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。     

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。     

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。     

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月初现场巡查自然保护地基础上,结合两省水生态文明建设实际,探索总结两湖地区在农村生态水系建设方面的成功经验和实用技术,为长江流域中下游区域的水系连通、水生态保护、水环境治理工作的开展提供技术参考。     

生态流量的科学内涵

简要回顾了生态流量发展沿革,提出了生态流量定义,讨论了生态流量的理论要点,如水文情势是维系河湖生态健康的关键因素、把自然水文情势定义为生态流量的参照系统、建立水文情势改变-生态响应关系等,简要比较了水文法、水力学法、栖息地评价法和整体法等各类生态流量计算方法,针对水文学法、水力学法和生境模拟法给出了3个案例。     

妫水河流域农业非点源污染负荷估算与分析

本文利用改进的输出系数模型对妫水河流域农业非点源污染负荷进行了估算,并且分别通过三分法,即分区、分类、分期的方法对结果进行了分析。结果表明:(1)2017年妫水河流域农业非点源污染物TN和TP的负荷量分别为1 402 214.9 kg/a,279 629.1 kg/a;(2)流域内各乡镇TN和TP的负荷量差异较大,旧县镇、永宁镇所贡献的TN、TP负荷量最多且单位负荷强度最大,属于重点治理区域;(3)流域内对TN的贡献最大的污染源为农业种植,对TP的贡献最大的污染源为农村生活污染,这两个污染源属于优先控制的污染源;(4)TN、TP负荷与降雨量呈现正相关关系,降雨冲刷是导致的污染物负荷增加的一个主要因素。农业非点源污染的三分研究结果为妫水河流域非点源污染治理与农业结构调整提供了科学依据。