大坝对长江流域洄游鱼类的影响

大坝的隔离,使长江与通江湖泊的关系受到威胁,洄游性鱼类失去了原有丰富的栖息地,直接影响到一些江湖洄游性鱼类的生长与繁殖.根据对不同时期的渔获物组成、三口分流水量和分流比、中游及洞庭湖鱼苗产量、四大家鱼产量、四大家鱼在鱼类资源中的比例和监利四大家鱼鱼苗径流量的统计分析,得出了大坝对以四大家鱼为代表的江湖洄游性鱼类资源量的影响.结果表明,大坝对长江中下游鱼类物种组成和丰度有一定影响,优势物种趋于集中,大坝对水文规律的调节对鱼类的产卵量有一定不利影响,江湖关系的连通度决定着洄游性鱼类的生长与繁殖.为降低工程对生态的影响,水库的运行,特别是在产卵期应结合生态的需要,应进行优化调度.     

小浪底水库水沙调控对下游河道水质的影响

为了了解小浪底水库水沙调控过程对下游河道水质变化的影响,通过对黄河下游河道断面进行采样,分析了水沙调控前、中、后3个时期下游河道水体的水质及氮磷因子变化趋势,并对其营养状况作相应评价。结果表明:水沙调控后水体中电导率、TDS明显低于调控前;水沙调控过程中艾山、泺口、利津的叶绿素含量无明显变化;水体中硅酸盐含量变化规律为水沙调控前水沙调控中水沙调控后;水沙调控后TN、PO_4-P浓度明显高于调控前、中期,水沙调控前、中期TP浓度变化幅度不大。水沙调控3个时期中叶绿素与水温、DO、pH值均有显著的相关性;水沙调控前NO_3-N与TN、TP、NO_2-N在0.01水平上显著相关;水沙调控中PO_4-P与TP在0.01水平上显著正相关;水沙调控过程中水体TLI(∑)值均小于30,为贫营养状态,水沙调控前、后期为中营养状态。     

小浪底水库下游浮游生物及细菌群落对水沙调控的响应规律

浮游动物、浮游植物和细菌群落广泛分布于河流生态系统,发挥着初级生产者、初级消费者和分解者的重要作用,对于环境条件的波动较为敏感。本文于2018—2019年黄河小浪底水库调水调沙前、中、后期对下游河流进行了调查采样,得出水环境因子、浮游生物与细菌群落的定量结果,以明确在不同调水调沙阶段下游河流水环境因子,浮游生物和细菌群落的演变规律及相互作用。通过结构方程模型(SEM)和基于距离的冗余分析(dbRDA)、分别明确了调水调沙影响下浮游生物以及细菌群落对水环境因子的响应规律。结果表明,调水调沙不同阶段下,浮游植物、浮游动物和细菌对于环境因子的响应方式具有较大的差异,溶解氧(在调水调沙前影响系数最大,为0.86)、温度(在调水调沙期间影响系数最大,为0.76),以及电导率(调水调沙后影响系数最大,为0.82)等环境因子对浮游生物的生物量影响最明显,而溶解氧(在调水调沙前)和叶绿素a(调水调沙期间至调水调沙后)对于细菌群落的影响最大。此外,调水调沙过程改变了浮游生物群落内部关系,削弱了浮游动物对浮游植物的捕食,同时也使得悬浮和沉积状态的细菌群落在样点之间的差异性增大。本研究明确了浮游生物及细菌群落在水沙调控不同阶段下对水环境因子的响应规律,对下游河流生态修复具有一定的理论意义。     

向家坝水电工程影响下区域土地利用及景观格局变化

为研究向家坝水电工程建设对周围区域土地利用和景观格局变化的影响,本研究采用面向对象分类方法对水电站建设前(2006)与建设后(2017)两个时期的研究区遥感影像进行土地利用和景观格局变化分析,并以2006年为基准年,采用CLUE-S模型对研究区2017年"自然发展状态"下土地利用进行模拟,与2017年实际情形进行对比分析。研究结果表明:(1)2006-2017年间,在水电站外部工程和社会发展的双重作用下,水体面积大幅度增加,裸地得到开发利用,建筑区扩张,林地和耕地减少较多;(2)相较于"自然发展状态",水电工程影响下的建筑区面积略有下降,园地/草地面积下降且与林地之间交叉分布增多;(3)相较于"自然发展状态",水电工程影响下研究区景观格局变化表现出不同的特点:景观水平上,自然发展对研究区整体的聚集作用减弱;类型水平上,研究区景观格局呈现出三种趋势:耕地与园地/草地呈增强趋势,建筑区与裸地呈延缓趋势,林地呈相反趋势。     

南水北调中线工程典型渠段一维水动力水质模拟与预测

为了研究南水北调中线工程复杂水工建筑物影响下的水流特性以及对污染物在渠道内输移、衰减过程的影响,保证输水过程中的水质安全,分析了突发性污染事故潜在污染源特征,构建了南水北调中线工程典型输水渠段的一维水动力水质模型,模拟倒虹吸、节制闸、涵洞、隧洞、渡槽、公路桥 6 种水工建筑物影响下输水渠道内的水流特性,采用七里庄断面实测水位、流量、水质( 总磷、氨 氮) 数据对模型进行了校核与证; 并运用该模型预测店北公路桥突发水污染事故时,3 种输水流量、 3 种负荷、3 种污染物泄露至渠道后污染物沿程分布规律。结果表明: 该模型能有效模拟复杂水工建筑物下的水动力和污染物输移特性,下车亭分水口处污染物浓度超标与否受输水流量和污染负荷共同影响。针对分水口处水质指标浓度变化,提出合理、有效分水和退水方式,为保障南水北调中线工程输水水质安全提供参考。     

澜沧江中游河段中国结鱼栖息地模拟

为了定量化评估和预测不同水库流量下泄情况对生物栖息地变化的影响,选取澜沧江特有的经济鱼类——中国结鱼作为指示物种,构建栖息地模型模拟其适宜的生境范围。根据成鱼生活习性和产卵行为等关键因子建立栖息地适宜度评价指标(HSI),通过耦合一维水动力模型和HSI建立中国结鱼栖息地模型。基于模型模拟结果,得到成鱼加权可用面积(WUA_d)和产卵加权可用面积(WUA_s),并运用Mann-Kendall测试分析漫湾大坝建设前后WUA_s和WUA_d的变化趋势。结果表明:漫湾大坝建设期和运行期WUA_s和WUA_d分别发生突变。对中国结鱼的产卵场(WUA_s)而言,大坝对最低和中等级别的栖息地有显著影响,对最优级别的栖息地影响较小;对中国结鱼的成鱼(WUA_d)而言,大坝降低了中等和最优的WUA_d。产卵所需的最佳流量(2 200～3 200 m~3/s)大于成鱼生存所要求的最佳流量(510～760 m~3/s),因此为了给不同时期的鱼类提供适宜的生境,应尽量保持流量的多样性。     

考虑弯道环流影响的平面二维水沙数学模型(Ⅱ)——模型的验证

运用Chang的S型弯道断面流速分布和中性物质浓度分布,及实际河道的河床冲淤对修正后平面二维水流运动方程和悬移质不平衡输沙方程进行验证,并与修正前的模型进行比较.模拟结果发现修正后模型计算结果较修正前模型计算结果与实测值符合更好.表明二次流项及横向输沙项的加人能更有效地模拟出弯道处的环流水力特性及横向输沙特性.     

基于纹理的流场动态可视化平台开发

基于纹理的流场可视化是流场显示的最新方法,该方法采用网格图像变形的方式表现流场,不需要进行流场空间插值计算,可以减小计算量,同时保持很高的显示精度。讨论了基于图像纹理的流场动态显示原理,基于Visual C＋＋和OpenGL开发了流场动态可视化平台,实现了流场数据坐标转换、网格变形与背景图像映射绘制、噪声图像生成与融合、标量场颜色绘制等关键技术。在开发平台上模拟了三峡与葛洲坝两坝间河道流场,并与粒子系统模拟的流场效果进行了比较,结果表明基于纹理的流场动态可视化方法计算量小,能够展示出流场的更多细节。所开发平台的数据适应性好,为流场动态可视化提供了实用的平台工具。     

论河流治理的方向

河流治理工程可以使人们更好地利用河流，产生经济效益，但同时也带来一些不利影响，严重时人们不得不考虑将河流重归“自然化”。随着越来越认识和尊重自然规律，人们发现只有通过河流综合管理，才能使河流利用、河床演变以及河流生态三个方面达到协调和统一。在总结国内外治河经验的基础上，提出了河流综合管理的概念和河流治理的方向。河流综合管理包括：对河流的上、中、下游及河口全盘考虑，统一规划，不因局部效益牺牲整体；在通过水资源利用、防洪和发电等取得经济效益的同时，尽量减少对水文过程、河床演变、环境与生态的不利影响。