黄河下游生态需水与生态调度研究综述

系统梳理了20世纪中期以来国内外河流生态需水与生态调度的概念、方法、应用效果等,并针对黄河下游的现状对这些研究的适用性和应用前景做了述评。通过分析指出,黄河下游的生态需水与生态调度研究已取得了一定进展,既界定了总体量值范围,也考虑了不同水平年对应不同保证率下的流量过程。提出黄河下游生态需水与生态调度仍存在水文过程与生态系统作用关系尚未厘清、生态流量与水库调度尺度存在差异、黄河下游水库综合利用任务较难协调、未来水沙变化等因素具有不确定性等问题。     

基于灌区需水与水库兴利调度的水资源优化配置研究与应用

甘肃疏勒河灌区水资源优化决策支持系统通过对流域水资源特征、灌区需水量、水库调蓄功能以及生产力结构布局等矛盾的分析,建立了可持续发展水资源优化配置模型和多目标的目标函数、分解协调模型,可在不增减供、需水量的前提下提高水资源的配置效率,实现了节水、增产、保护生态的综合效益。     

考虑鱼类生态需水过程的漓江并联水库群生态调度

水库群联合运行带来巨大的经济和社会效益,同时也对河流生态造成诸多影响。为提升漓江流域水库群联合运行的发电、通航、生态保护和青狮潭水库蓄水综合效益,构建了考虑鱼类生态需水过程的并联水库群多目标调度模型,采用第三代非支配遗传算法（NSGA-Ⅲ）对模型优化求解。结果表明：（1）与常规调度相比,优化调度在保障发电工程效益的同时,实现了通航与生态效益的提升;（2）构建的并联水库群多目标生态调度模型,在枯、平、丰水年的生态流量满足率都维持在47%之上,尤其保障了鱼类越冬、产卵和繁殖期的生态需求;（3）实施漓江并联水库群联合生态调度,青狮潭水库在枯水年和丰水年蓄水量分别增加22.26×106 m3和24.55×106 m3,缓解了青狮潭水库供水压力。研究可为并联水库群多目标生态调度提供相关参考。     

西北地区生态需水的量化与分析

我国西北地区在社会经济发展过程中,水资源的不合理配置引发了一系列生态环境问题,研究西北地区生态需水对保护当地的生态环境系统有着重要意义。从生态需水的概念出发,将生态需水量化过程划分为河道内和河道外两部分,并介绍了相应的计算方法和公式。在对西北地区进行生态分区的基础上,运用上述方法,计算出西北地区的生态需水量,其结果对西北地区水资源可持续利用有一定参考价值。     

长江流域湿润地区生态需水探讨

生态需水研究越来越受到国内外学者的重视,长江流域水生态系统的健康对流域水资源乃至全国水资源的可持续利用有着极其重要的意义.研究流域生态需水种类,探讨生态需水研究重点及其分析计算方法,旨在更好地寻求解决湿润地区生态与环境问题的途径,保障水资源的可持续利用.     

生态需水及其计算方法探讨

在我国经济发展过程中,水资源的不合理配置引发了一系列生态环境问题,研究生态需水对保护各区域的生态环境系统有着重要意义。笔者从生态需水的概念出发,将生态需水量化过程划分为河道内和河道外两部分,并介绍了相应的计算方法。     

流域水资源生态配置与调度研究综述

水资源是人与自然共同依赖的关键资源,水资源配置与调度在水利工作中具有重要地位。传统的水资源配置与调度注重区域间和行业间的水量分配,存在挤占生态用水的现象。流域水资源生态配置与调度是以流域重要生态保护目标为核心,通过工程措施和非工程措施,统一调配各种水源,协调社会经济与生态环境之间的水矛盾,促进流域生态健康和可持续发展。在开展流域水资源生态调度时,要科学计算生态需水以及可供水量,制定合理的水利工程生态调度规则,同时注重发挥各种非工程措施的作用。     

论生态需水问题的复杂性

生态系统具有高度的开放性,其影响因子之间存在着复杂的非线性耦合关系,这种关系是生态系统产生复杂性的根源。生态系统除具有复杂性系统所共有的非线性、多样性、多层性、多变性、整体性、统计性、不可逆性、自组织性与临界性等特征外,在空间、时间、影响因子和功能等方面也具有复杂性。生态系统的复杂性导致了生态需水问题的复杂性,研究生态需水必须首先了解生态系统的复杂性。生态需水的复杂性特征表明:很难用一个简单通用的生态需水公式说明生态需水,用统计学方法研究生态需水可能更好;生态需水背景值研究、生态需水标准体系研究、生态需水模型研究应该是生态需水研究的重要内容。     

基于管理目标的塔里木河干流下游生态需水研究

依据生态管理思想,建立基于管理目标的塔河下游生态需水研究体系:首先根据流域自然地理特征、生态保护规划等进行生态管理分区,在各分区内设定不同的管理目标,并进行生态需水计算。最后综合水资源配置的结果,探讨生态用水及其配置方式问题。研究认为:塔河干流下游生态需水量在不同管理目标下存在显著差异,应综合生态环境、水资源、社会经济等的现状和发展要求,拟定动态的生态保护目标;以应急输水为主的生态用水方式是有成效的,但由于现行应急输水方式并不具有可持续性,研究区生态存在较大风险;在生态用水配置方面,应该通过优化输水时间和输水方式使有限的水资源与生态需水的时空要求最大化匹配。     

黑河生态水量调度实践

2000年开始实施的黑河水量统一调度有效增加了输往黑河下游的水量,改善了下游的生态环境状况,但仅确保正义峡下泄总水量和确保输水到东居延海,未考虑水量分配过程与下游生态需水过程的吻合,未论证东居延海应保持的适宜水量,进入下游的水资源未实现生态效益最大化。通过对中游农作物用水规律、下游植被的生态需水规律、维持东居延海适宜水量等的研究,提出春季集中调度、适时洪水调度、秋季3个月连调的生态水量调度模式,并采取加强水调督查、用水管理等措施进行黑河生态水量调度,使进入下游的水量明显增加、河道断流天数逐年减少、生态环境恶化的趋势得到遏制、东居延海湖区周边生态环境得到显著改善。     

生态水利与城市水资源科学配置

在综述了国内外有关生态水利研究的基础上，对生态水利的内涵、理论框架及实践原则进行了分析和阐述。对城市水资源的配置进行了分析，认为要把生态水利的发展观充分渗透到城市水资源配置的规划、设计、实施、管理各个层面，提出了基于生态水利思想的城市水资源科学配置的理论框架。     

宁夏经济生态系统水资源合理配置研究

干旱地区经济发展与生态保护对水资源具有强烈的依赖作用，水资源的合理配置是缓解资源、经济与生态矛盾的根本途径。“宁夏经济生态系统水资源合理配置研究”项目正是基于干旱地区缺水的实际，针对其特有的水资源特点，提出了面向经济生态系统的水资源合理配置研究框架，开发建立了平原区分布式水循环模型、广义水资源合理配置模型等多个独创性模型，得出了对地区经济发展和水资源合理利用具有重要现实意义的战略结论。     

生态用水的基本理论与计算方法

在总结分析前人研究工作的基础上，首次提出了界定生态用水须遵循的基本原则。据此，对生态用水、生态需水和生态缺水的概念进行了科学界定，并讨论分析了他们之间的相互关系；提出一套完整的生态用水的分类系统；提出水土保持、植被、城市等河道外生态用水的计算方法；以位于黄土高原地区的延安市为例，对其2001年水土保持生态用水和城市绿地生态用水进行了计算。     

关于水生态文明建设的认识和思考

在阐述水生态文明建设意义的基础上,剖析了水生态文明的定义及内涵,分析了水生态文明建设的主要任务及目标,探讨了推进水生态文明建设的关键问题及思路,提出了实现水生态文明的阶段目标和具体建议,为全面推进水生态文明建设提供参考。     

生态环境需水分类体系探讨

在总结已有工作基础上,对生态需水、生态耗水、生态用水以及生态与环境的概念进行阐述。对生态需水的分类体系进行探讨,认为按空间的一级分类可分为河道内和河道外生态需水,若按尺度可分为宏观和微观生态需水。河道内生态需水又可分为水土保持需水、河道生态与环境需水、流域湿地保护需水、河口生态需水及地下水生态水位;河道外生态需水指城市生态环境需水、防护林体系需水、湿地补水等。介绍计算生态需水的6大基本程序:生态水文分区、分区生态功能识别、现状评价、确定管理目标、生态需水计算以及监测和管理。     

生态城市与水利现代化

对天津及其滨海新区生态城市水利建设进行了分析。研究了在淡水资源极度匮乏的条件下,有效开发利用非常规水资源的必要性、重要性和现实性。认为天津市对水资源应遵循节水、治污、高效配置,妥善处理生活、生产、生态之间的关系,力求平衡调配。供水水源应是多元的,增加非常规水资源(污水、海/咸水、雨/洪水)的利用,同时增加可用地下水,外调来水等,逐步进入可持续发展配置。     

水资源配置中的生态耗水系统分析

在分析水循环中经济用水和生态用水特点的基础上，根据流域二元水循环模式和耗水平衡原理、径流过程和需水过程的特点，简述了水资源配置系统分析的思路和方法。在分析不同地区生态保护目标特点的基础上，给出了水资源模拟中生态耗水的计算方法，建立了以湖泊或湿地耗水、河道生态用水约束、区域地表生态耗水以及流域出境下泄水量构成的流域生态耗水系统，与水资源配置系统有机地结合在一起，并以松辽流域水资源综合规划嫩江流域的成果简要地说明了生态耗水的分析计算。     

三峡库区水资源生态足迹及承载力时空演变研究

三峡库区流域水资源可持续承载力的评价研究,对区域实现高质量发展具有重要意义。将淡水生态足迹和水污染生态足迹纳入核算,构建水资源生态足迹模型,综合评价建库以来三峡库区水资源生态足迹与水资源生态承载力时空演变。结果表明,2002～2016年三峡库区整体水资源生态足迹呈波动的先上升后下降趋势,水环境安全及水资源利用效率均有所提高;受年际间降雨量不均影响,水资源生态承载力波动较大,历年均大于水资源生态足迹,水资源呈可持续利用的生态盈余状态。三峡库区水资源利用分布极不均衡,位于重点生态功能区、对水资源需求量较小的库首,水资源生态承载力大,生态盈余较大;位于重点开发区,对水资源需求量较大的库尾,水资源生态承载力小,生态盈余较低,在渝中、渝北区等11个区县出现生态赤字,水资源利用呈不健康状态。水资源生态足迹变化与社会经济发展密切关联,应充分考虑三峡库区水资源时空分布情况,调整产业结构,提升用水效率,合理调度利用水资源,促进三峡库区流域社会经济环境的可持续发展。     

水文化嵌入生态文明建设的实践与探讨

在阐述水文化发展与生态文明建设关系的基础上,将水文化表现形态划分为物质形态、制度形态以及精神形态,简要分析其特征与内涵,着重探讨水文化嵌入生态文明建设的意义及嵌入方式。以芦江河文化建设为例,从挖掘、继承和弘扬传统水文化,提炼传统治水、用水理念,加强水生态文化建设,建设水文化示范点4个方面入手,探讨芦江河流域水文化嵌入当地生态文明建设的规划实践。