溪洛渡水电站叠梁门取水方式减缓下泄低温水的优化调度

大型水库常采用叠梁门取水方式作为改善春季下泄低温水的有效手段,但现有的叠梁门调度方式基本为全年使用,可能加剧水库冬季下泄高温水现象,且影响到春季的水温改善效果。提出根据下游鱼类对水温的需求时段来确定叠梁门的启用时段,对金沙江下游的溪洛渡电站水库水温进行了研究,结果表明,分时段采用叠梁门取水可有限程度地提高春季的下泄水温并避免冬季下泄水高温现象的进一步加剧。同时,也研究了河流梯级开发对叠梁门应用的影响,发现水库调节性能、梯级开发、人工调度等带来的下游入库水温平坦化,以及溪洛渡水库的过渡型水温结构,使叠梁门对水温的影响显著减弱.     

基于EFDC的二滩水库水温模拟及水温分层影响研究

采用EFDC模型模拟二滩水库2006年3～7月的水温变化过程。通过分析与热交换和热传递相关的模型参数,发现太阳短波辐射中快速波所占的比例和太阳短波辐射在水体中的慢速衰减系数这两个参数值的增大均会引起表层水温升高、底层水温降低,而太阳短波辐射在水体中的快速衰减系数对水温的影响并不明显。将不同时期坝前水温和不同断面水温的模拟值和观测值进行比较,以率定模型参数。结果显示EFDC模型能较好地模拟出大型深水库不同时期水温分层结构及沿程发展变化过程。在此基础上,分析该水库的水温分层规律,并结合水库取水规则对比分析建库前后下游河道水温的差别,以期为水库取水设计和运行管理提供科学参考,以此来减缓水库水温分层带来的影响,保护下游河道生态环境和水生生物的多样性     

梯级水库对长江水沙过程影响初探

长江中上游干流及主要支流正在进行大规模水电开发,按目前的规划和建设步伐,在未来20~30年,这些河段将形成一系列梯级水库。根据近20年来水文观测和资料统计,初步分析了长江水沙变化情况和发生变化的原因;通过一些已建大型水库的观测资料,分析了水库对泥沙输移规律的影响方式和程度;最后,提出减小梯级水库对长江生态环境影响的对策和建议。分析表明：长江的水沙过程已经发生变化,绝大多数河段输沙量明显减少;梯级水库的建设是输沙量减少的主要因素之一;梯级水库建设不仅使输沙量和径流量减少,而且显著改变了天然河流的水沙过程,给长江中下游及河口地区生态环境带来一定影响。为了减小梯级水库对河流自然属性的影响,必须转变长江治理的思路,由江河治理向科学管理转变,利用洪水冲沙和水库群的优化调度,尽量维持河流的自然属性。     

金沙江下游梯级电站开发影响区域的资源开发与产业可持续发展

金沙江下游是我国长江经济带的重要组成部分,也是西南地区生态建设和区域经济社会发展的中心。“西电东送”骨干工程的向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德四大水电站均分布在这一江段。通过对该区域资源开发和产业发展的现状、问题和发展前景进行分析,得到如下主要结论：（1）该区域农业资源丰富多样,矿产资源分布广泛且优势矿种地位突出,旅游资源待开发潜力巨大,但是资源开发却面临着勘探开发程度不够、浪费污染严重、资金交通制约和生态环境脆弱等几大问题;（2）区域产业经济发展迅速但总体水平低,部门结构中以种植业为主的农牧业占主导,林牧业和特色产业有待进一步开发,产业发展面临着部类和区域不均衡、结构矛盾突出以及效益低下等问题的困扰。在此基础上,提出该区域必须以梯级电站和水能开发为契机,切实抓好移民工作,立足资源优势,主打“特色”和“品牌”战略,经济效益和社会生态效益并重,寻找区域资源开发和产业可持续发展的道路。     

猫跳河流域梯级水库磷的夏季变化特征

调查了我国第一条全流域梯级水电开发的河流--猫跳河中梯级水库对磷的拦截效应。于2007年丰水期7~9月在猫跳河流域采集水库坝前分层水样以及下泄水,分析和测试水样中的总磷和正磷酸盐。结果表明：丰水期猫跳河流域梯级水库内部总磷和可溶性正磷酸盐变化趋势相似,而下泄水的磷含量均大于该水库表层水体的磷含量。在猫跳河流域的梯级水库中,上游水库（红枫湖和百花湖）的磷含量明显高于各下游水库,即猫跳河流域各水库顺水流方向磷含量具有逐渐减少的特征,说明该流域梯级水库开发对于全流域磷具有梯级拦截效应;另一方面,各水库的富营养化指数表明该流域各水库均处于较高的富营养化状态,全流域富营养化状态差别与磷的分布特征相似,表现为顺水流方向减弱的规律。     

虎跳峡水库蓄水对水温的影响分析

虎跳峡坝址为金沙江流域上下游鱼类的分界处,水生生境敏感而脆弱。科学预测水库蓄水对水温的影响,对于研究水库兴建对水生生物的影响,保护金沙江流域鱼类资源,探讨水库泄水对下游农田灌溉作物的影响具有重要意义。综合应用多种水库水温预测模型和方法,对虎跳峡水库蓄水后对库区和下游河道水温的影响进行了预测,并分析了水库泄水对下游灌溉作物的影响。结果表明,虎跳峡水库蓄水后库区水温比蓄水前明显升高,正常蓄水位1 950 m和2 010 m两个方案库区年均水温分别增加5.9℃和5.6℃,且6月～次年1月水温增幅较大;4～9月水库泄水水温比天然河段水温分别低3.5～6.2℃和3.3～7.1℃,两个方案都将对坝下采用干渠取水灌溉的农田作物带来一定的影响。     

猫跳河流域梯级水库夏季N2O的产生与释放机理

为了研究河流筑坝对河流氮生物地球化学循环的影响,在夏季水体分层期间对猫跳河梯级水库坝前分层采集水样进行了相关地球化学分析。结果显示,在上游的两座水库存在2个明显的温度分层现象,并影响到了水体N2O的产生和分布。红枫水库整个剖面的氮分布主要受硝化作用控制,而百花湖、修文及红岩水库则表现为上层水体为硝化作用,中层为硝化反硝化共同作用。所有水库表层水和下泄水高饱和度的N2O含量表明这些水体为大气N2O的源。百花湖底层反硝化作用强烈,中间产物N2O大量消耗。底层泄水的方式对于温室气体释放影响重大,因此不同水库下泄水的N2O含量在时间和空间上的变化与水库运行和调蓄模式有关。研究结果表明,梯级水库过程对N2O的排放影响很大,在水电开发的环境保护中应当引起重视。     

大型梯级水库对河流生态流量的影响——以金沙江下游梯级为例

大型梯级水库通常具有较大的调节库容,水库运行使坝下河道自然的流量过程受到较大扰动,一些具有重要生态意义的流量组的特征被改变,如洪水、高流量脉动、低流量和极端低流量。基于BRAIN等提出的河流生态流量影响研究理论,结合金沙江屏山断面的水文与河流生态的关系,选取水平年组对高流量脉动和极端低流量组的判别参数进行率定,确定自然条件下屏山断面生态流量组指标值。模拟金沙江下游梯级建成后的逐日流量过程,求得各生态流量组指标值并与自然条件下的指标值进行对比,分析金沙江下游“乌东德-白鹤滩-溪洛渡-向家坝”梯级水库建成后可能对屏山断面生态流量过程的影响。研究结果表明：建库后屏山断面将可能出现“极端低流量消失、低流量提高、高流量脉动散化、洪水基本保持”的变化特点.     

水库渗漏水流溶解氧与水温沿程恢复的试验研究

水库底层低温低氧水从坝体下泄或渗漏,可能对下游生态产生不利影响。通过对湖北温峡水库下游温峡河225 km河段的野外试验,测量溶解氧、水温等指标的日变化和沿程变化,开展复氧试验研究阶梯深潭结构和沙洲对溶解氧的影响,并取样分析大型底栖无脊椎动物的沿程分布。结果表明,流速对水温与溶解氧日变化规律无明显影响。试验河段水温和溶解氧恢复很快,经过17 km的河段,水温从123℃升高至300℃,且溶解氧饱和度基本达到饱和。河宽对水温恢复起重要作用,对溶解氧影响较小,对复氧速度基本无影响。流量通过改变淹没程度影响阶梯深潭的复氧能力。溶解氧在沙洲下游存在横向分布,滞水区溶解氧高于左右汊道。溶解氧是水库下游水生态的控制因素,物种多样性随溶解氧的升高而增加     

乌江流域梯级水库入出库河流中总汞和甲基汞的时空分布

2006年1~12月,每月采集乌江流域梯级水库入出库河流水样,用两次金汞齐-冷原子荧光光谱法和蒸馏-乙基化结合GC CVAFS法测定了水中总汞和甲基汞的浓度。结果表明：（1）入出库河流中总汞年均加权浓度分别为317和 2.34 ng/L,甲基汞为014和 0.18 ng/L。（2）不同水库入出库河流中总汞和甲基汞的时空分布特征不同,位于上游第一级的普定和洪家渡水库入库河流中总汞有明显的季节变化趋势,且显著低于出库河流;而甲基汞的季节变化在出库河流中较为明显,而且库龄大的普定、东风、乌江渡水库出库河流中甲基汞浓度显著高于入库河流。（3）相关分析发现水库入库河流中总汞、甲基汞浓度主要受悬浮颗粒物的影响,而与水量间的相关性因水库所处位置的不同而有差异,上游的普定和洪家渡水库中呈显著正相关,其它水库中呈负相关。     

向家坝灌区水温改善措施效果研究

水温是影响灌区农作物灌溉效果的重要因素。为明确特定水库取水口低温水对灌区灌溉的影响程度及多种低温水减缓措施的改善增温效果,以向家坝灌区北总干渠一期工程为研究对象,采用纵向一维水温数学模型,定量分析并研究低温水减缓措施对灌区水温的改善效果。结果表明:与向家坝坝址处的天然水温相比,单库运行时(建坝近期)向家坝灌区部分渠道最大降幅可达2.1℃,梯级电站联合运行后(建坝远期)最大降幅可达3.1℃,建坝远期的低温水效应大于近期运行时的低温水效应。距取水口最近的柏溪斗渠4月灌溉水温降幅可达3.1℃,而较远处的两木斗渠4月份灌溉水温降幅为1.3℃,灌溉水温的降幅随灌渠离取水口距离的增加而减小,向家坝北总干渠前38 km低温水效应较显著, 38 km以外渠道受低温水影响较小。取水口设置叠梁门分层取水措施与灌区设置晒水池增温措施具有相近的增温效果,4月增温效果约为0.4℃～0.9℃。采用已建塘坝、窖池等小水利设施辅助晒水池进行晒水增温对低温水具有显著的改善效果,4月增温幅度约为1.3℃～1.7℃。研究成果可为湖库管理部门制定近期及远期运行方案提供决策依据。     

汉江下游鱼类早期资源及梯级联合生态调度对鱼类繁殖影响的初步分析

汉江是长江一级支流,鱼类资源较为丰富。目前汉江中下游建有4座水利枢纽工程,对鱼类洄游和繁殖产生较大影响。在鱼类繁殖季节,为促进汉江中下游鱼类繁殖,2018年6月汉江中下游首次实施梯级联合生态调度。该研究在汉江下游汉川段设置监测断面,采集鱼类早期资源,以分析汉江下游鱼类早期资源多样性,及生态调度对促进汉江下游鱼类繁殖的效果。监测结果表明汉江下游卵苗种类共有36种（属）,其中22种为产漂流性卵鱼类。监测期间卵苗总径流量为118.78亿尾（粒）,其中四大家鱼卵苗为0.87亿尾（粒）,占0.73%,其中鱼卵0.69亿粒,推测汉江下游有4处四大家鱼产卵场。梯级联合生态调度期间,汉川江段出现一次鱼类产卵高峰,鱼卵径流量占总径流量的34.1%,其中四大家鱼鱼卵占家鱼卵总径流量的85.5%,表明梯级联合生态调度对汉江下游鱼类,特别是四大家鱼的繁殖具有积极的作用。建议今后继续开展生态调度,并加强监测和分析工作。     

非对称信息下企业治理环境污染的激励机制研究

基于博弈论构建了隐性声誉激励与显性收益激励相结合的动态激励机制,分析了企业治理环境污染过程中声誉激励因素的激励效应,探讨了非对称信息下隐性声誉激励机制效应发挥的有效均衡条件和相关要求,结果表明,通过引入动态声誉激励机制,不仅能促使企业更加努力进行治污。而且能减少信息不对称或行为不可验证性造成的不利影响。     

水权交易市场中的讨价还价问题研究

水资源短缺问题已成为影响我国社会经济发展的瓶颈问题,有必要通过水权交易市场来提高水资源配置的效益。当水市场中的买卖双方都为单人时,讨价还价是确定水权交易价格的有效途径。在进行水权交易讨价还价时,对于买卖双方来说,都有三种策略可供选择,买卖双方经过策略权衡后报出自己的价格底线从而形成讨价还价的区间。为了防止某些买卖主体故意谎报自己的底价,提出了交易双方在风险中性前提下报出实际价格底线的激励约束机制,并证明了这种机制的有效性。在讨价还价的区间范围内,建立了讨价还价的同时出价模型,避免了轮流出价带来的先动优势或者后动优势,分析了贴现率对讨价还价博弈精炼均衡的影响。最后,根据模型研究的结果,提出了对我国水权交易制度构建的一些意见。     

整流幕对香溪河库湾水温特性影响数值模拟

为了研究整流幕的作用机理并解决三峡水库支流库湾的水华问题,基于香溪河库湾2010年1~12月的水环境监测数据,利用CE QUAL W2模型,分析比较了整流幕设置前后香溪河库湾水温的时空变化规律。结果表明：整流幕的作用效果因季节、位置、高度的差异而有所不同。整流幕可改变其上游侧水温,尤其是表层水温,夏秋季对水温的影响较大,降温时段也集中在夏秋季;整流幕高度越大,越靠近库湾上游,对水温的影响越明显;整流幕拦截水流的同时,也会促进上下层水体的掺混,减弱水温分层。     

长江经济带居民生活用水的重心移动与驱动效应研究

核算居民生活用水、厘清时空格局演变动因、量化时空差异驱动效应对提高长江经济带居民生活用水的有效利用举足轻重.通过核算城乡居民生活用水,建立重心模型,并利用LMDI从时空上将居民生活用水分解为消费强度效应、人均消费效应、城镇化效应和人口规模效应.结果 表明:(1)城乡居民生活用水分别呈增加和减少态势,前者上游较中下游少,后者上中下游较为均衡.(2)城乡居民生活用水重心向西北方向移动,分别由咸宁和岳阳移至荆州,两者的非均衡程度分别呈现增加和减小的趋势,且前者大于后者,该过程中上游和下游省市发挥作用较为明显.(3)城乡消费用水强度和人均消费水平分别是促进和抑制居民生活用水减少的主要因素,城镇化和人口增长会导致居民生活用水量的增加,城乡人口比重变化的作用具有异质性.(4)在缩小与平均水平的差异上,无论从总体视角还是城乡视角,消费用水强度和人均消费水平均呈现相反作用,城镇化具有空间异质性.据此,提出关注居民消费对居民生活用水的影响、完善用水定额等建议,并指出需要进一步减小核算误差,深入探索家庭、行为、性别等因素对居民生活用水的影响.     

南水北调东线水资源配置中的期权契约研究

针对南水北调东线实际和传统水资源配置方法的局限性。借鉴金融工程的理念。引入水期权契约作为市场机制下水资源配置的一种方式．用以提高干旱年水供给保证率、规避水价波动风脸,从而提高东线水资源使用价值。分析期权契约理论用于南水北调水资源配置的可行性。并根据东线受水区流域水资源供求缺口的影响因素分析．得出水价的均值回复特性。在上述分析基础上引入多次执行期权契约。考虑应用动态规划方法对期权价值进行求解。并通过算例分析验证了该方法的可行性．最后根据南水北调东线实际构建了水期权契约在东线的应用流程。     

我国水权期权交易模式研究

当前，我国水资源危机日趋严重。实行水权交易势在必行。而水权交易模式的选择是水权交易的核心问题。传统的水权交易模式存在一定的弊端，不能实现水资源的有效配置。本文将期权理论与水权交易相结合，提出水权期权交易模式，指出该交易模式具有转移风险、价格发现、交易成本低、方便、高效、安全性强等特点，其主要作用是可以有效地规避水权价格波动产生的风险。并提出我国水权期权交易应以流域为单位，在流域内统一建立一个水权期权交易所，具体规定了水权期权交易所的职责，还指出水权期权交易的主体由水权期权交易的双方和水权期权交易所的会员共同组成。最后根据水权价格波动的特点，给出水权价格符合跳跃扩散过程的水权期权定价模型。     

中国省际水足迹空间转移网络特征研究

水资源短缺已经严重影响到人类的生存和中国的可持续发展,分析各地区水资源情况是解决水资源问题的关键.论文利用2007和2012年区域间投入产出表,计算中国30个地区(未分析西藏、香港、澳门和台湾地区)水足迹转移量,并结合源-汇系统理论,从源-汇地分析水资源网络地区间流动格局.最后,构建生态网络分析模型,深入分析地区间水足迹的控制、依赖关系以及水资源网络的芬恩循环指数和系统鲁棒性,结果表明:(1)水足迹输出量较大的地区为黑龙江和新疆地区,水足迹输入量较大的地区多为经济规模较大的地区,如江苏、浙江、广东和山东等.(2)在源地系统中,黑龙江等八省区是重要的水足迹源点,多数源点省区的水足迹外向度系数有减小的趋势,各地区对水足迹存在强烈的竞争关系.汇地系统中,汇聚力系数较大的地区为江苏、浙江、山东和广东;北京和天津的依赖度系数很大,多数地区的依赖度系数呈现减小的趋势.(3)黑龙江、新疆等地区对其他地区具有较强的控制关系,北京、天津等地区对其他地区具有较强的依赖关系.(4)水资源网络的循环性较差,2007和2012年仅有江苏和广东地区的贡献率较高;另外,整个水资源网络的系统鲁棒性偏向于冗余度更高、效率更低的一侧.各地区水足迹转移和空间格局分析可为解决水资源问题提供理论依据,同时为地区和产业水资源合理利用提供理论支持.     

农田水污染物排放控制标准研究

农田非点源污染带给我国水环境的污染负荷越来越大,现行的水资源保护标准体系尚不完善,且明显缺位,难以对农田水环境污染进行定量化管理和控制。本文分析了建立农田水污染物排放标准的必要性,阐述了建立该标准应遵循的原则,构建了将农田管理与污染物排放相协调的农田水污染控制标准框架与体系,探索该标准在实践过程中的推行机制,为该标准制定和实施进行了前瞻性研究。