额尔齐斯河水库群多尺度耦合的生态调度研究

针对我国额尔齐斯河流域生态问题,给出了水库群生态调度的定义。以保障河流健康、河谷生态系统安全为目标,构建了宏观、中观、微观相互嵌套多尺度耦合的水库群生态调度体系;结合生态调度的原则和依据,建立了水库群多尺度耦合的生态调度多目标模型,以及水库群中长期、短期和实时生态调度模型;提出了多时间尺度耦合的水库生态调度技术、多目标非线性水库调度模型求解技术和生态系统漓漫灌溉技术;定义了漓漫灌溉,构建了生态漓漫灌溉系统。应用上述体系、模型和方法,计算结果表明,中长期调度方案能满足额尔齐斯河流域水资源综合利用各部门的供水量及保证率要求,尤其是满足河谷林草生态供水的破坏深度要求和最大连续缺水年数的限制;水库群实时生态调度模型的计算结果表明:模型计算的河谷林草、湿地的水库人工生态洪水过程与实测值比较接近,相对误差为0.04%,说明模型结果合理。实时监测了河谷林草的漓漫灌溉效果,包括范围、面积、水深等,监测结果表明:水库人工生态洪水过程基本满足河谷林草漓漫灌溉面积、水深等生态需水要求。研究成果对额尔齐斯河维持河流健康、保障生态安全、解决国际河流的水资源综合利用问题、发展水库群生态调度的理论和方法,具有重要的理论意义与应用价值,可供我国北方河流生态调度借鉴。     

塔里木河下游应急输水植被恢复响应及生态修复研究

在干旱地区内陆河流域,由于水资源不合理的开发利用,流域生态系统退化已成为一种普遍现象.向断流的河道和生态退化区域实施输水工程,补偿地下水和改善水环境是河流生态系统恢复的基本行为和必然过程.为了抢救塔里木河下游生态环境,国家在2000～2003年向断流30余年的塔里木河下游500余km的天然河道实施了五次应急输水.以五次应急输水监测资料为基础,以河道水量沿程消耗-地下水位动态变化-植被恢复响应为主线,应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学、大系统优化理论等多学科交叉研究方法,提出了下游生态修复的整体方案,为今后创建和完善干旱区受损生态系统输水、恢复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础.     

塔里木河下游生态输水量转化分析

塔里木河下游大西海子水库以下河段自1972年至2000年发生的持续断流是绿色走廊生态劣变的主要原因。从2000年5月至2011年11月,塔里木河下游共进行了10次生态输水。本文利用输水期间的地下水监测资料,运用水均衡法对大西海子以下河段历次输水过程中的水量转化进行了计算,量化了河道水量的转化项与塔里木河下游地下水的恢复程度,揭示了塔里木河下游河道径流一补给转化一蒸腾耗散的水文过程,文中结论可为今后进一步优化输水方案、合理配置区域水资源以及植被的有序恢复提供科学依据。     

塔里木河下游生态输水后地下水的响应分析

为了分析塔里木河下游生态输水后地下水的响应过程,在下游输水核心位置齐文阔尔河段建立6个地下水监测点,主要研究英苏区域监测断面的地下水响应过程。研究表明,地下水位埋深随着输水年限的增加呈现出较匀速的递减;研究断面(英苏断面)距离河段较近的监测点相应区域输水后地下水的响应具有时间同步性,距离河岸较远监测点相应区域输水后地下水的响应时间上具有一定滞后性,要持续数月或几年才能有明显表现;距离河岸越近,地下水水位越高。     

关于新疆孔雀河下游生态输水工作的几点思考

孔雀河流域作为塔里木河"四源一干"格局中的重要组成部分,其生态保护措施和水资源利用状况对塔里木河的生态经济发展至关重要。近年来,孔雀河下游胡杨林处在大面积衰败和死亡状态,生态隐忧日益凸显。为保证下游生态环境的可持续发展,流域管理部门,通过采取加强水量统一调度、加强河道巡查和执法、开展沿河机井摸底调查、加大胡杨林保护宣传力度等一系列措施,有效完成了孔雀河下游生态输水专项工作。     

塔里木河下游环境监测与生态修复研究

塔里木河下游357km河道断流近30年后，经输水使其生态产生了恢复迹象，是世界范围内流域退化生态系统恢复与重建的稀有案例。本文以此为背景，在生态环境本底状况调查的基础上，通过大量的监测资料，应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学以及系统分析与优化方法，对五次应急输水植被生态响应效应，进行了全面系统地评价。科学地确定了合理的生态修复目标和下游河道输水与区间水量优化配置方案。为创建和完善干旱区受损生态系统输水、修复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础，也为塔里木河流域综合治理提供了重要的技术支撑。     

塔里木河下游生态输水后地下水埋深趋势规律分析

以塔里木河流域下游生态输水过程中地下水埋深的监测数据为依据,选取了塔河下游河道其文阔尔河上阿克墩、吐格买莱、依干不及麻等3个监测断面分别构成下游河道上、中、下3个区段,并进行了自2000年以来所实施的塔河下游河道生态输水战略对河道沿河道走向和垂直于河道走向上地下水埋深变动趋势规律的分析。结果表明,生态输水使河道两侧地下水埋深大幅抬升;从沿河道走向来看,地下水埋深随其与河道距离的增大而抬升幅度降低;从垂直河道走向看,不同断面垂向地下水埋深表现出较为一致的变动趋势特征,且随生态输水战略的推进,这一趋势特征更加明显。生态输水是地下水补给、提升地下水埋深的主要渠道,有助于恢复河道范围内生物多样性并维持地下水较高水位动态平衡。     

2000—2014年塔里木河下游地下水补给量及合理需求量

以塔里木河下游为研究区,以区域内9个固定监测断面为基础,依据断面内各个地下水监测井,收集了输水前和第15次输水后的地下水位数据,结合土壤饱和差计算方法,分析了第15次输水后的地下水补给量,并联系植被生长所需的合理水位探讨了地下水到达合理水位所需的水量,以期评价生态输水的阶段性效果,为调整生态输水方案提供理论参考。结果表明:(1)生态输水前地下水埋深在6~13 m之间,第15次生态输水后,地下水最大升高幅度达到8.26 m;(2)第15次生态输水后,塔里木河下游地下水补给量约为20.44亿m3;(3)为使地下水达到植被生长所需适宜水位,塔里木河下游地下水的合理需求量约为24.08亿m3。     

塔里木河下游生态恢复问题及对策探讨

针对现阶段塔里木河下游生态恢复过程中存在的问题,本文在总结前人工作的基础上,提出了一些对策措施,包括:合理配置输水时间、方式,以适合塔里木河下游主要植被的生长特点,实现输水生态效益的最大化;发挥人工辅助在生态恢复过程中的巨大作用,增加土壤种子库数量,以提高生态输水的利用效率,实现生态恢复的规模化;保证一定的输水水量,以满足恢复下游地区水文循环的要求,降低土壤盐碱度,为植被提供良好的生长环境;采取教育、政策、法律相结合的方式对人们的思维和行为进行引导和约束,从而为下游地区的生态恢复提供有效保障.希望这些方法能为塔里木河下游生态恢复工作提供一些思路.     

塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价内容探讨

自2000年向塔里木河下游实施生态输水以来,国内大多数学者所关注的问题一直集中在如何确定下游生态安全保障体系的合理生态保护范围及生态需水量;如何通过河道水流演进－地下水位抬升－植被恢复等关联性问题的系统.为下游生态输水整体效益评估、河道整治、水资源合理配置与优化调度、生态重建提供科学依据等问题上.对于塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究现在还不多见.为此.本论文以塔里木河下游生态输水为背景.对该工程影响后评价的内客进行探讨,目的在于得出塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究框架,为客现,公正的评价该工程影响提供依据.     

生态流域建设理念与发展模式探讨

建设生态流域、协调流域生态环境保护与社会经济发展间的关系已成为当前流域研究的重点.对生态流域的概念及内涵进行了探讨,阐述了生态城市和生态乡村建设示范的规划目标,提出开展生态流域建设应重点开展流域分区与保护、城市群发展规划、生态产业规划、人工系统结构与功能调整四个方面的研究,以流域人工系统物质流和能量流的生态化为核心,深...     

基于生态补水的缺水河流生态修复研究

为研究河流生态修复所需的补水量和补水关键期,以永定河官厅山峡段为例,采用环境需水量和生态需水量两种方法,计算不同阶段河流生态修复所需的生态水量。结果表明:水文变异后,永定河生态严重退化,实施生态补水迫在眉睫;现状1. 7×10~8m~3补水水量具有一定的积极作用,但不能满足河流正常需水;未来3个典型年(75%、90%和95%)最低的生态补水量为4. 88×10~8、6. 11×10~8和6. 37×10~8m~3,同时推荐3-6月份为生态补水关键期。通过对生态补水量和补水时机的研究,为永定河生态修复提供一定的理论依据。     

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     

水库生态调度模型及其应用

为了减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响,针对汉江中下游的主要生态问题,结合不同时期生态因子和水文观测资料,分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量以及四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲过程。通过建立丹江口水库生态调度模型,选取典型代表年,对丹江口水库进行河流生态需水量和人造洪水调度。计算结果表明,丰水年和平水年能满足最小和适宜生态流量的需求,典型枯水年能满足最小生态流量,特枯年份无法满足适宜生态流量过程。分析了生态调度对水库发电效益产生的影响,丰水年影响甚微,平水年和枯水年的影响逐渐加大。通过水库的人造洪水调度可以满足四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲环境。实施水库的生态调度有益于人水和谐的可持续发展。     

基于生态流量区间的多目标水库生态调度模型及应用

传统的水库调度以兴利调度和防洪调度为主,常忽视生态环境问题,导致河流生态水文系统的健康状况不断恶化。相对传统的以水电站年发电量最大,发电保证率最高为目标函数,本研究还引入了生态保证率最高的目标函数,构建基于生态流量区间的多目标水库生态调度模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行优化求解。利用该模型对天生桥一级水库1956年-2008年的来水过程进行优化调度,结果表明:经济效益最大的调度方案会对天然径流过程产生显著的改变,而兼顾经济效益和生态目标的建议调度方案对水库的经济效益产生影响较少的同时能保证生态系统的稳定性。     

铰接式生态护坡块在水环境护岸工程中的应用

介绍了铰接式生态护坡块的植物修复机理、综合生态效能、使用植被品种的选择等。相对传统刚性材料护坡耐久性差、不透水、易引起生态退化的缺陷,铰接式生态护坡块具有防冻胀性能好、施工效率高等优点,并具有较好的生态效益、自净效益和经济效益。     

基于生态水深-流速法的河段生态需水量计算方法

在界定了生态流速和生态水深概念的基础上,提出了一种同时考虑河道本身参数(湿 周、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流量的水力学方法,避免了湿周法不能反映复式断面真实水位流量关系的缺点,并用于验证黄河上游小川河段生态需水量,同时用Tennant法作了对比。结果表明：用生态水深-流速法得到的小川河段生态流量优于Tennant法所计算的生态需水量,由于该方法考虑了生态流速和生态水深,故所得的结果符合实际情况。     

人工湿地建设项目在辽河流域生态治理中的应用

辽河在辽中县多年平均径流量为27.3亿m3,河道水质影响差异较大,枯水期属重度污染,COD、氨氮等4项指标超标,岸滩湿地被开垦为农田,造成了水土流失,大量的化肥和农药投入,使得流域非点源污染逐年递增,缺少生态用水,维持河道内生物繁衍和滩地内植被生长的水量严重不足。针对问题进行人工湿地建设取得良好的生态效益。     

汉江流域控制断面生态基流量的确定

保障合理的生态基流是维护河流健康的基础,是有序、可持续利用流域水资源的前提。采用Tennant法、最小月90%保证率平均流量设定法（Q90）以及最近10a最小月平均径流量法分别计算汉江各控制断面的生态基流量。根据汉江流域生态环境保护需要,以及各方法计算结果,确定汉江流域武侯镇、石泉、白河、皇家港及皇庄等控制断面的生态基流分别为3,28,76,174,200 m³/s。     

基于水文学方法的大洋河河道生态需水量计算研究

河道生态需水量的确定对于河流生态系统健康至关重要,为计算大洋河河道内生态需水量,基于大洋河岫岩和沙里寨两个水文站1970-2012年流量资料,分别运用最小生态径流法以及本文提出的保证率为90%(枯水期)、75%(平水期)、60%(丰水期)的适宜生态径流法计算了大洋河河道内生态需水量,并运用Tennant法对计算结果进行评价分析并结合实测流量资料对大洋河生态径流满足度进行了分析,研究结果表明:适宜生态径流量可以使得大洋河河道内的生态环境状况在丰水期和枯水期达到极好的状态,而最小生态径流量也能使大洋河生态环境状况得到改善和稳定,大洋河在丰水期生态径流破坏程度要高于枯水期,本文的研究成果对于大洋河河道生态保护和治理可提供参考价值。