长江流域梯级水库生态调度管理体制探讨

对国外通过制定与水相关的法律法规和采用行政手段进行水库生态调度管理的现状作了简要介绍.阐明了长江流域梯级水库生态调度的背景与意义,分析了生态调度目前存在的问题和困难.认为建立科学合理的管理体制和机制是实施流域内水库生态调度管理的关键,对建立长江流域梯级水库生态调度的管理体制和机制提出了初步建议.     

面向生态环境保护的三峡水库调度实践与展望

长江上游已建成三峡、溪洛渡等巨型控制性水库并投入运行,对长江河流生态环境正在产生不可逆转的多方面影响;同时,长江经济带绿色发展对如何协调好经济发展与生态环境保护之间的关系提出了新要求,为此,有必要重新审视以三峡为代表的流域水库生态调度的内涵,为长江流域保护和长江经济带可持续发展提供保障做好技术支持。以三峡水库为重点,分析总结了自三峡水库建成以来生态调度的实践及其特点,在坚持生态优先的长江经济带绿色发展的新要求下,分析提出了对流域生态环境的认识、生态调度理念和技术以及水库调度管理等方面尚待解决的问题,并以问题为导向,梳理了三峡水库各时期、各区域面临的生态环境保护需求,提出了贯穿三峡水库调度全年过程的生态调度目标体系,形成了以生态环境保护为边界条件的三峡生态调度新思路,并总结提出了未来一段时期内三峡水库生态调度重点研究方向。     

水库生态调度的内涵与决策目标研究

针对传统水库调度存在的过分重视经济与社会效益、忽视流域生态环境保护的问题,提出水库生态调度应遵循保障基本生活与生态需水量、平衡防洪与生态保护的关系等原则,以及水库多目标生态调度的核心目标。在此基础上,在综合考虑库区以及下游防洪安全与生态环境目标的前提下,提出充分发挥水库水资源的经济、社会与生态效益的生态调度综合效益以及特征流态决策目标模型,并构建了基于指标体系法的黄河银川段实施水库生态调度的价值决策目标评估模型,同时探析了该区域实施分时段多目标协同调度模式的特征。针对水库生态调度中存在的问题,提出了实施分时段的多目标协同调度模式、完善生态需水量与生态适应性管理等对策。     

长江生态调度管理要点及机制框架探讨

水库生态调度是随着全社会对生态环境的重视产生的一项新的调度内容,开展生态调度在一定程度上会对发电、供水等效益产生影响,打破相关方原有的利益平衡关系,因此,急需对生态调度管理机制进行研究。在分析识别长江流域河流生态调度管理需求的基础上,提出落实管理权限、协调各方利益、统筹技术管理3项管理要点,并围绕管理要点设计了包括约束、调度协调、利益补偿、技术协作和监督5方面的管理机制,在此基础上,提出了分阶段推进流域管理的策略,可以为长江生态调度管理提供参考。     

水库生态调度模型及其应用研究

水利工程建设在促进社会经济发展的同时也给河流生态系统带来了一些负面影响，为了减轻水利工程对水生态系统造成的不利影响，结合中国的实际情况本文建立了在考虑水库原有功能的基础上，兼顾河流生态需求的水库生态调度模型。计算了河流最小生态流量、适宜生态流量和生态洪水。本文将建立的生态调度模型应用于南水北调中线工程的水源区丹江口水库，采用逐步优化算法求解生态调度模型，分析计算生态目标的加入对水库原有功能的影响。研究通过水库调度满足河流适宜生态流量，尽量不低于最小生态流量的调度方式；探讨通过水库调度模拟“人造洪水”，为鱼类的繁殖和生长创造适宜的水力条件。计算结果表明，丰水年在满足生态流量的情况下，对水库原有功能影响不大，然而平水年和枯水年在考虑生态需求时，对水库原有功能将产生一定程度的影响。因此需要在生态环境和经济效益之间均衡利用水资源，通过水库的生态调度保持河流天然适宜的径流过程，维护河流生态系统健康及水资源的可持续利用。 关键字:水库生态调度;河流生态需水量;生态洪水     

西北内陆河流域水库群生态调度模型

针对石羊河流域宏观的水资源配置和调度中的生态问题,探讨了西北内陆河流域水库群生态调度模型的内涵和准则,指出生态调度不仅仅要满足库区及水库下游的河道生态需求,并考虑水库控制的各供水片区的生态环境要求;以单个水库控制的虚拟供水片区作为计算单元进行概化,以供水过程相对均匀为目标函数,以减轻库群建设及运行对生态环境的负面影响为主要约束,建立了石羊河流域水库群生态调度数学模型,并给出具体的模型求解方法和水库群调度方式。     

长江流域控制性水库统一调度管理若干问题思考

长江流域控制性水库统一调度管理是一个非常复杂的系统工程。简要介绍了长江流域控制性水库建设与规划情况。在系统分析目前控制性水库调度运行管理存在问题以及调度运行影响与需求的基础上,论述了实施控制性水库统一调度管理的必要性。从法律法规、管理体制、管理机制、技术支撑、监督管理等5个方面探讨了推进控制性水库统一调度管理需研究和解决的主要问题,以期为稳步推进控制性水库统一调度管理工作起到一定的促进作用。     

水利工程生态与环境调度初步研究

水利工程生态与环境调度主要是着眼于解决我国当前突出存在的水生态环境问题,通过水利工程调度方式的调整和优化,改善流域水环境,促进河流生态系统的健康发展.水利工程生态与环境调度的有效实施需要技术和管理两方面的支持,文中主要结合水库、湖泊的生态与环境调度,从实施调度的必要性、国内外发展研究状况、关键技术和研究技术路线等方面进行了分析,提出了水利工程生态与环境调度研究的总体技术框架.     

生态文明理念在黄河干流水库调度中的应用

针对黄河干流水库运行所引发的生态环境问题,基于生态文明理念,提出了黄河干流水库生态调度的总体思路,并对其内涵、方法、关键问题和技术等相关问题进行了探讨,旨在通过引入生态文明建设的理念,探究黄河干流水库生态调度的更佳方式,为流域决策部门提供相应决策依据,并为其他流域水库生态调度提供参考。     

长江上游水库群生态调度需求分析与研究现状

为了促进长江流域大型水库群防洪、兴利与生态环境保护的统筹协调,针对目前长江上游水库群建设运行现状,总结了水库群建设对水环境和水生态造成的影响,分析了生态环境保护对水库实施生态调度的客观需求;并对国内外关于水库生态调度需求、调度目标、研究方法、试验示范现状进行了综述,提出了长江上游水库群生态调度研究的方向。     

水库多目标生态调度

分析了现行水库调度方法的不足,指出应在实现社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求,实行水库的多目标生态调度。文中讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;保证维持下游河道基本生态功能的需水量;模拟自然水文情势的水库泄流方式;进行水库泥沙调控及水库富营养化控制;减轻水体温度分层影响;进行防污调度以及增强水系连通性等方面的调度技术。     

基于图论的韩江流域水库群生态调度

采用水文学方法计算了韩江流域干支流重要控制断面的生态流量目标;基于图论原理,根据流域内干支流水系特征、重要水利工程和控制断面分布情况构建了韩江流域河网图模型;考虑河段区间来水、河道外取水、引调水等边界条件以及流域水库群水量调蓄作用,开展了河网水量平衡计算,确定了河网节点流量。通过计算水库坝址所在断面的天然生态基流,提出了耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则;借鉴大系统聚合-分解思想,提出了韩江流域河网图模型迭代优化求解思路;通过选取不同典型年来水过程,评估了常规调度情况下控制断面生态流量保障程度,并在此基础上进行优化调度,分析流域水库群生态调度保障潜力。结果显示,耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则能够让水库在独立运行的情况下,基本保障不同来水条件下的控制断面生态流量需求;韩江流域水库群可通过开展联合优化调度满足控制断面生态流量需求;基于图论方法开展流域水库群生态调度具有可行性和实用性。     

碧流河水库下游河道生态需水分析及应对措施研究

天津滨海平原水库普遍存在的水质咸化问题,以北大港水库为研究对象,采用野外调查和取样分析方法,识别了北大港水库不同季节水质咸化垂直分布规律,同时分析了水库水质咸化机理及其影响因素。研究结果表明:从电导率、氯离子和总溶解性固体(TDS)等代表性咸化指标来看,相对于引黄水,水库水各站点均存在咸化现象,并且出库口水质咸化程度明显高于进水口;不同站点电导率、氯离子浓度和总溶解性固体(TDS)值分别为867.5μS/cm、0.41g/L和1.46g/L,水体呈弱碱性;北大港水库水质咸化程度有季节性变化,为夏季略高于春季;水库各站点氯离子浓度和TDS值垂向上均随深度的增加而降低,但不明显;而电导率则随着深度的增加而增加,且变化明显。研究还发现,水库水质咸化受土壤含盐量、温度和混合作用的影响:从各站点水平分布来看,越靠近海岸线土壤含盐量越高,水质咸化现象越严重;温度的升高会影响底泥盐分的释放,温度越高,底泥中Cl-越容易释放;引黄水进入水库后,水库水体垂向发生了混合作用,导致氯离子和TDS垂向方向变化很小。     

分布式水文模型EasyDHM在北江流域的应用

为了解决珠江流域咸潮上溯问题,需要在枯水期对流域水库群进行压咸调度。合理调度的前提是准确掌握流域的来水情况,以便在满足发电需要的基础上兼顾生态需要,特别是在枯水期。飞来峡水库是北江流域的重要水库,位于珠江流域下游,在流域抑咸调度中起到关键的作用。为了对飞来峡水库来水过程进行水文模拟分析,以分布式水文模型EasyDHM为基础,利用DEM、实测河网、土壤、土地利用及水文气象数据,构建了北江流域分布式水文模型。通过模型的参数率定以及验证发现,模型精度较高,可以很好的应用于流域水情形势分析;对飞来峡水库旬入库过程统计发现,枯水期来水量最小值出现在12月上中旬,这对于确定流域抑咸统一调度的最佳时期也有着重要的意义。     

水库建设影响河流鱼类生境的保护研究

由于水库的建设会对河流产生阻隔,从而影响鱼类洄游、产卵、索饵等,本文以赤峰市东台子水库为例,结合西拉木伦河流域特征、水库特性及鱼类生活习性、繁殖特征等,简要阐述了通过采取水库生态调度、鱼类增殖放流站及鱼道建设等保护措施,对河道内的鱼类生境进行有效保护,可减少水库工程建设对鱼类生境的影响。     

试验三峡水库生态调度,促进长江水沙科学管理

长江三峡水库具有库容大、调度灵活的特点,如何充分利用水库的工程优势,实现河流的径流泥沙优化控制,迫切需要早日开展科学研究和试验探索。根据长江河流的水沙特性和黄河小浪底水库调水调沙的实践,初步认为三峡水库梯级的生态调度试验目标应为四大方面,即保持河流洪水节律、维持上下游输沙平衡、促进库区水量交换和实现防洪补偿调节。由此建议利用三峡水库开展库区水位调控试验、库尾泥沙停淤试验、三峡水库排沙试验和荆江洪水补偿调节试验,通过这些试验解决原来工程设计中悬而未决的问题,完善三峡水库优化调度规则,实现三峡水库可持续运用的目标。     

优化中华鲟产卵生境的水库生态调度研究

为减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响，针对重要珍稀水生动物中华鲟资源的有效保护及和可持续发展问题，本文在葛洲坝下游中华鲟产卵场水动力数学模型及产卵适合度评价模型的基础上，利用BP人工神经网络的学习能力获得水库调度与产卵场产卵适合度关系模型，并将关系模型嵌入葛洲坝现行的水库调度模型，获得中华鲟产卵期（10~11月）优化中华鲟产卵生境的水库生态调度模型。生态调度模型以中华鲟产卵场产卵适合度及水电厂发电量最大为双目标函数，以同期水库需满足的航运效益、水资源利用效益及水轮机运行效益为主要约束条件。通过比较相同入库流量下生态调度和现行调度的水库综合效益，得出在中华鲟产卵期，优化中华鲟产卵生境的生态调度在仅损失0.15%发电量的同时使坝下中华鲟产卵场产卵适合度增加39%，使中华鲟获得更适宜的水动力环境，增加产卵概率，有效保护中华鲟资源。     

河流生态流量特征图及生态流量评价方法

以水电站大坝下游河道为研究对象,从分析天然日流量特征出发,基于月中值流量和月内典型特征流量绘制了河流生态流量特征图,作为水库下泄生态流量的确定依据。基于此河流生态流量特征图,建立了判断生态流量满足程度的7 d流量偏差率、7 d生态需水保证率、月均生态需水适宜度及基于此3个指标的生态需水综合指标,并给出了各指标的评价依据和评价方法。结果表明,河流生态流量特征图符合各时段河流天然流量的基本特征,可作为指导水库生态泄流的依据;所建立的生态流量评价方法能够反映实际下泄流量与天然流量的变化程度,可用于评价河流的生态流量满足程度。     

刺激鱼类自然繁殖的生态调度和适应性管理研究进展

水库调控下的水文情势、河道环境与鱼类行为之间如何驱动响应,促进生态良性循环的反馈调节机制如何科学建立,现有水库生态调度方案如何优化调整,是近年来我国试验性生态调度工作中面临的一连串新问题,也是我国马上步入后水电时代水库可持续运行与适应性管理迫切需要考虑的问题。通过系统调研和梳理总结,综述了水库调度环境下的鱼类生态响应与生态调度方面的研究进展,认为适应性管理闭环的顶层设计、人工调度环境下的鱼类行为响应机理、刺激鱼类行为响应的水文过程反馈调节机制,以及生态调度实践初期面临的小样本问题,是当前研究的难点和下一步亟待攻克的科学问题。在此基础上,提出了从“驱动力—状态—响应”这一逻辑链条有机串联和系统研究“水文过程—河道环境—鱼类行为”之间复杂响应与互馈关系的设想,并对未来生态水文学、生态水力学和鱼类生态学等多学科的贯通发展,以及新一代计算机和信息技术在本领域的尝试应用进行了展望。