澜沧江-湄公河流域干旱分析及上游水库影响

干旱是威胁澜沧江-湄公河流域农业和生态安全的主要自然灾害之一。本文分析了澜沧江-湄公河流域气象干旱和水文干旱特征,并选取2009/2010年和2012/2013年两场典型干旱进行对比,揭示澜沧江水库发挥的作用。结果表明澜沧江-湄公河全流域的气象和水文干旱无显著趋势性变化,各区间变化趋势不一。2012/2013年气象干旱总体较2009/2010年严重,然而同期湄公河干流并未发生水文干旱。澜沧江梯级水库在2012/2013年干季下泄流量较多年平均来水量增加43%,对缓解湄公河干流水文干旱发挥了积极作用。     

小浪底水库排沙对下游鱼类的影响研究

采用现场调查和室内实验相结合的方法研究了黄河小浪底水库排沙期间下游河流出现鱼类死亡现象的原因。2010年度小浪底水库排沙期间,下游出现了高含沙水流过程,伴随出现了鱼类死亡现象,调查发现受影响鱼类有5目5科11种。水库排沙期间的含沙量、溶解氧变化过程的现场调查及室内实验结果表明,小浪底水库排沙时细颗粒泥沙含量较高,堵塞和损坏鱼鳃是导致鱼类死亡的原因之一。当含沙量大于80kg/m3时,水体溶解氧下降至鱼类生存所需下限2mg/L以下,鱼类在短时间内缺氧而死亡;当含沙量低于60kg/m3时,根据现场调查结果及相关人员经验判断水库下游河道内不会出现鱼类死亡漂移现象。水库排沙期间,下游河道水体的含沙量与溶解氧浓度具有较好的相关性,即河道水体的溶解氧浓度随着含沙量的增加而减少,可通过控制出库含沙量及其持续时间减轻水库排沙对鱼类的影响。     

内陆湖泊水盐均衡定律及其实证

提出并证明了内陆湖泊水盐均衡定律,即在一定条件下,湖泊经过长期演化之后,入、蓄水矿化比与损、补水量之比的代数和将收敛为1;分析了不同初始条件下内陆湖水盐演化方式,结合水箱模型试验,进行了实证研究,验证了内陆湖水盐均衡定律的存在性;所提出的定律不含任何经验常数,有助于估算潜排流量和矿化度,可根据条件变化预测内陆湖的长期水盐演变趋势,也可用于按照生态需求对湖泊矿化度进行调控。     

基于IPSO-BP神经网络的高含沙水体对鱼类影响预测方法

水库进行水力排沙时，高含沙水流过程可能会对鱼类等水生动物产生负面影响，其量化评估方法研究较为薄弱。为了预测和评估水库排沙过程对下游鱼类的影响，本文利用黄河花斑裸鲤和鲤鱼在高含沙水体中生存特性研究的实验数据，综合考虑含沙量和粒径、溶解氧、暴露时间、水温等因子对鱼类生存的影响，建立了基于IPSO-BP神经网络的高含沙水体对鱼类致死影响预测方法，对目标鱼类死亡率的预测误差小于6%。本文使用了与BP神经网络紧密耦合并引入动态参数和变异扰动的IPSO算法，较BP和PSO-BP神经网络预测能力更佳，相比国内外已有的Stress Index(SI)、Severity of Ill Effect (SEV)和多元拟合方法预测精度得到显著提升。分析表明，本文提出的预测方法能够考虑高含沙水体中鱼类生存受多环境因子联合制约，且多因子之间存在复杂关联的情况，可为评估高含沙水流过程对水生态的影响提供新的方法。