竹园放流工程与城市污水海洋处置

沿海城市充分合理地利用海洋的自净能力，日益增加的大量城市污水收集后，经适当的陆上处理并最终通过深水管排放，是解决城市污水问题及可持续发展的对策之一。综述了城市污水海洋处置及国内外排海工程概况；上海市竹园放流工程运行前后长江口的水质、底质等环境状况监测资料的分析结果表明：竹园污水放流管自1993年12月完工启用后，由于初始稀释和输移扩散情况良好，并没有在长江口河口地区形成显著的污水混合区，初始稀释度符合或未超过国家标准（GWKB－2000），竹园放流管所排放的污水对长江口的影响轻微；阐述了陆上污水处理程度、污水再用、水污染防治、黄浦江水资源保育等问题和上海市污水排放与可持续发展之间的关系；并对长江三峡、南水北调工程实施后对长江河口地区可能造成的水质、生态影响进行了探讨。     

三峡工程对长江河口的影响

讨论了三峡工程修建后长江入海径流年内分配和泥沙输送的变化，及其对河口盐水入侵、三角洲海岸侵蚀、河口河槽、拦门沙沉积等的影响，并提出了具体的建议和对策。     

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。     

长江河口淡水资源利用与避咸蓄淡水库

开发利用长江口的淡水资源,首先要研究河口水质的污染程度以及咸潮入侵的时空变化规律。长江河口水质除边滩存在局部污染外,主槽水质良好。长江口南支、南港、北港盐水来源主要有北支倒灌和外海盐水直接入侵两种形式,盐水入侵具有周日、半月、季节和年际变化规律,由于北支倒灌咸水团的影响,低盐度值往往出现在大潮期和涨憩附近,通过修建边滩水库,达到控制引水时间、避咸蓄谈的目的。最长连续超标天数的推算是确定水库库容的关键问题,采用数理统计、二维数值模拟、ARMAX模型＋Markov模型等方法推算,几种方法相互印证,计算结果基本上符合实际情况。“避咸潮取水,蓄淡水保质”,这是宝钢干部、科技人员总结出来的长江河口引水经验。长江口取水工程由取水系统、调蓄水库和输水系统等三大部分组成。长江口避咸蓄淡水库的成功经验,对沿海潮汐河口的淡水资源开发利用具有示范作用。     

长江河口淡水资源利用与避咸蓄淡水库

开发利用长江口的淡水资源 ,首先要研究河口水质的污染程度以及咸潮入侵的时空变化规律。长江河口水质除边滩存在局部污染外 ,主槽水质良好。长江口南支、南港、北港盐水来源主要有北支倒灌和外海盐水直接入侵两种形式 ,盐水入侵具有周日、半月、季节和年际变化规律 ,由于北支倒灌咸水团的影响 ,低盐度值往往出现在大潮期和涨憩附近。通过修建边滩水库 ,达到控制引水时间、避咸蓄淡的目的。最长连续超标天数的推算是确定水库库容的关键问题 ,采用数理统计、二维数值模拟、ARMAX模型 +Markov模型等方法推算 ,几种方法相互印证 ,计算结果基本上符合实际情况。“避咸潮取水 ,蓄淡水保质” ,这是宝钢干部、科技人员总结出来的长江河口引水经验。长江口取水工程由取水系统、调蓄水库和输水系统等三大部分组成。长江口避咸蓄淡水库的成功经验 ,对沿海潮汐河口的淡水资源开发利用具有示范作用。     

南水北调东线工程对长江口渔业资源的影响

工程在５－１０月份调水，对长江口鱼，虾，蟹类影响极小。在１１－４月份调水，对长江口鱼，虾，蟹类略有影响，海水鱼类的数量将有所增加，淡水鱼类和半咸水鱼类的分布范围将向口内扩展，刀鲚，前颌间奶鱼和凤鲚向长江口作生殖洄游的时间将有所推迟，安氏长臂虾，脊尾长臂虾的分布和中华绒螯蟹的产卵场将向口内偏移。     

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     

南水北调工程及其生态安全：优先研究领域

南水北调工程的实施将大幅度增加黄河上游径流量，并同时减少长江尤其是其上游及汉江下游的径流量，从而导致两条主要河流及其支流的水环境改变。中线工程从汉江上游丹江口水库调水，库区上游90 000余km2内的非点源污染和1 300万人口的生活污水处理设施的缺乏对水质将产生重大影响;调水引起水文节律的改变从而对东线沿途的湖泊生态系统产生重大影响;黄淮海平原受水区可利用水量的增加也可能导致该地区的盐渍化。介绍了南水北调工程并讨论了其必要性，提出了工程对生物迁移的影响、水环境及水生态安全、水资源保护的流域生态系统管理和西部退化生态系统的恢复和重建等优先研究领域，并提出结合“中国生态系统研究网络”、“生态环境国家野外科学观测研究站”的建设和长期监测来保障工程生态安全的策略。     

互花米草入侵对长江河口湿地土壤理化性质的影响

为了探讨互花米草入侵对长江河口湿地土壤理化性质的影响,在长江口崇明东滩湿地设置了两条样线,利用配对试验设计,高潮滩为互花米草和芦苇群落配对样线,低潮滩为互花米草和海三棱藨草群落配对样线。结果表明,互花米草入侵对东滩湿地高潮滩和低潮滩的土壤温度和p H均无显著影响,且所有群落土壤p H值均在8.0以上。在高潮滩,与芦苇群落相比,互花米草入侵显著降低了土壤盐度、硫酸盐和Fe(III)/Fe(II)比率,而在低潮滩,与海三棱藨草群落相比,互花米草入侵对土壤盐度和硫酸盐无显著影响,但显著增加了土壤Fe(III)/Fe(II)比率。无论是高潮滩,还是低潮滩,与土著植物群落相比,互花米草入侵均显著增加了植物生物量,增加了土壤有机碳和微生物碳含量,而对占土壤总碳60%以上的无机碳含量无显著影响。互花米草入侵可以显著影响长江河口湿地部分土壤理化性质,且对不同潮位的部分土壤理化性质的影响有明显分异,进而可能会对长江河口湿地的生物地球化学过程及生态系统的结构和功能产生重要影响。     

崇明岛开发的自然秉赋与制约

在2l世纪世界环境与发展相互协调的历史背景下，有着自然优势的崇明岛开发成为上海现代化发展第三次飞跃的战略性目标之一。从长江口和崇明岛发育自然和人工控制后自然适应演变规律的历史和现状，探讨实现崇明岛开发的自然秉赋与制约因素，近两千年来长江河口自然演变规律的分析结果表明：弯道侧向环流及其对泥沙的输运对河口沙坝和汉道发育演变以及流域内众多大型工程对河口环流结构的影响研究，将是对长江口综合治理的理论前提，更是崇明岛实现人与自然协调开发的基础。而且，风能、湿地生态功能和岛内沟河网的自然生态功能、湿地生态功能和岛内沟河网的自然生态功能等可再生资源的充分利用可以实现崇明岛的零污染开发和治理。     

基于实测资料的长江河口南支河段盐水入侵规律分析

为对长江口南支河段盐水入侵规律有清晰的认识,在梳理、总结以往研究成果的基础上,通过对历年咸潮及氯度实测资料的分析,对长江口南支河段盐水入侵的规律进行了较为全面系统的分析研究。研究表明：北支盐水倒灌是长江口南支河段盐水入侵的主要来源;在研究水域,枯季大潮期氯度的沿程分布表现为两头高、中间低的“马鞍形”形式,枯季中潮期则为“高 低 高 低 高”的复杂的“W”形的分布形式;受外海潮汐和上游径流的综合作用,由大潮到中潮,倒灌盐水团在下移过程中,氯度的沿程分布形式发生了变异;近期盐水入侵的程度有加剧的趋势;研究水域2～3月盐水入侵最严重,在这段时间内盐水入侵超标次数多、历时长;当大通流量小于20 000 m3/s时,就可能发生明显的北支盐水倒灌南支现象;盐水入侵程度跟大通流量和潮汐强度密切相关;大通流量越大,盐水入侵程度越低;潮差越大,盐水入侵程度越高     

长江口北支综合整治与开发思路探讨

近期长江口北支河势的不利发展已严重制约了沿岸地区社会经济的发展,合理确定北支的开发目标和整治思路已十分迫切。根据北支河势演变特征、趋势、整治方案的初步研究,提出长江北支综合整治目标为3个方面:减轻或消除北支咸潮倒灌南支,为南、北支淡水资源开发利用创造有利条件;逐步改善北支的航运条件,让昔日黄金水道重焕活力;延缓北支的自然淤积,在一定时期内维持北支引排水功能。借鉴钱塘江河口治理经验,同时考虑北支特点,要达到北支综合整治目标现阶段比较可行的是缩窄方案,具体来说,需实施上中下联动整治。     

三峡水库调节典型时段对洞庭湖湿地水情特征的影响

洞庭湖与长江联系紧密,三峡工程运行将改变洞庭湖的水文过程,影响湖泊湿地生态系统。为了评估三峡工程运行对洞庭湖湿地的水文影响,选取水文情势变化大且可能对植被生长产生重大影响的汛末蓄水和汛前腾空两个时段,运用反映江湖水动力交互的水动力学方法计算了三峡水库不同调节流量下湖泊水位与流量的变化特征,并结合湖泊高程和面积关系曲线,分析了不同增减下泄流量对洲滩湿地淹没出露的影响。结果表明,洞庭湖吞吐长江,复杂的江湖水动力交互作用使得湿地水文过程变化有明显的非线性。在恒定流条件下,汛末蓄水减泄4 000 m3/s流量可使城陵矶水位降低1 m。同样抬高1 m水位,汛前腾空约需增泄3 500 m3/s。在空间分布上,三峡水库调节对洞庭湖水情影响具有明显的异质性,受江湖关系和湖盆地形的影响,与长江水力联系紧密的东洞庭湖、南洞庭湖东部和西洞庭湖北部受三峡水库调节影响大,而西洞庭湖南部影响较小     

三峡工程对洞庭湖水位影响研究

利用河流动力学Ｓａｉｎｔ Ｖｅｎａｎｔ方程组，通过建立描述长江水情的数值模式，进行三峡工程对长江城陵矶站水位影响预测。在预测结果的基础上，根据城陵矶站与洞庭湖各湖区水位代表站的水位相关关系，研究三峡工程对洞庭湖水位的影响。     

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。     

上海隧桥工程海域生态系统健康的初步评价

随着上海经济的快速发展,一些大型海洋工程在上海海域纷纷兴建,造成了生境破碎化、生物多样性的破坏等一系列的生态损害。在分析海洋工程可能造成生态损害的同时,以上海长江口隧桥工程为例,选择2007年春季和秋季的2次生态调查数据进行研究。架桥阶段结束后,综合分析了春季与秋季的调查数据,发现各项指标均有偏向于不利的趋势。基于结构功能指标体系评价法,并利用层次分析法研究后得出上海长江口隧桥工程附近海域的综合健康指数分别为2043和2166。根据CHI≤3的情况下判断,该海域的生态健康状况属于不健康接近亚健康状态,表明河口生态系统自然属性发生明显改变,生物多样性及生态系统结构发生了一定程度的变化,主要生态服务功能出现退化或丧失。针对遭遇海洋工程破坏的生境,需要进行更多、更长时间的人工干预,并提出有效的生态保护和修复对策。     

长江口南港近期的演变及其与重大工程之间的关系

长江口为典型的多级分汊中等潮汐河口,口门宽阔、径潮流强劲、泥沙运动复杂、河槽交替多变,给河口综合治理带来困难。长江口各分流汊道演变过程中,此消彼长是永恒的主旋律,其产生、发展、扭曲、萎缩、消亡具有周期性演变规律。为发挥长江黄金水道的优势,促进国民经济发展,长江口先后实施了深水航道治理工程、南北港分流口处的新浏河沙护滩和南沙头通道限流工程,以及中央沙促淤圈围工程和青草沙水源地工程等,南北港和南北槽分流口河段得到有效控制,对长江口未来的演变产生深远影响。基于南北港分流口以下丰富的地形、水文现场资料,对近年来南港地形演变进行了深入分析,在肯定工程稳定河势的同时,认为目前南北港分流口以下,尚存在南港主流偏离南岸致使发生近岸淤积,以及瑞丰沙中下段沙体刷深导致水流分散,不利于河势稳定等问题。并探讨了长江口“先下后上”治理模式的优缺点,建议在长江口河势尚未发生较大变化时,站在整体的高度,综合考虑河势、航道、水土资源、防洪潮及排灌、生态环境保护等诸多因素,尽快实施长江口综合整治工程。