流的不同利用方式,从天然水流模式和水库的配水方式2个方面设立目标函数,建立兼顾水库兴利要求和河流生态环境要求的多目标水库调度模型。将该模型应用于丹江口水库中,采用非劣解分类遗传算法(NSGA-II)进行优化求解。结果表明:对河流水流模式进行仿天然性优化后,可以有效改善水文模式中变化较大的指标,使其值尽量贴近天然流量的变化范围,进而降低河流生态环境所受水库调蓄作用的负面影响。优化结果对水库兴利功能的影响程度不大,偏好于生态环境目标的调度方式更有利于南水北调实施调水。     

国外典型河流生态流量管理实践及启示

 生态流量是河流开发与生态环境保护协调发展的关键指标和难点问题。目前,河流生态流量理论方法体系尚不完善,不足以全面指导生态流量管理实践,导致部分河流、河段的生态系统服务功能退化。虽然生态流量的理论体系和计算方法已开展了较多研究,中国学者对国外生态调度也做了回顾和梳理,但是对生态流量的管理目标仍未形成统一认识。通过梳理国外7条典型河流的生态流量管理实践,从珍稀濒危洄游性鱼类、国际重要湿地、珍稀濒危鸟类等多种生态保护目标,以及流域综合管理机制、水权交易、国际投资等政策管理的多个方面,分析了不同河流的生态流量实施过程和效果,归纳总结了7条典型河流生态流量管理实践的成功经验和不足,进而提出了对政府、管理部门、研究机构、水电企业和非政府组织等多个利益相关方在生态流量研究与管理方面的启示。     

淮河流域典型闸坝断面的生态综合评价

为分析淮河流域的闸、坝等水利设施对水生态环境的影响,采用多种生物指数法对淮河流域典型闸坝断面的生态系统现状进行了综合评价。结果表明,大多数水库处在生态稳定的健康状态;64%的所调查评价的河流生态系统处在不健康或亚健康状态。淮河干流水生态与水环境优劣的突变点在临淮岗,临淮岗以上的河段污染较轻;临淮岗以下河段污染较重。建议统筹考虑流域闸坝间水量联合调度与水污染源控制的共同作用,以使淮河流域水生态尽快得到恢复改善。     

丹江口水库对汉江中下游水文情势的影响

以汉江中游的襄阳水文站1946~1995年日均流量资料为研究对象,采用变动范围分析(RVA)法分析了丹江口水库建库前后汉江中下游水文情势特征变化,定量评价了水文情势改变程度.结果表明,丹江口水库对汉江中下游河流水文改变程度为39%,属于中度改变.水文情势的改变,影响了水库下游重要生物资源的生态环境条件,破坏了河流生态系统完整性以及生物多样性,建议尽快改变现有水库调度模式,开展丹江口水库生态调度研究.     

考虑生态流量的梯级水库柔性决策研究

研究了生态流量对梯级水库调度柔性决策的影响,建立了以梯级水库发电量最大和满足发电保证率为目标,且考虑河道生态用水的水库优化调度模型,借鉴异轨同效研究成果,采用了改进的动态规划法对模型进行求解.结合调度中发电量、弃水量和发电保证率与生态流量相关关系,分析了生态流量对水库调度决策空间的影响,验证了改进动态规划法在水库调度应用中的稳定性.结果表明:生态流量的变化改变了水库调度的决策范围,尤其是枯水期水库调度的决策范围,而改进的动态规划法能在决策空间改变情况下产生稳定合理的计算结果.     

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。     

基于改进Tennant法的横溪水电站生态流量计算与生态调度

为减少引水式水电站引水发电导致下游河道出现减脱水河段的负面影响,以广东省韶关市乳源瑶族自治县的横溪水电站为例,运用水文比拟法计算径流量,同时应用改进Tennant法进行丰、平、枯水年的生态流量计算,并进行生态调度研究。结果表明:依据岳城站的水文资料,运用水文比拟法,能够较为准确地得到横溪水电站的流量;通过生态调度后,可使得横溪水电站不同来水年的过坝流量在满足生态流量的情况下发电效益最大。研究成果可为中小河流水电站的生态流量泄放管理提供决策参考。     

猫跳河流域建坝前后水文生态累积影响研究

对贵州省猫跳河生态累积效应进行评价.以修文水库为例,采用RVA方法分析该站的日流量数据和IHA水文指标,剖析该河流的生态累积效应情况.研究结果表明:建坝后猫跳河流量的历时和频率等指标变化较大,极端流量事件的持续时间减少,说明建坝对该河流的中下游生态产生了较显著的影响.     

花溪水库坝下生态环境需水量的分析与研究

贵阳市的“母亲河”南明河,自上世纪70年代开始,河水污染日益恶化,河流生态系统逐渐遭受破坏。在近年来的环境综合整治工作中,不能忽视南明河对水量的要求。讨论了南明河上游花溪水库坝下生态环境需水量,为花溪水库进行合理的生态调度提供参考。     

湿地水量、水质二维生态水力学模型

考虑到以前生态水力学研究多集中在河流、水库方面,结合现有的湿地水文、水力研究成果,从生态水利角度建立了沼泽湿地环境下的水量、水质方程.     

河流生态修复

河流是人类赖以生存的水环境,河流系统是自然界最重要的生态系统之一。在以往人类对河流的开发利用中,常以防洪为主要目的,修建了大量的堰坝、堤防、硬质化边坡外,这些工程措施,都不同程度地损伤河流生态系统。随着人类的发展,人们的生态意识不断提高,对河流的生态要求也不断提高,因此,对河流的生态修复的研究不断深化。本文主要介绍了河流系统的四维结构特征和生态修复技术。     

桂林市青狮潭水库消落带土壤侵蚀及其生态修复

水库消落带是因调度等原因而形成的特殊区域,库水位周期性变化,波浪对库区边坡不断冲刷,土壤侵蚀十分严重.以桂林市青狮潭水库为背景,研究消落带的土壤侵蚀问题,提出:植被重建和恢复是最好的治理措施;建立一套合理的生态评价指标体系;对修复前后的消落带植被进行长期监测、对比和判断,对其成果进行有效、合理的评价,为水库消落带的生态修复提供参考.     

河流生态水文学研究进展

生态水文学是20世纪90年代兴起的一门新兴边缘学科,主要从流域尺度上研究水文与生态之闯的相互关系,探索实现流域生态平衡与水资源可持续利用的新途径.通过对生态学与水文学相关关系的分析,提出了河流生态水文学的概念与内涵,综述了河流生态水文学的研究进展,着重介绍了水文与生态的相互关系,水利工程的生态效应、河流生态需水量,以及河流生态系统的恢复,并在此基础上,结合中国实际情况,指出了河流生态水文学的研究重点,提出了未来的研究方向.     

幼发拉底河生态径流计算

根据生态径流的概念和计算方法,利用幼发拉底河流域上的3个代表水文站在流域大规模建坝前的流量资料,计算了各个站点的最小生态径流和适宜生态径流,提出了幼发拉底河维持河流生态健康所需的生态径流量.     

面向生态的流域梯级电站调度研究

针对长江三峡梯级水库长期优化调度问题,建立了考虑多个生态要素的水库群优化调度模型,深入探讨了面向生态的流域梯级电站调度需要考虑的相关要素,并结合三峡梯级水利枢纽工程的实际生态环境状况,提出了7组满足生态时空需求的水库调度方案,建立了以梯级水电站发电效益最大为目标,以生态方案为约束条件的长期优化调度模型,并引入PSO优化算法进行求解,最后结合水库出流过程与天然径流的定量关系给出了调度效果的评价方法.     

河流生态修复浅议

河流与人类社会发展息息相关,具有重要的社会意义.在人类社会的发展过程中,自然河流逐渐渠道化、非连续化,城市河流更是开发过度、污染严重.近年来,河流的生态问题受到广泛关注,人们开始重新认识和利用河流,提出了河流牛态修复的理念.本文对河流生态修复的理念进行了阐述.提出了河流生态修复的原则,之后从生态护岸、水质改善、生态景观建设3方面对现行的河流生态修复技术进行了说明.