城市河流生态恢复的研究现状与问题

文章分析了国内外河流生态修复的研究现状与存在的问题。目前我国河流治污项目多偏重修复受污染的水体,而基于生态系统尺度修复受损河流生态系统的研究很少。指出为顺利开展河流生态修复实践,我国需要在理论、技术、水利工程设计规范、水法等方面应进行的研究工作。     

城市河流生态恢复的尺度

目前我国河流治污项目多偏重修复受污染的水体,注重水质的改善,而不强调河流生态系统结构、功能的修复。本文提出城市河流生态恢复的尺度包括工程安全尺度、生态系统尺度、景观尺度、亲水尺度、时空尺度和经济尺度。同时指出为顺利开展河流生态修复实践,需要在理论、技术、水利工程设计规范、水利法等方面进行深入研究工作。     

长三角示范区水利建设标准协同路径研究及实践

长三角生态绿色一体化发展示范区内河湖水系众多，跨越3个地方行政区域的水利工程存在建设主体、建设机制、功能定位、建设标准等差异。为高标准、高水平、高质量建设示范区水利工程，在梳理分析了示范区内水利工程典型类型和既有水利建设标准体系及标准差异基础上，研究并提出了长三角示范区水利建设标准体系框架和协同路径，并以元荡生态岸线修复和功能提升工程为示范开展了实践。结果表明：(1)示范区内水利工程主要为典型平原河网地区的水利工程，包括泵闸工程、水源工程、河道湖泊及湿地等类型；(2)除执行国家和行业的水利技术标准外，各地针对本地水利工程特点出台了诸多地方标准或指导性文件，导致水利建设标准差异性较大；(3)针对多地既有标准、单一地区先进标准、缺失或创新性标准提出的水利建设标准协同主要路径和辅助路径，以及水利技术标准体系框架，可为示范区水利标准协同和工程建设提供基础依据和保障；(4)以元荡生态岸线修复项目示范实践形成的跨界水体生态修复和功能提升项目一体化实施标准，体现了跨区域协同要求，彰显了示范区一体化生态建设的机制优势。     

山东省洙赵新河流域水系生态修复模式研究

为改善洙赵新河流域水系健康状况,本文基于生态水利工程学的原理和方法,研究了洙赵新河流域水系生态修复模式。在充分考虑河道的纵向蜿蜒性、横向多样性、空间异质性、生境异质性、生物多样性和水体连通性的基础上,遵循要人工诱导与自然恢复相结合、工程措施与生物措施相结合、生态修复与景观美化相结合、河道整治与防洪除涝相结合、水质净化与截蓄回用相结合的原则,打造"四带、三区、两湖、一通"的生态修复格局;主要建设拦河建筑物建设、堤防修复、滩地整治、河道湿地和生物栖息地建设、生态护岸、城市滨水景观区建设、生态湖建设、赵王河连通工程、生态修复植被建设和水系运行管理保护措施共十大建设任务。     

生态水利学初探

为了适应国家生态文明建设战略需要,必须与时俱进地将传统水利转变为生态水利,以满足和支撑生态保护与高质量发展目标要求。分析了1949年以来我国水利发展经历的工程水利、环境水利、资源水利和生态水利4个阶段,生态水利发展经历的生态工程、生态水利工程、生态水利3个阶段,论述了生态水利与生态水利学的关系,阐明了构建生态水利学的目的和意义,结合国内外相关研究成果和生态水利的概念,初步探讨了生态水利学的定义、内涵、特征、研究对象、基本原理与方法、研究任务与内容等,并构建了生态水利学体系框架。研究表明:生态水利学是一门多学科交叉的新型课程,其横跨自然科学、工程技术科学以及人文与社会科学三大领域;生态水利学的研究对象是,水循环-社会经济-生态环境-水利工程组成的复合系统,可从流域整体性、生态环境保护、水利工程全生命周期、人与自然和谐和可持续发展等原理出发,采用现场观测和遥感观测、原型试验、物理试验、统计分析、数值模拟、系统分析等方法开展生态水利学研究。     

生态水利工程存在的问题及思考

中国水利事业的持续发展，极大地解决了水利发电、航运、供水、农业生产等问题，但社会的迅速发展也给我国的水环境和生态环境带来了严重的影响，并导致了水体的污染和生态环境的恶化，这是当前亟待解决的问题。因此，必须在现有水利项目的基础上，增加了一个新的重点——水生态修复，加大对生态水利工程建设的研究。     

《河流生态修复的理论与技术》为河流生态建设提供了理论和技术支撑

我国已经深刻认识到了水利工程对生态所产生的严重影响，从不同角度积极阐明开展河流生态修复研究的重要性。2005年8月1日，由“今日中国论坛”组委会与水利部发展研究中心联合主办的“水利工程生态影响”论坛在北京召开。来自不同领域的高层专家和学者、关注中国水利事业的社会各界人士，围绕“重视生态保护．使水利工程造福于人类”这一主题，深入研究水利与生态的关系，     

试析生态水利设计新理念

随着社会经济发展对水利工程建设要求的提高和人们生态保护意识的增强,未来的水利工程设计需要综合社会经济发展与生态系统的双重需要基础上,平衡二者的发展要求,将二者的紧密的联系在水利设计当中,实现水域生态系统的有效保护和可持续发展。本文根据现有的研究资料详细论述了传统水利工程与生态水利工程的区别,阐述了生态水利设计的基本理论和技术路线,以期能够推动生态水利设计的应用和推广。     

河道的生态功能及水文过程的生态效应

对河流生态功能的认识是评价水利工程建设生态影响的基础，水文过程足影响河流生态系统的控制性变量。本文介绍了河流的栖息地、过滤和屏蔽、通道、源汇等方面的生态功能，水文过程与生态环境和生物多样性的关系，以及流量与频率变化、来水时间、变化的速度、来水时间长短等水文特征变量的生态效应。     

水利工程河湖湿地生态保护修复技术研究进展

水利工程具有防洪、发电、供水、航运等多重效益,但其建设和运行可能带来湿地萎缩、生境退化、生物多样性减少、生态系统稳定性降低等生态环境问题。系统研究水利工程建设和运行对湿地生态环境的影响并提出多目标协同提升的湿地生态保护修复技术,对湿地生态保护和修复具有重要现实意义和科学研究价值。对国内外水利工程影响下湿地关键修复技术研究进展及湿地保护修复尚存的主要问题进行分析,展望湿地保护修复技术的研究和发展方向,以期为受水利工程影响下河湖湿地生态修复技术研究提供思路和借鉴。     

环境友好型河道边坡防护探讨

针对河道边坡作为生态系统特殊功能区域,在满足安全性要求下,进行生态修复很有必要,提出了环境友好型边坡的评价方法;针对水利水电工程建设对河道边坡的影响,提出了几种环境友好型边坡防护方案,使河道边坡作为水利工程和生态工程相结合的产物,兼顾防洪与生态两方面功效,为河道边坡生物多样性生境提供条件,为生态系统的动态平衡调节提供基础。     

基于文献计量的国际河流栖息地研究动态

河流栖息地是水域生态系统的重要组成部分,以Web of Science论文数据库为数据源,利用TDA等工具对2015-2017年国际河流栖息地研究进行文献计量分析。结果表明:该领域研究方向涉及环境科学与生态学、海洋与淡水生物学等多个学科;美国的发文量最高,中国居于第2位;"保护"、"河流"、"鱼类"和"气候变化"是热点关键词;当前河流栖息地研究动态集中于风险评估与生态修复、水生生物群落、外来生物入侵、栖息地的地貌变化等方面。     

重庆市集中式饮用水源地水生态修复措施调查研究

通过对重庆市已实施的150余处集中式饮用水源地水生态修复工程进行调查研究,发现已实施的项目中用到水生态修复工程措施22种,非工程措施7种。常用的9种工程措施分别是:岸边植被带、人工湿地、水源涵养林、生态隔离、物理隔离、生态清淤、生态浮床/浮岛、自然湿地、排污管(渠)网;同时对已实施项目中常用的植物种类进行了分析。重庆市饮用水源地水生态修复工程的实施,在对入库污染源拦截、污染水体净化方面起到了较好的效果,95.23%的项目实施后对污染源有不同程度的削减或消除作用,41.91%的项目在消除生活污水或养殖污染源方面效果较为明显。为更好地推进重庆市下阶段饮用水源地水生态修复工作,应尽快制定水生态修复工程指导性规则,同时加强对基层管理人员相关业务的培训。     

水利水电工程维持河流连通性的思考

河流的连通性是河流生态系统的最基本特点,是河流生态系统保持其生态结构和执行其生态功能的重要前提条件和基础。近年来,水利水电工程对河流连通性的影响越来越受到社会各界的广泛关注和重视。文章阐述了河流连通性的概念与内涵,探讨了水利水电建设对河流连通性的影响,着重论述了恢复河流连通性的手段,结合我国水利水电工程在河流连通性恢复上存在的问题,提出了相关对策和建议。     

水利水电工程维持河流连通性的思考

河流的连通性是河流生态系统的最基本特点,是河流生态系统保持其生态结构和执行其生态功能的重要前提条件和基础。近年来,水利水电工程对河流连通性的影响越来越受到社会各界的广泛关注和重视。文章阐述了河流连通性的概念与内涵,探讨了水利水电建设对河流连通性的影响,着重论述了恢复河流连通性的手段,结合我国水利水电工程在河流连通性恢复上存在的问题,提出了相关对策和建议。     

3流4D连通性生态模型

为了改善河湖水系间的物理连通关系和水力关系,从理论上系统描述河湖水系连通性特征概况,回顾了连通性相关生态模型的发展沿革,分析了河流在三个几何维度上的连通性特征,并阐述了以水为载体的物质流、物种流和信息流在三维空间流动的生态影响。在此基础上,从生态系统的结构、功能和过程出发,提出了3流4D连通性生态模型及其参数和判据,用以系统、整体地概括描述河湖水系连通性的生态学机理。结果表明,3流4D连通性生态模型一方面可以通过建立参照系统和分级系统对河湖水系连通性现状进行评估;另一方面可以对连通的生态过程进行仿真模拟计算,对河湖水系连通性特征进行模拟和分析,促使河湖水体恢复天然的水文及其伴随过程节律及生态系统功能,提高水生态修复工程的科学性和可靠性,达到改善水生态系统整体性、保障生态系统服务功能的目的。     

厄瓜多尔流域综合规划中水生态保护思路

厄瓜多尔流域综合规划分为防洪、水资源综合利用、水资源保护和水利管理四大体系,水生态保护是预防和减缓流域水资源综合利用导致生态环境影响的重要方面,贯穿规划整个过程。系统分析整理了厄瓜多尔全国水生生物资源、涉水生态敏感区以及生态环境特点,分析了厄瓜多尔水生态方面存在的问题。针对全国河流水系特点及水生生物资源分布情况,结合规划方案,在充分考虑经济社会发展水平的基础上,提出了水生态保护思路。     

Integrating remotely acquired and field data to assess effects of setback levees on riparian and aquatic habitats in glacial‐melt water rivers

Setback levees, in which levees are reconstructed at a greater distance from a river channel, are a promising restoration technique particularly for alluvial rivers with broad floodplains where river‐floodplain connectivity is essential to ecological processes. Documenting the ecological outcomes of restoration activities is essential for assessing the comparative benefits of different restoration approaches and for justifying new restoration projects. Remote sensing of aquatic habitats offers one approach for comprehensive, objective documentation of river and floodplain habitats, but is difficult in glacial rivers because of high suspended‐sediment concentrations, braiding and a lack of large, well‐differentiated channel forms such as riffles and pools. Remote imagery and field surveys were used to assess the effects of recent and planned setback levees along the Puyallup River and, more generally, the application of multispectral imagery for classifying aquatic and riparian habitats in glacial‐melt water rivers. Airborne images were acquired with a horizontal ground resolution of 0.5 m in three spectral bands (0.545–0.555, 0.665–0.675 and 0.790–0.810 µm) spanning from green to near infrared (NIR) wavelengths. Field surveys identified river and floodplain habitat features and provided the basis for a comparative hydraulic analysis. Broad categories of aquatic habitat (smooth and rough water surface), exposed sediment (sand and boulder) and vegetated surfaces (herbaceous and deciduous shrub/forest) were classified accurately using the airborne images. Other categories [e.g. conifers, boulder, large woody debris (LWD)] and subdivisions of broad categories (e.g. riffles and runs) were not successfully classified either because these features did not form large patches that could be identified on the imagery or their spectral reflectances were not distinct from those of other habitat types. Airborne imagery was critical for assessing fine‐scale aquatic habitat heterogeneity including shallow, low‐velocity regions that were not feasible or practical to map in the field in many cases due to their widespread distribution, small size and poorly defined boundaries with other habitat types. At the reach‐scale, the setback levee affected the amount and distribution of riparian and aquatic habitats: (1) the area of all habitats was greater where levees had been set back and with relatively more vegetated floodplain habitat and relatively less exposed sediment and aquatic habitat, (2) where levees confine the river, less low‐velocity aquatic habitat is present over a range of flows with a higher degree of bed instability during high flows. As river restoration proceeds in the Pacific Northwest and elsewhere, remotely acquired imagery will be important for documenting its effects on the amount and distribution of aquatic and floodplain habitats, complimenting field data as a quantitative basis for evaluating project efficacy. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国主要河湖水生态综合评价

河湖水生态综合评价是水资源保护规划工作的重要内容之一。本文从水文水资源、水环境、河湖生境形态、生物及栖息地状况等方面,构建了包含生态基流满足程度、水功能区水质达标率、湖库富营养化指数、纵向连通性、重要湿地保留率及鱼类生境等6个指标构成的河湖水生态综合评价体系。在此基础上,对全国673条河流、97座水库和100个湖泊湿地共计1006个规划河段和湖库的水生态状况进行了评价和分类,分析了我国各大流域河湖面临的水生态问题。研究成果对我国主要河湖水生态保护和修复工作的实践具有重要的指导意义。     

Die unbekannte dritte Dimension: Geländehöhen,Gewässertiefen und Dynamik österreichischer Donaulandschaften vor der Regulierung

River landscapes are multidimensional ecosystems characterized by diverse spatio-temporal interrelations. Longitudinal interactions along the river continuum and lateral exchange processes between river and floodplain are common focal points in river restoration projects. Vertical interactions, such as between aquatic habitats and river bottom (hyporheic interstitial) or between groundwater and terrestrial habitats, are often only addressed in planning schemes, if the impairments of ecological functions and human uses are already evident. This partly reflects the dearth of well-founded basic data on the configuration of river landscapes prior to regulation in the vertical dimension. Consequently, only few reference data are available for designing adapted restoration measures.