强干扰河流生态学基本问题与技术体系探析

河流生态系统在强干扰行为影响下将发生系列变化。归纳了国内外对河流生态学的研究进展,论述了强干扰河流的定义、分类、生态学特征,从水文、地貌、泥沙、生物四个方面建立强干扰河流生态学研究框架,并构建了包括水库生态系统、水工程生态调度、过鱼设施、水生生物保护区、鱼类洄游特性五个方面的技术体系,对其应用场景进行了分析。     

黄河水量统一调度与调水调沙对河口的生态水文影响

从具有生态学意义的流量、频率、出现时间、持续时间和变化率等5种水文要素出发,采用水文变化指标体系定量评估了黄河水量统一调度与调水调沙对河口段生态水文情势的影响,讨论了河口环境水流需求以及调水调沙后水文情势对环境水流的满足程度。研究结果表明,与水量统一调度前相比,水量统一调度与调水调沙后利津断面水文情势有所改善,年极小值流量明显增加,但是水文过程变化率降低,洪水漫滩过程消失,水文过程趋于平缓。目前河口段水文情势能够满足枯水期适宜生态流量需求,汛前4—5月关键期无法满足适宜生态流量与流量脉冲过程,汛期除缺乏洪水脉冲过程外,基本能够满足高流量输沙需求。     

水功能区水质响应系数计算研究

水质响应系数是计算水环境容量,进而明确排污责任主体的重要基础。以一维对流扩散方程为基础,基于线性叠加原理,推导了水质响应系数矩阵,探讨了基于综合水动力水质模型的水功能区水质响应系数矩阵高效计算方法。基于HEC-RAS模型建立了辽河干流水动力水质模型,据此计算了辽河干流水功能区水质响应系数矩阵。结果表明:基于综合水动力水质模型的水功能区水质响应系数矩阵高效计算方法可显著提高计算效率,而且HECRAS模型不仅在水动力模拟方面优势显著,在水质模拟方面亦表现出良好特性。较之公式法,基于综合水动力水质模型计算水功能区水质响应系数可以显著提高计算精度。     

环境流理论进展述评

本文回顾了环境流评价方法从简单的水文公式到水文变化生态限度方法(ELOHA)的发展历程。讨论了环境流的理论要点,如自然水流与径流调节水流的区别;水文情势改变-生态响应关系以及水生态系统阈值等问题。文章还评论了环境流方法应用的若干问题,包括生态需水概念;技术文件中引用国外文献的完整性和准确性;加强数值模型研究和软件开发;推行适应性管理策略。     

长江大保护背景下两湖地区农村生态水系建设实践经验分析

湖南、湖北两省在长江中游流域经济社会发展、水生态环境保护、资源有序开发中发挥着重要作用.两湖地区由于地理位置、水系构成、经济社会发展格局、水资源禀赋等方面的差异,在水生态保护策略、水环境治理思路、区域水生态经济发展模式、水系连通等方面存在一定的差异.在2018年6月现场调研两湖地区农村水系生态环境整治、2018年9月初...     

传统挡潮闸结构功能优化路径探析

挡潮闸工程在控制运用过程中一直饱受河流环境生态、河道淤积、工程管理等问题的困扰。在收集整理相关研究成果的基础上,对上述问题产生的原因进行了系统性梳理和分析,初步厘清了各要素间的互动关系,并据此提出了相应的技术解决方案,且对方案的可行性进行了分析和探讨。研究表明：(1)河流生态环境受损、河道淤积、工程管理等问题间存在密切的内在联系,属与挡潮闸相关的工程伴生问题;(2)传统挡潮闸工程简单的结构功能造成了对河流的过度控制,是上述伴生问题产生的主要原因;(3)以提升闸门启闭切换效率为抓手,提出对传统挡潮闸工程实施双闸门控制,并对工程软件操作系统进行智能化升级,能够对前述各类工程伴生问题起到缓解作用,具有一定的技术可行性。     

基于植被粗糙度的生态渠道阻力系数研究

天然渠道中遍布种类众多的水生植被,河道中的植被在改善水质、减少水土流失和生态修复中起到了重要作用,但同时也会产生阻力,影响河流流速的大小以及流量的分布。本文通过对植被化河道阻力系数进行理论分析,分析出相对粗糙度和阻力长度是影响植被阻力系数的两个关键因子。通过收集到的不同学者不同工况条件下刚性植被的实验数据,利用遗传算法获得植被阻力系数的计算公式。最后通过对比实验及验证组的实测数据与公式计算值,验证该公式对于计算植被阻力系数的精确性。结果表明：本文提出的植被化生态渠道的阻力系数公式相对简洁,模拟精度较高,为阻力系数公式在植被化渠道中的应用提供了参考,对植被化渠道的流量预测及生态修复提供了理论依据。     

基于图论的河道-滩区系统连通性评价方法

河道-滩区系统的连通性是维持河流生态系统健康的重要因素.基于图论连通度理论,将河道-滩区系统中的水流通道、鬃岗地形、小型封闭水域和牛轭湖等微地貌单元概化为图模型.并利用ArcGIS平台和DEM模型实现其表述.在此基础上,建立图的邻接矩阵,进行连通性分析和水流通道连通度计算,实现了河道-滩区系统连通程度分析的定量化.以瓯...     

蜿蜒型河流地貌异质性及生态学意义研究进展

基于蜿蜒型河流丰富的地貌异质性,回顾了蜿蜒型河流形成机理及影响因素,论述了蜿蜒型河流的地貌结构和动态变化特征,总结了地貌异质性的生态功能,重点分析了深潭-浅滩序列结构的相关研究进展,归纳了蜿蜒型河流异质性的生态学意义。     

基于AHP-熵权法的平原城市河网水系连通性评价——以廊坊市为例

在对近年国内外城市水系连通典型案例总结的基础上,构建包含水系格局、结构连通性和水力连通性3个准则层的平原城市河网水系连通性评价体系,改进水力连通性准则层中水力连通能力指标的计算方法,使其适用于整个河网计算.为避免主、客观单一权重法的不足,采用AHP-熵综合权重法对评价指标赋权.针对通过指标值评价水系连通状况不能兼顾多因...