基于IHA-RVA法三峡水库下游河流生态水文情势评价

水文情势变化是影响河流生态系统结构功能的主要驱动力。为了定量评价三峡水库下游河流生态水文情势变化,选取三峡水库下游宜昌水文站(1952～2014年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价了三峡大坝下游宜昌江段生态水文情势变化及其对重要鱼类中华鲟和四大家鱼产卵繁殖影响。结果表明:(1)宜昌站年均流量总体呈现显著性减少趋势,突变年份出现在2003年,表明三峡水库对长江中下游河流水文影响显著;(2)通过对三峡水库蓄水前后宜昌站生态水文指标分析,宜昌水文站整体水文改变度为61%左右,属于中度改变,接近于高度改变;其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)三峡水库蓄水运行在一定程度改变了下游河流生态水文情势,重要鱼类产卵场生境条件发生了改变,导致了长江中下游鱼类生物多样性呈下降趋势。该研究为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供了参考。     

近60年来气候变化和人类活动对长江中下游水文情势影响定量评价

为了定量评价长江中下游近60年来水文情势变化,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验法对长江中下游宜昌、汉口和大通3个水文站1954～2016年径流量进行趋势和突变检验,采用累积量斜率变化率法,定量评估长江中下游气候变化和人类活动对径流量变化的影响,并运用RVA法对径流量突变前后32个水文指标改变度进行定量评价.研究结果表明:(1)长江中下游宜昌站和汉口站年径流量呈减少趋势,大通站年径流量总体呈增加趋势,总体变化趋势不显著,径流突变点分别发生在2002、2005和2006年,总体上与三峡水库蓄水时间相符;(2)三峡水库蓄水主要影响长江中下游径流年内变化,尤其是对年极值影响最大,且随着距离水库的增加,影响减弱;(3)宜昌、汉口和大通水文站水文改变度分别为55％、46％和32％,长江中下游河流水文情势总体上属于中高度改变;(4)气候变化占对中下游径流量改变贡献程度的70％左右,人类用水以及水库蓄水等人类活动贡献程度约占30％,气候变化是导致长江中下游年径流量发生改变的主导因素.     

长江三峡水库水污染控制若干问题

论述了三峡水库几个重要水环境问题,对近年来三峡水库水污染控制科学研究工作进行回顾,评述了一些重要研究成果,就三峡水库水质模拟、水体富营养化、水库泥沙截留淤积和重金属污染等问题进行了深入探讨。基于国际水协会最新推出的河流水质模型,提出了三峡水库水环境模拟研究的观点和方法;基于湖泊（水库）生态动力学模型原理,在对水体中磷元素预测的基础上,从营养盐含量、水深、流速、温度因素等与富营养化非线性映射关系出发,初步建立三峡水库水体富营养化人工神经网络模型,对三峡水库水体富营养化潜势进行研究,分析讨论了一些初步结果;论述了水库泥沙截留淤积及其与水体中污染物,特别是重金属污染的相互作用;建议三峡水库近期内应予以重视的一些重要水环境科学问题。     

人类干扰与海河流域水环境衰退

近 5 0年来 ,海河流域水环境衰退严重 ,已危及到区内人类的生存。人类干扰与海河流域水环境衰退的问题已成为学术界关注和研究的焦点 ,并日益受到政府部门的重视。本文在分析海河流域自然地理特征和近代人类干扰活动的基础上 ,探讨了海河流域潜在的水循环特征及调节因素 ,以及人类干扰与水环境衰退的关系 ,文章指出 :破坏山区森林 ,加快了山区径流向平原区的输送过程 ,增大了流域水循环速度 ;大量修建水库减慢甚至中断山区径流向平原区的输送过程 ,降低流域水循环速度 ;筑堤防、建水库改变水资源分布 ;修建水库、围湖造田及开挖新河减少流域水资源数量 ;遵守自然法则是改善海河流域水环境的唯一途径。研究结论可为规范人类活动提供指导 ,为改善海河流域水环境提供科学根据。     

水利工程对长江河口生态环境的影响

我国对长江水资源的开发利用．如在干流和支流上已建和在建的许多大大小小的水利工程．特别是规模宏伟的三峡大坝建设和南水北调工程．将显著改变长江的水、沙动态，改变营养物质的输移特征，不仅直接影响下游河道的水文、水环境条件．而且对远离工程的河口生态环境也将产生显著和潜在的影响。分析了由于上游蓄水和引水造成的河流径流量减少、季节分配变化而对水体营养物质输移能力和水体自净能力的影响，以及因上游来水来沙量减少对河口生态环境和生物多样性的影响。水文因素是沼泽湿地和滨海湿地形成和发育的重要环境因素。上游建坝蓄水以后．洪水的消除或洪泛次数减少削弱了河流与湿地之间的联系，造成湿地逐渐萎缩，甚至大面积丧失，生物食物链中断，生物多样性和生产力下降。人海径流量减少将造成海水沿河上溯，盐水入侵河道，并污染地下水，滩地土壤发生盐渍化。河流携带泥沙能力下降，将导致三角洲从淤积型向侵蚀型转化，海岸线蚀退。水利工程对河口生态环境的影响是长期的、缓慢的、潜在的和极其复杂的，并且往往是上游各水利工程的叠加作用。因此在工程建设前后研究分析河口生态环境可能或已经遭受的影响，对生态环境的变化进行长期的跟踪、监测和评价，可为今后水利工程建设和生态环境保护提供理论依据和研究基础。     

长江水系河流与水库中鲤鱼的元素含量特征

针对长江三峡水库蓄水后引起水库汞活化效应对生态与环境的影响问题，系统地分析了长江水系水库与河流鲤鱼肌肉的Ａｓ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｈｇ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ｓｅ，Ｎａ，Ｍｇ等元素含量的分布特征。并以丹江口水库－汉江，陈村水库－青戈江为例，用多元分析证明水库与河流的鲤肌肉中Ａｓ，Ｓｅ，Ｈｇ，Ｃｄ等元素含量存在显著差异，同时指出水库汞活化效应引起的鱼体汞含量增加是该元素的一种生物地球化学现象，并利用同一水系水库     

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。     

水布垭水库水体碳时空变化特征及其影响因素分析

为了评估大型水库对河流碳循环的拦截作用,选择清江流域最上游水布垭水库为典型案例,采用德国元素公司vario TOC分析仪对定期采集水样进行分析,研究新建大型水库水体碳时空分布特征及其影响因素。结果表明,水布垭水库表层水体总碳、总无机碳、溶解有机碳和颗粒有机碳平均含量分别为26.665、24.089、2.141和0.438 mg/L,在水库年内蓄水阶段呈现显著的峰值,其空间分布格局在支流库湾和坝前典型断面表现出显著的差异,在水体碳中总无机碳占据主导地位,与湖泊水体碳时空分布特征极为相似。由于受到人类活动和自然环境的双重影响,水体无机碳则与水体电导率指标具有较强的相关性,溶解有机碳则与水体温度具有直接的关系,而数量最少的颗粒有机碳则与水体叶绿素含量具有弱相关关系。研究成果可以为理解水库碳循环过程机制提供数据支持,对于开展大坝建设的河流碳循环影响评估具有重要参考意义。     

安康水库下游径流演变及水库运行对径流影响分析

利用1970～2010年水文数据,分析了安康水库下游安康水文站径流的年内、年际变化,并运用Mann kendall[JP]趋势分析方法探讨了径流变化趋势和突变年份;在此基础之上,以安康水库蓄水运行时间为界线,通过绘制径流 降水双累积曲线,剥离降水和安康水库以上流域人类活动对其下游径流的影响,得到安康水库运行等人类活动对下游径流影响程度,从而为揭示水利工程建设对河流影响提供定量化参考。研究表明：近40 a来,安康水库下游径流量呈现减少趋势,且水库的建设运行等人类活动使径流发生了由多到少的突变,使径流年际间变化趋于平缓,其对径流的直接影响程度高达838%,是径流减少的最直接、最主要的因素     

桂林市水环境问题分析与对策

本文分析了桂林市面临的缺水、水污染严重、水环境设施不足、水旱灾害加剧等水环境问题及原因，并探讨了解决问题的对策：对水资源的保护与开发实行统一规划和管理；保护水源林，提高林木覆盖率；采取适当的蓄水补水工程措施；提高环保投入，加强污染综合防治；节约用水大有潜力；合理布局，优化产业结构     

RADS数据集在长江上游水库蓄水调度中的应用前景

长江上游水库蓄水集中在8～10月,此期正值雨季后期,若水库不能在降水集中的雨季结束前蓄至一定水位,将严重影响水库兴利目标的实现.为优化现有蓄水调度方案,该文选用德州农工大学Rainy And Dry Season(RADS)数据集,长系列的雨季划分资料,分析了长江上游雨季结束时间特征.结果表明,RADS与现有全国、长江上游雨季特征的研究结果较为一致,数据集在研究区域适用性较好.乌江流域的雨季结束时间波动范围明显较大,需重视乌江流域的中长期水文气象预报,以提前预警流域雨季较早结束的情况.而对于乌江、岷江大渡河流域水库联合调度方案所规定的9月1日与10月1日的起蓄时间,1961～2007年中曾出现过雨季更早结束的情况,即对于这两个流域的水库而言,统筹考虑防洪任务与预报水情,蓄水时间可考虑进一步提前.     

三峡水库汛末175 m试验蓄水过程对香溪河库湾水环境的影响

为研究解决三峡库区支流水华问题,实现三峡水库生态调度,需探明现行三峡水库175 m蓄水方案对库区支流水环境的影响。基于2008~2010年三峡水库开展的汛末175m试验性蓄水工作,及香溪河库湾2008~2010年野外监测数据,从库湾水华暴发程度、营养盐水平及水动力特性方面分析了2008~2010年三峡水库汛末175 m试验性蓄水对香溪河库湾水环境的影响。结果表明：分两阶段蓄水时间提前方案有利于库湾中上游上层水体的交换和紊动,降低库湾中上游水体表层营养盐浓度,破坏了浮游植物赖以生存较稳定的环境,抑制藻类的生长,降低水体表层叶绿素a的浓度,减少水华暴发频次、持续时间以及强度,有利于库湾水环境的改善     

我国水利面临的三大课题

水利部部长汪恕诚在接见参加第 2 9届国际水利学协会的全体理事时说 ,目前水利部面临的三大课题是洪涝灾害、干旱缺水和水污染问题 ,最难解决的是水污染防治问题。中国水污染问题比较严重 ,我们正对每条河流每个湖泊做详细的水资源防治规划。黄河泥沙问题是摆在我们面前的两大重要课题 :一是小浪底水库建成后 ,水库的调度跟泥沙的关系 ;另外一个很重要的课题是修建水库后 ,水库的下游泥沙含量改变了 ,对河道有何影响。对此 ,我们正在做大规模研究。中国的农业用水大体占总用水量的 70 % ,现在中国农业保证 12亿人的粮食安全是没有问题的。水…     

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。     

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。     

河流近域土地利用格局与水质相关性分析——以巢湖流域为例

以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象，基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区，运用GIS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成，借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段，分析土地利用构成与水质指数间的相关关系；并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明，巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响，且受地形因素影响。其中，建设用地对河流水质恶化具有明显作用；河流沿岸林地布局能显著改善水质，尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感；耕地面积变化与水质相关性不显著。RDA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义，并为同类研究提供借鉴     

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。     

清江流域水布垭水库二氧化碳大气廓线空间分布及其水环境效应

为了研究水库水体二氧化碳源汇变化时空分布格局及其影响因素，选择清江流域水布垭水库为典型示范案例，在2010年5月8日到9日开展了二氧化碳观测实验，获取了水库上空大气二氧化碳浓度垂直变化以及沿水库中心线二氧化碳浓度的变化特征。然后基于地理信息系统空间分析技术对观测点二氧化碳浓度数据进行空间插值计算，得到整个水库水体的空间分布特征，并与水环境因子空间分布情况进行比较分析。研究结果表明：水布垭水库上空大气二氧化碳浓度在05 m高度以下最高，然后向上依次降低，其空间分布从水库上游到坝前呈现增加的趋势。同时水库水体二氧化碳浓度变化受到表层水温、叶绿素浓度等水环境重要因素的影响，与水温和气温呈负相关关系，而与叶绿素呈正相关关系     

三峡库区香溪河中重金属元素的分布特征

长江三峡水库蓄水后,香溪河水环境条件将发生变化,也导致该流域内重金属环境化学行为的变化,有些金属的危害比现在会更大.为积累蓄水前的基本资料,在1996～ 1997年春、夏、秋、冬四季采集了香溪河原水、沉积物、鱼类和植物样品,并对所采集的鱼进行分类,分析这些样品中的Ca、Mg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Hg和Zn元素的含量.研究结果显示,香溪河局部地区因小金矿开发引起的Hg污染十分严重;洪水期(7月)原水中的Pb、C d、Cr、Cu浓度大于枯水期(1月);沉积物中Pb、Cd浓度在7月最低,10月浓度达到全年最高点;原水中Pb、Cd、Cr、Cu重金属浓度均低于国家Ⅰ类地面水环境质量标准;香溪河水中不同种鱼类的金属富集能力各不相同,鱼类的重金属富集系数顺序为Cd>Zn>Pb>Ca>Cu>Cr>Mg .统计分析表明鱼体中的Pb和Cd浓度分别与沉积物、原水中的某些金属呈显著相关.     

湘江长沙综合枢纽蓄水初期长沙段水环境参数的变化

以湘江长沙段5个监测断面9个检测项目的实测数据为依据,运用综合指数法、污染物分担率以及营养状态综合指数法,分析了湘江长沙综合枢纽蓄水初期长沙段水环境参数的变化。结果表明:从总体上讲,长沙综合枢纽蓄水初期,长沙段5个监测断面水体的氨氮、高锰酸盐、总磷(营养物质)、挥发酚、石油类(有机毒物)镉、砷、汞、铅(重金属)9项综合污染指数等级、污染物分担率,以及营养物含量等级在时空尺度上均呈不同程度的下降趋势,其中以重金属污染指数下降趋势最明显。改善长沙段水环境质量的主要原因是:1长沙经济结构的优化与调整;2长沙综合枢纽建设与库区长沙段治污工程建设同步;3长沙综合枢纽蓄水功能,当水库蓄至正常水位时,一方面使库区长沙段年最低水位上升约1.5 m;另一方面使库区长沙、湘潭、株洲三江段分别较多年平均水位抬高4~6m、2~4m、1~2m,如此增加了长沙段水量,从而对水体污染物起到一定的稀释、降解与输移作用。