基于Copula模型的丰枯频率分析——以南水北调西线工程调水区径流与黄河上游来水的丰枯遭遇研究为例

以道孚、绰斯甲、足木足和兰州水文站1960～2000年的同步天然年径流量系列为基础,应用Copula方法构造了南水北调西线一期工程调水区径流与黄河上游来水之间的联合分布,具体分析了调水区径流与黄河上游来水的丰枯遭遇频率。结果表明：由西向东依次按鲜水河、绰斯甲河、足木足河的顺序,调水河流与黄河上游丰枯同步（异步）的频率在递增（递减）,到了足木足河,其丰枯同步的频率已大于丰枯异步的频率;有利于调水到黄河的频率在递减,但仍保持在30％以上,略大于南水北调中线工程的利于调水频率;且调水区径流与黄河上游来水同枯的频率维持在26％以下,这些对于南水北调西线一期工程的实施都是有利的。     

南水北调西线一期工程大渡河流域减水段生态水文浅析

南水北调西线一期工程调水前河流生态水文特征、调水对生态影响的研究对于进一步探讨有利于生态保护的水利工程调控措施具有重要意义。采用IHA方法分析大渡河流域调水区河流调水前的水文资料,提取对基本生态条件维护具有重要意义的月基流量作为特征流量,采用Tennant法评价基流量对生态的有利程度,以历史上曾经发生过的特征流量对生态的意义作为参照,对比分析一期调水工程实施后水文站月平均流量对生态的有利程度,间接推求坝址下游近坝段特征基流量,探究调水后月均流量对生态的有利程度。结果表明：随着沿程流量的恢复,绰斯甲站、足木足站河道水量得到恢复,调水后月平均流量对生态有利程度能达到较好状态;坝址下游河段调水后月平均流量的生态有利程度汛期较差,珠安达和霍那坝址下游6月份甚至为“极差”水平     

基于栖息地指标法的生态流量研究

以大渡河流域为例,根据指示鱼类对栖息地的环境要求,构建包含水深、水面宽、流速、湿周和过水面积5个参数的栖息地评价体系,选择大渡河上游具有代表性的河段,建立流量与各指标之间的关系式,确定指示鱼类不同阶段的最低流量适宜值,得到满足各栖息地指标要求的最小生态流量。计算得出,足木足河的非避冬期最小生态流量为183～785 m3/s,避冬期为66 m3/s;大金川的非避冬期最小生态流量为266～865 m3/s,避冬期为266 m3/s;梭磨河的全年最小生态流量为283 m3/s;绰斯甲河的非避冬期最小生态流量为319～382 m3/s,避冬期为319 m3/s。区域最小生态流量的确定,可为研究区鱼类的保护提供参考,进而为维系地区生态平衡,协调生态环境与社会发展提供保障     

基于水量分配方案的抚河流域最小控制需水量研究

鄱阳湖流域水资源丰富,在非汛期尤其是用水高峰期,存在供需水矛盾和河道外用水挤占河道内用水现象。基于水量分配方案,以控制断面为节点,考虑河道外需水,兼顾河道内生态环境需水,系统提出计算流域控制断面最小控制需水量方法。在此基础上,以抚河流域为例,把流域划分为12个控制断面,分别为沙子岭、黎川、南城、洪门、廖坊、石门、廖家湾、娄家村、马圩、焦石、柴埠口和李家渡,各断面的最小控制需水量分别为740、380、2873、1200、4981、261、5085、7168、050、10894、1556 和1030 m3/s。通过水文监测控制流域断面流量,为落实水量分配方案、保护流域水环境和维持河流生态系统健康提供保障。同时,以最小需水量并与实测流量比较,确定各用水区余缺水量,为实施流域非汛期水量调度提供依据     

基于河流生态系统服务功能的皂市水利枢纽工程的生态补偿标准

生态补偿标准核算是生态补偿研究的核心问题之一。运用市场价值法、机会成本法、影子工程法、影子价格法、防护费用法等评估方法,以皂市水利枢纽工程为例,构建了5个生态补偿主体受益评估模型和8个生态补偿对象受损评估模型,从河流生态系统服务功能视角对皂市水利枢纽工程生态补偿标准进行了评估。结果表明：皂市水利枢纽工程建设的生态补偿标准为0676 0×108元/a,中央政府和地方政府、水电开发业主是主要的生态补偿主体,其承担的生态补偿额分别占总生态补偿额的6805%和2658%;移民和河流生态系统本身是主要的生态补偿对象,其获得的生态补偿额分别占总生态补偿额的7574%和1695%     

云南景谷河底栖动物群落结构及小水电站的影响研究

为了研究小水电站对河流底栖动物群落结构的影响,于2011年7月（丰水期）和2012年4月（枯水期）对云南景谷河底栖动物进行了两次调查,共采集底栖动物61种,隶属34科54属,其中寡毛类2科7属7种,软体动物7科7属7种,水生昆虫22科44属44种,其他动物3种。景谷河丰水期底栖动物平均密度为1 1353 ind./m2,生物量为793 g/m2,枯水期的密度为1 2316 ind./m2,生物量为692 g/m2。河蚬（Corbiculafluminea）、纹石蛾（Hydropsyche sp.）和多足摇蚊（Polypedilum sp.）在丰水期和枯水期均为优势种。功能摄食类群上收集者个体数量较多,约占50%,其余3个类群约占50%。景谷河梯级小水电站对底栖动物群落结构影响较大,小水电站的修建使景谷河生境分为库区、减水段、混合段等三类,分析表明库区底栖动物所受影响最大,减水段次之,混合段受影响较小。对景谷河与澜沧江干流的底栖动物进行了比较,探讨了形成底栖动物分布现状的原因,并提出了几种河流生境恢复策略     

望虞河引清调水改善太湖水环境定量分析

以望虞河引清调水实践为背景,利用引水调水现状及实测数据,建立适合太湖的二维水量水质数学模型,并模拟计算调水前后湖体各项水质因子浓度的空间变化规律。结果显示：水利调度影响下太湖湖体中高锰酸盐指数、氨氮、和总氮的浓度大体上有所减小,改善率分别为60%、160%和92%,总磷稍有反弹,其指标恶化了44%,太湖湖体水质总体改善面积37%,主要集中在贡湖、梅梁湖及东部湖区这些引排水水流流经的区域,表明“引江济太”调水工程对改善太湖局部湖区水质、保障太湖供水安全具有重要意义,可为其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

次级河流回水区叶绿素a与影响因子的多元分析——以临江河为例

为了对次级河流回水区富营养化进行深入研究,把长江次级河流之一的临江河回水区为研究对象,根据2007年10月至2008年9月临江河回水区中游叶绿素a含量及其水质理化指标的监测数据,分析了临其叶绿素a浓度的时间分布,对叶绿素a浓度及影响因子进行相关分析,找出与叶绿素a显著相关的环境因子并建立多元逐步回归模型。结果表明：临江河回水区叶绿素a浓度峰值主要集中在5月上旬至9月下旬,变化范围为227～661 mg/m3。临江河回水区叶绿素a浓度变化受多个环境因子共同影响,与水温、流速、透明度、COD、总磷之间显著相关,而与总氮相关性不显著。经过叶绿素a及其影响因子的相关分析,建立了以水温、流速和总磷为自变量,叶绿素a浓度为应变量的逐步线性回归模型,模型初步验证结果表明：多元逐步回归模型可以用来描述临江河回水区叶绿素a浓度的变化。通过对临江河回水区叶绿素a及其影响因子的分析,控制临江河回水区水体中磷含量应是其富营养化防治工作的重点,防治工作应主要在春末和整个夏季,尤其是在5、6月份。     

三峡库区香溪河流域非点源营养盐输出变化的试验研究

综合三峡库区香溪河流域土地利用结构和水系特点,在三大支流出口处设置常规水质监测断面,于干流响滩处设置水文控制断面,通过断面水质水量监测,利用数字滤波法解析径流多源和污染多源,研究上游来流点源和非点源营养盐输出负荷变化。结果表明：受农业非点源污染影响,TN是高岚河（0788 mg/L）＞古夫河（0712 mg/L）＞南阳河（0567 mg/L）;南阳河受磷矿企业点源输入的影响,TP是南阳河（0323 mg/L）＞高岚河（0074 mg/L）＞古夫河（0053 mg/L）;断面流量与降雨量的相关系数〖WTBX〗R〖WTBZ〗2=0720 2;TN和TP非点源年负荷输出分别占总量的61%和40%的, 20100607次降雨径流监测分析发现此次降雨汇流期间营养盐TN和TP输出的非点源贡献率分别达752%和709%;营养盐负荷主要受径流量影响,TN和TP输出负荷与流量的相关系数分别是0963 6和0978 9     

江西赣江中下游淡水双壳类分布与丰度

淡水双壳类是淡水生物群落的重要组成部分,在河流等生态系统中有重要功能。2010年11月至2011年2月对江西赣江中下游淡水双壳类的种类、分布及丰度进行了调查,共采集到双壳类34 种及亚种,隶属3科14 属。中游双壳类有8种,优势种为圆顶珠蚌和河蚬;下游干流有34种,优势种为圆顶珠蚌、河蚬、洞穴丽蚌和中国尖嵴蚌。赣江中游、下游干流双壳类的平均密度和生物量分别为64±91 ind./m2、210±254 g/m2,267±441 ind./m2、2123±3148 g/m2。从赣江中游到下游干流双壳类物种多样性、密度和生物量均呈现增加的趋势     

2006年长江特枯径流特征及其原因初探

2006年长江流域出现了百年罕见的特大枯水,对长江流域用水和生态环境都产生了深远影响。使用2006年长江干支流主要水文站水情资料和长江流域气象资料,并同时考虑了三峡蓄水的影响,分析了2006年长江径流过程特征及其原因。研究发现,2006年长江径流量减少主要是汛期径流量显著减少所致,表现出“汛期特枯”的特点。径流量和水位最大降幅都出现在8~9月份,各站径流量最大减幅都超过50％,水位汛期也有显著下降。洞庭湖、汉江与历史同期相比,汛期来水也明显偏小;而鄱阳湖来水略丰,对干流枯水起到一定的缓和作用。7、8月份长江上游区（特别是屏山至宜昌区间）降水少气温高是形成长江汛期特枯的主要原因。气象变化与径流变化存在较好的对应关系。三峡蓄水使2006年10月宜昌站径流量减少了一半左右,而对10~11月大通径流减少影响率为187％。     

三峡水库蓄水前长江口生态与环境

长江三峡工程举世瞩目,引起国内外各方面极大关注。河口是大河的末端,是淡水和海水交汇的水域,所以环境因子复杂多变。河口的许多重要理化特征和生物特征都具有其特殊性,使河口生态环境形成一个结构复杂、功能独特的生态系统,该系统表现为既脆弱又敏感。在长江干流上兴建巨大的水利枢纽工程,其生态环境效应除了在库区及中、下游外,必然也会涉及到河口甚至邻近海域。为探讨三峡工程对长江河口生态环境的影响,于1998~2001年对长江口及其临近水域展开综合调查。根据调查数据,结合历史资料对三峡水库蓄水前的长江口及邻近海域水文物理、沉积环境、水化学、初级生产力、浮游生物、底栖生物和渔业资源进行了全面分析,并进一步阐明了长江口生态环境与长江入海径流量间的关系;提供了三峡水库蓄水前长江口生态与环境的基础资料,对长江口生态系统健康度作出评价,为长江口生态环境保护与可持续发展奠定了良好的基础。     

南水北调东线工程徐州段河流生境质量评价

河流生境质量评价是河流生态系统健康评价的关键之一。本文评价自然和人为作用下的河流生境质量,以南水北调东线工程徐州段丰县、邳州两市输水通道上的河流为研究对象,结合环境特点,选择了反映河道生境、河岸生境和滨岸带生境的10个指标,给出了每个指标的评价方法和5级标准特征值,建立河流生境质量评价体系,确定评价指标的等级标准,对研究区内16个河段的生境质量状况进行综合评价。结果表明:(1)河流生境质量指数(IRHQ)综合得分介于33~91。根据评价等级划分标准,其中有50%的河段生境质量达到"优"等,其余介于"良"等到"劣"等,河流生境质量整体状况良好。(2)河流生境质量指数与NH_4~+-N、COD、TN呈负相关,与DO呈正相关,多项生境指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量与水质的相互影响。     

国内外生态补偿基础理论与研究热点的可视化分析

随着人类面临的生态环境问题加重,生态补偿已成为国内外学者广泛关注的热点问题。为清晰地了解国内外生态补偿的研究现状和未来发展,以Web of Science、中文社会科学引文索引（CSSCI）数据库中1998～2011年有关生态补偿的929篇文献为基础,应用CiteSpace II 软件分析了论文发表数量、文献共被引和关键词共现等特征,并以知识图谱可视化的方式,归纳了近年来生态补偿的重要学术文献和生态补偿领域的研究热点。结果表明：1998~2011年,生态补偿论文数量呈现波动增长趋势;全球气候变化背景下碳汇、REDD生态补偿,生态补偿分区及实施后的评价,湿地、自然保护区、流域尺度生态系统服务功能评估与补偿标准,计算机软件如GIS、SWAT、InVEST等在生态补偿中的应用是当前生态补偿的研究热点。相对于国外而言,国内生态补偿的理论研究较多;但近年来在森林、流域、自然保护区和湿地等方面的实践探索得到了加强     

南水北调西线工程对解决受水区生态环境问题的意义

南水北调西线工程是一项跨流域的大型调水工程，对解决我国西北、华北部分地区严重干旱缺水，促进黄河上中游地区的资源开发和经济持续快速发展，及其生态环境的改善具有重大意义。本文着重分析了调水工程对受水区生态环境的有利影响，指出调水工程将增加受水区的河川径流量，改善水环境；提高植被覆盖率，遏制并治理水土流失和土地沙漠化；减少自然灾害，改善农业生态环境和当地居民的生存环境。     

水资源开发与生态环境协调发展的实例研究

结合水资源工程的必要性和以三峡工程为代表的水资源工程的环境保护措施，指出水资源开发与生态环境协调发展在理论和实践上的可行性。从防洪、能源安全、可持续发展以及水能资源蕴藏量等方面分析，我国总体水资源有限，而主要江河的中下游地区仍受到洪水威胁，在总体水资源利用程度上与世界平均水平相比还较低。水资源工程可以充分调节和利用水资源，以保障人类社会的可持续发展，但同时也会对河流形态、水文水动力学条件、水生态环境形成多方面的不利影响。为减缓或减免这些不利影响，必须从设计、施工、管理等各方面重视水资源开发与生态环境保护的协调发展。三峡工程是长江干流防洪和水资源利用的骨干工程，该工程从论证、施工及初期运行各个阶段，严格履行环境保护责任和义务，建立相关环境制度和标准，建立环境监测体系，设立科研项目和落实环境保护措施，保证了工程在发挥防洪、航运和发电功能的同时，努力成为环境友好型工程。     

南水北调中线工程水源区蒸散发计算方法比较及影响因素分析

以南水北调中线工程水源区为研究区域,采用1961~2007年9个气象站点气象观测数据和黄家港水文站实测径流资料,以FAO彭曼蒙特斯公式和水文模拟法为标准分别对多种潜在蒸散发计算方法和实际蒸散发计算方法进行比较研究,并分析了陆面蒸散发的影响因素。研究表明：南水北调中线工程水源区存在“蒸发悖论”现象,Priestley Taylor公式计算结果偏大,但与FAO 彭曼蒙特斯公式存在良好的相关关系,在气象资料较少时可以考虑建立相关方程进行推求。傅抱璞公式与水文模拟法计算结果较为接近,相关关系最优。潜在蒸散发与平均温度、气温日较差、实际水汽压、降雨量、风速、净太阳辐射、日照时数呈正相关,而实际蒸散发与平均温度、气温日较差、实际水汽压、降雨量、净太阳辐射、日照时数呈正相关,与风速呈负相关。净太阳辐射是影响陆面蒸散发的核心因素     

江汉平原土地利用演变对区域径流量影响

江汉平原是我国重要的粮食基地也是武汉城市群发展的腹地,了解区域土地利用演变对流域水文的影响有助于为土地规划政策及水资源可持续发展提供决策支持。以2000～2004年为模型校准期,2005～2009年为模型验证期构造SWAT模型并模拟区域内主要流域的月、年径流量。然后借助双累积曲线研究江汉平原内主要江河的人类活动对径流的扰动作用并对比分析1980和2010年二种土地利用模拟情景下径流量的变化情况。结果表明：模型验证能较好的模拟区域内长江及汉江的径流量;随着降雨量的减少,土地利用变化对径流量的影响在增加;1980～1990年人类活动对径流的影响主要体现在水利设施的投入和林地减少上,2000年之后土地利用尤其是建设用地的增加对径流的影响日趋变大     

1956~2011年鄱阳湖水沙特征及其变化规律分析

近年来,鄱阳湖水沙研究集中在鄱阳湖"五河"各水文站的单站分析上,且水沙数据采用大多仅至21世纪初期,对缺测资料未进行有效插补。将鄱阳湖作为一个研究整体,分析了鄱阳湖水沙特征及其变化规律,以便为鄱阳湖泊形态变化研究以及水、沙资源的合理开发利用提供有利的参考依据。运用水沙相关、上下游泥沙相关法对部分缺测泥沙进行插补,获得1956~2011年的鄱阳湖入、出湖水沙系列数据。利用数理统计法、水沙双累积曲线法、Mann-Kendall法分析鄱阳湖入、出湖径流量与输沙量变化特征,并且探讨了水沙变化的原因。结果表明:(1)入湖径流量和输沙量的年内分配相一致,而长江水沙的倒灌影响了出湖径流量和输沙量的年内分配;(2)鄱阳湖入湖悬移质泥沙从90年代开始下降趋势加剧,而出湖悬移质泥沙1956~2000年整体呈下降趋势,2001~2011年呈现上升趋势;(3)鄱阳湖入、出湖年输沙量出现明显的突变点分别在1998年左右、2003年左右;(4)径流量总体处于相对稳定状态,但近10a来径流量略下降,主要受到降水量变少的影响,入湖输沙量变化受"五河"流域的水库蓄水拦沙、流域水土保持工作加强、人类河床采砂等因素影响;而出湖河段河床深度下切、江湖水面比降加大、人类在鄱阳湖采砂扰动河(湖)床均加大了近10a来出湖悬移质泥沙的输出。