关于黄河下游防洪及根治的建议

黄河水患始终是党中央、国务院和沿黄省份十分关注的重大问题 ,这些问题在黄河下游尤为突出。因此 ,用可持续发展理念 ,根治黄河下游水患 ,促进防灾减灾与社会经济协调发展甚为重要。黄河下游的主要问题是河道淤积、大堤加高 ,造成高堤悬河 ,一遇大水年份 ,洪水出槽漫滩 ,如无有效的控导措施 ,极易造成顺堤行洪、冲决大堤 ,酿成大祸。这种河床淤积、大堤加高的恶性循环 ,在黄河缺水断流的情况下正在加剧。建国以来 ,人民治黄的伟大成就已为根治黄河水患 ,解决中国水问题创造了基础条件。黄河下游强大的防护工程成功地抵御了建国以来的多次洪…     

河流生态用水综合评价

为完善河流生态用水综合评价,从水循环中河流生态用水角度出发,以河流水量收支平衡规律为理论基础,考虑河流本底水质,采用本底水质、排放水质和河流控制目标污染物浓度表达河流生态新污径比,并推导出污水排放允许极限值,深入探讨了河流生态用水的质与量综合评价,改进了二元循环下河流生态用水的水量水质计算方法和河流生态用水的综合评价新标准,进一步完善了河流生态用水质与量综合评价模型。用此模型对黄河2002～2005年为例进行实力分析,结果表明：①在污水一级达标排放和不调水情况下,黄河生态用水水量比例在335%～545%,在Tennant等级中为较好状态,但水质不满足要求,bo>Blim;②在污水深度处理达到95 mg/L（COD）,不调水情况下,黄河生态用水质与量满足生态环境需水要求,综合评价合格;③在污水一级达标排放和南水北调调水40亿m3情况下,黄河生态用水水量比例有较大提高,综合评价合格。这说明,黄河生态用水问题不仅是水量短缺,而且水质问题更加严重。     

黄河水资源取用率突破承载极限

黄河水利委员会最新公布的《2004年黄河水资源公报》显示，2004年黄河水资源总量为482．65亿m^3，总取水量为444．75亿m^3，水资源取用率达92％。黄河水资源利用已突破河流承载的极限，过度开发利用将造成河流长年干涸断流，最终导致河流“生命”终结。     

长江干流典型区域河流生境健康评价

河流生境是河流生态系统中的重要组成部分，是维持河流健康的重要因素。河流生境健康的准确评估可以为河流生态系统的保护与修复提供重要依据。针对长江干流生境特点，从河流物理生境形态、河流岸边带生境和水环境特征3个方面选取了10个指标，构建了长江干流生境评价的指标体系。基于该评价体系，在2017年8~9月对长江干流的金沙江下游、三峡库区、长江中下游3个典型区域的127个调查断面进行河流生境综合评估。结果表明：金沙江下游、三峡库区、长江中下游河流生境综合指数（RHI）分值的分别为133.9、124.6、130.8，总体评价等级均为“良”。水流情势、受人类活动干扰是金沙江下游生境变化的主要驱动因子，河岸渠化硬化、河岸植被覆盖、河岸植被带宽则是三峡库区和长江中下游生境变化的主要驱动因子。建议长江上游区域强化水生生物重要栖息地完整性保护，中下游区域加强岸边带、洲滩的生态修复，恢复江湖连通性，构建长江流域生态廊道和生物多样性保护网络。     

从河流网系整体出发开发整治长江流域

长江是我国最大的河流,干流长6300km,流域面积180万 km~2,占全国国土面积的1/5。整个流域大部分位于湿润亚热带地区,具有丰富的自然资源,工农业产值占全国的45%,是我国最发达的地区。但流域内地区发展很不平衡,下游地区的发展超过中游和上游,干流沿岸城市的发展超过丘陵山区。因此,从河流网系整体出发,均衡开发长江流域很有必要。     

基于水电梯级开发的河流生态健康研究

为进一步了解水电开发对河流健康的影响,本文以雅砻江下游水电梯级开发为例,构建河流健康评价指标体系,选择无人为干扰和干扰较小的河流为参照,以指标变化率衡量水电梯级开发前后河流受扰动程度,分别采用综合评价法和赋值评分法进行了定量评价。综合评价结果显示,雅砻江下游河段的综合健康指数为0.71,该研究区域在丰水期、平水期和枯水期的综合健康指数分别为0.74、0.70和0.69,均处于亚健康状态;赋值评分法结果显示建库前的河流健康指数(River health index,RHI)为19.1,等级为健康,建库后为14.3,等级为亚健康,两种方法评价结果基本一致。本文以期完善河流健康评价体系,并为生态修复提供依据。     

建坝对下游河道水文情势影响RVA评价方法的改进

研究水库下游河道中水文情势的变化是研究水利工程对河流生态系统胁迫的一种新途径。RVA（Range of Variability Approach）方法基于32个参数从水流的等级、频率、历时、发生时间、变化率5个方面的水文特征对建坝后河道水流情势的变化进行定量分析,并给出各个参数确定的满足河道生态要求的流量特征变化范围。将该方法运用于位于浙江省飞云江上的珊溪水库,以其下游的峃口水文站为观测点,分析了该站52a的日流量资料,计算出了河道水流参数满足生态系统要求的可控制范围。并在原RVA评价各参数水文变化度的基础上进行了改进,利用改进的方法对32个参数的变化情况以及整个河流水流情势的变化情况进行了评价。通过与原方法的比较,结果表明改进后的RVA方法更为客观。根据计算结果,建坝后该河流的整体水流情势变化度为中度,流量的频率和历时指标变化最大,低流量事件的持续时间减少,出现次数增多,严重影响了河流的生态功能     

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。     

岷江上游高山森林凋落叶在冬季河流中的质量损失特征

凋落叶在高山森林河流中的分解不仅是生态系统物质循环的重要内容,而且与森林养分流失以及下游水体环境密切相关,并可能受到冬季雪被变化和土壤季节性冻融的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法,研究了一个冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期和融化期)的质量损失特征。经过一个冬季(162d)的分解,康定柳、高山杜鹃、方枝柏和四川红杉凋落叶分别完成了初始干重45.5%、18.9%、26.4%和23.8%的分解;除康定柳凋落叶质量损失在融化期最大外,其余3种凋落叶均表现为冻结初期最大;康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶质量损失与河流水环境的平均温度和正积温均表现出显著或极显著的正相关关系,且与河流流速和硝态氮显著正相关,而与河流pH显著负相关;高山杜鹃凋落叶质量损失除与HCO3-含量显著相关外,与河流水温及其它水质特征均无显著相关关系。这些结果表明高山森林河流流速及水环境特征显著影响了凋落叶分解及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶特性的调控。     

黄河沿岸地带水资源约束下的产业结构优化与调整研究

20世纪90年代以来，黄河多年持续断流，已经严重影响到沿岸地带社会经济发展和人民生活，限制了沿岸地带经济潜力的发挥。特别是对黄河下游地区工农业生产造成巨大危害。本文分析了黄河沿岸地带产业结构等社会经济要素与水资源短缺的矛盾，提出应化调整大耗水型的产业结构，大力发展与生活环境友好的生态农业、生态工业，生态旅游等生态产业，并建立有利于水资源节约利用的社会经济体系。     

长江源和黄河源的大型底栖动物群落特征研究

本研究于2009年8月和2010年7月对黄河源和长江源的大型底栖动物开展了系统调查。调查期间两区域共鉴定底栖动物66种,隶属于28科57属。其中,环节动物2科5属8种,软体动物2科2属5种,节肢动物23科49属52种,其它动物1科1属1种。长江源大型底栖动物种数、密度、生物量分别为29种、59 ind./m2、00 307 g dry mass/m2;黄河源大型底栖动物种数、密度、生物量分别为48种、369 ind./m2、04 520 g dry mass/m2。长江源动物资源量较低归因于泥沙含量较高和湿地退化。从生态环境的可持续发展角度出发,建设河源区生态屏障尤为重要,这需要实施天然林保护工程,因地制宜开展乔灌草植被建设,防止草地退化和沙化,减缓土壤侵蚀速率,减少河流输沙量,维系河流生态健康。     

长江宜昌水文站流量、含沙量和悬移质粒度关系

以长江宜昌水文观测站实测资料为基础，基于长江上游河道特点，用回归分析的方法研究了宜昌站流量、含沙量与悬移质泥沙粒度的复杂关系。通过对流量、含沙量多年年内变化的正相关特性的分析，建立了流量与含沙量之间相应的回归模型；通过对流量与悬移质粒度复杂关系的研究，揭示了二者明显的双值关系以及水流挟沙力的控制性影响。对水文数据年际变化的研究表明由于短时间尺度内长江上游流量没有阶段性变化，流量与含沙量之间相关性不是很好，丰水年不一定是丰沙年；悬移质粒度与流量变化基本上不存在周期性变化。     

北大港水库水质模拟及分析

建立水动力、水体污染物输运及底泥污染物输运数值模型,采用有限差分与有限体积相结合的方法,对北大港水库氯离子进行动态数值模拟。通过对计算值和实测值的比较分析,验证了模型的可靠性。模拟了水库5种蓄供水方案,得到各方案流场及水体和底泥氯离子浓度动态变化规律,同时分析了流速、水体氯离子浓度与底泥氯离子浓度差对底泥氯离子释放速度及释放总量的影响。揭示了北大港水库各运行方式流场及水质变化规律,为更好地发挥引黄济津及南水北调东线工程调蓄水库作用提供保证。     

长江大通站输沙量时间序列分析研究

长江来水来沙直接影响着河口三角洲的发育过程以至入海物质通量变化。大通站作为长江河口的第一个关键界面,有近50年左右的输沙量和流量连续观测资料（1953~2001年）。利用肯德尔、有序聚类和熵谱分析等方法,着重对输沙量时间序列进行了统计分析。大通站径流量在保持稳定的情势下,输沙量在过去49年中有明显的下降。输沙量变化主要呈跳跃式下降,同时表现出16年左右周期性阶梯下降规律,1968年和1984年分别为阶梯下降的跳跃点。尤其1984年后,年均输沙量比1984年前下降26.4％,且最大值未超过1984年前的平均值。输沙量减少与人类活动密切相关。20世纪80年代末的“长江上游水土保持重点防治工程”的实施,使长江上游的来沙减少,这是大通站输沙量减少的主要原因;其次是长江流域内水利工程的拦沙作用。     

水利调度修复东湖水质的数值模拟

总结武汉东湖水质污染问题基础上,根据湖泊和港渠联通状况设计了长江-东湖水利调度的调水线路和调水方案。基于一维港渠河道水动力水质模型和二维湖泊水动力水质模型,通过嵌套耦合求解的方式实现耦合,建立了一、二维湖泊河网水动力水质耦合模型,并利用实测数据进行了参数率定和验证。采用数值模拟的方式研究了水利调度影响下东湖水质的改善效果,结果表明：水利调度影响下东湖主要湖区水体CODMn和TN指标得以明显改善,但TP指标改善不大;东湖湾汊众多,个别湖区受到调水线路影响较小,水质改善不明显。因此水利调度可以作为东湖水体修复的重要思路。建立的数学模型也可以为东湖以及其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

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。     

长江干支流输沙量减少趋势及其影响因素浅析

通过对长江干支流各主要水文控制站的多年径流量、输沙量、含沙量、中值粒径等水沙基本特征值的统计分析，表明在过去的近50年时间内，长江干支流的年径流量中心趋势不存在具有显著统计意义的变化，而输沙量、含沙量、中值粒径值均有明显的下降态势。以水库建设和水土保持为主的人类活动是长江干支流泥沙输移量减少趋势的重要影响因素，在20世纪90年代以前长江输沙量的减少主要是水库建设的影响，之后随着“长治”工程的展开则兼具了水库建设和水土保持的影响，未来水土保持工作对长江保水减沙的长期效益将更为显著。     

近40年来长江流域水沙变化趋势及可能影响因素探讨

利用Mann Kendall方法,分析了近40年长江流域主要水文站点（长江干流水文站：屏山站、宜昌站、汉口站与大通站;支流水文站：嘉陵江的北碚站和汉江的皇庄站）的流量及输沙率的变化特征。结果表明：①长江流域流量与输沙量变化受人类活动（土地利用、水利设施建设等）与自然因素（如降水的时空变化）综合因素影响,变化趋势表现出复杂性,上、中、下游各有特点;②长江流域屏山站以上流域输沙率有上升趋势（1~5月份上升趋势达到95%的置信度水平）,这与上游河床坡度较大,使泥沙不易沉积以及暴雨与降水增加有关;③长江中下游输沙呈显著下降趋势。计算结果表明,宜昌-汉口河段是长江流域泥沙主要沉积区,加上葛州坝与三峡工程的建成与投入使用,从而进一步使中下游输沙量呈下降趋势。由于下游降水增加,使下游径流量自1980s以来有微弱上升趋势,但未达到95%的置信度水平,中上游流量变化不显著。对上、中、下游人为因素与自然因素对流域流量与输沙量的变化贡献率方面需要做进一步的研究。