水库运行对下游河道最小生态径流影响的定量评价分析

应用逐月最小生态径流法对河道最小生态径流进行计算,并结合生态径流破坏率指标定量分析辽宁东部某水库不同来水年对下游河道生态的影响。研究结果表明:在丰水年以及平水年份,水库运行对下游河道最小生态径流破坏率较小,生态径流破坏率分别为2.1%~15.3%及4.3%~19.6%;在偏枯和枯水年,水库蓄水运行对下游河道最小生态径流存在一定影响,生态径流破坏率分别为8.5%~32.5%和10.4%~39.8%。水库调蓄可降低对下游河道最小生态径流的破坏。研究成果对于水库运行对下游河道生态径流影响的定量评估提供参考。     

龙羊峡水库蓄水对水温的净影响

分析水库蓄水对水温的影响对于研究水库气候效应,探讨水库建设对水生生物和下游农作物灌溉的影响具有重要意义。本文建立了计算分层型水库对水温净影响的数学模型,并利用龙羊峡水库和下游河道实测水温和气温成果,在深入分析了龙羊峡水库水温类型和水温铅直分布规律的基础上,采用该模型计算了龙羊峡水库蓄水对坝前和下游河道水温的净影响。与传统的差值法相比,该模型引入了基于气温与水温相关关系的修正因子,扣除了自然因素引起的水温背景值的变化,可以获得更为准确的计算结果。     

闽江水口电站水库及其下游环境水文效应计算方法的研究

本根据湿润地区陆地蒸发量年际变化具有稳定性重要规律,提出水库蓄水效应的理论及其计算方法,取得了新成果,为同类地区水库年径流设计创立一新概念,同时根据最新水实测资料,分析计算建库前后河流泥沙运动的效应;水库下游河道演变及水位的效应,南北港分流水量及变化的效应;感潮河段潮力及变化的效应,为闽江下游河道整治和环境保护提供设计依据。     

对三峡水库消落区生态系统与其生态修复的思考

三峡水库蓄水后,逆反自然洪枯规律的水库运行使原有消落带生态系统被破坏,如果没有及时有效地防止和治理,将会产生严重的生态环境问题。为此,在明确消落区的影响范围后,通过对水库运行后消落区的特点分析,预测了可能产生的环境问题,确立了消落区该具备的生态功能和构建其积极生态功能应考虑的因素,指出了消落区生态系统构建和保护应遵循的基本原则。     

南水北调西线一期工程河道最小生态径流的估算与评价

南水北调西线一期工程从雅砻江支流鲜水河的达曲、泥曲和大渡河支流的色曲、杜柯河、玛柯河和阿柯河等6条河流通过“六坝七洞一渠”,将40亿m3/a水调到黄河的支流贾曲。这一水量约占引水坝址河川径流的65%~70%,剩余30%~35%的水量能否满足河道内的生态需水,需要进一步研究。本文通过分析该调水区河道内的生态需水主要是满足水生生物栖息地的需水要求,讨论了水生生物产量与水体水量之间的关系,利用河道内径流50%保证率的河道径流的30%作为最小生态径流量的方法,估算了达曲、泥曲、绰斯甲河、足木足河的水文站断面的最小生态径流量,并利用Tennant方法对估算结果进行了评价。结果表明:4~9月采用最小生态径流量可以使河道的流量状态处于中等水平,10~3月若河道内流淌着最小生态径流,可以使河道内水生生物及河道的正常功能处于非常好的状态,只要工程建成后采用计算的最小生态径流为河道内下泄流量,就可以保证同时满足调水河流的资源水和生态水。     

黄河下游汛期输沙效率和排沙比阶段性变化及其主控因素分析

为了揭示黄河下游河道泥沙冲淤变化趋势及其主要影响因素,以黄河下游花园口站和利津站1960年以来的实测水沙数据为基础,利用双累积曲线方法分析了汛期断面水沙关系的阶段性变化特征,进而利用线性回归分析法获得了各阶段汛期断面径流输沙效率和汛期河段排沙比数值。结果表明:自1960年以来黄河下游汛期断面径流输沙效率明显存在着大小交替的5个不同变化阶段(1960—1965年、1966—1981年、1982—1987年、1988—1999年、2000—2015年),花园口和利津断面汛期的平均径流输沙效率值在这5个时期分别为2.1,4.3,2.6,4.1,0.8 t/100 m~3,而同期花园口至利津河段的排沙比分别为1.34,0.78,1.01,0.62,1.48。汛期河道断面输沙效率和河段排沙比交替性阶段变化揭示了该河段河道冲淤演变的本质特征。黄河流域的气候变化和水土保持措施仅会引起产水产沙量的变化,对黄河下游汛期输沙效率和排沙比影响有限,而不同时期黄河主河道大型水库的建成及其运行方式,则是其变化的主控因素。此外,1988—1999年中上游淤地坝的自然毁损对黄河下游同期的输沙效率和排沙比的变化影响显著。     

辽西地区城市河道生态治理方案及设计

黄杖子河作为北票市城区内重要河流,也是辽西地区城市河流的典型,其河道的整治关系着北票地区的经济发展和生态规划布局的实施。因此,以黄杖子河为例,对辽西地区城市河道存在的问题进行了分析,明确河道治理的必要性,并拟定具体的河道整治规划方案。针对河道整治规划内容对生态护坡工程、河道悬浮物沉淀池处理和溢流坝改造工程进行了具体的设计。     

近年黄河下游输沙功能的时空变化及其影响因素分析

黄河下游河道输沙功能受自然和人为因素的扰动,对黄河的入海泥沙通量产生深远影响。为探明近年来黄河下游河道输沙功能的演变及其主导因素,基于黄河下游河段各站点2007—2020年实测径流与泥沙资料,计算历年黄河下游河道输沙功能,并结合流域降水、水土保持和引水引沙的变化情况讨论了各因素对输沙功能演变的影响。结果表明:黄河下游河道输沙功能指标在2007—2020年显著下降了约57%,其中花园口—高村段输沙功能指标和其降幅均高于高村—艾山段和艾山—利津段; 黄河下游河道输沙功能演变的主导因素是河床粗化、水土流失综合治理面积增加和引水量增大,三者的相对贡献率分别达37.6%,21.6%,17.5%。河床粗化与引水量增大使输沙功能减弱,与水土流失综合治理对输沙功能的增强作用相反,三者综合作用下黄河下游河道输沙功能近年来呈退化趋势。     

水土保持综合治理对闹德海水库径流泥沙特性的影响

闹德海水库是典型的多沙河流上的滞洪水库。为了分析水土保持综合治理对闹德海水库径流泥沙特性的影响,以1961-2009年系列为基准,对入库径流和输沙量进行统计分析。统计分析结果表明水库输沙总量呈现减少趋势,其原因除了降雨等自然气候因素影响外,与柳河流域的治理有很大关系。1983年国家将闹德海水库以上的柳河流域列为国家水土保持八大重点治理区,经过多年综合治理,从根本上改变了柳河流域的生态环境。1984-1993年水土保持效益分析,治理区的蓄水效率为67.7%,保土效率为66.8%。流域的综合治理减少了产沙量,对闹德海入库水沙特征变化起重要作用。     

基于磷负荷削减的沙河水库流域生态修复措施配置研究

水体磷浓度增加易导致水体中藻类大量繁殖等生态问题,磷负荷削减一直都是水环境治理的重点工作。以磷负荷削减为重点,以北京城市副中心上游沙河水库流域为研究对象,采用SWAT模型对4类24种源头控制—过程拦截生态修复措施进行分析模拟,评价生态修复措施对磷负荷的削减情况。结果表明：（1）对总磷的削减效率依次为退出畜禽养殖>分散污水处理>生态护岸>植草沟、植被缓冲带>城镇径流控制>节药节肥、林下结构提升,退出畜禽养殖、分散污水处理等源头控制措施效益十分显著。（2）针对农业面源污染,建议采取5 m宽生态沟渠,果园：过滤带面积比为10：1的植被过滤带,不使用除草剂,果园减少50%有机肥施用量,100%养殖废弃物资源化利用并减少30%污水量5项措施,削减农业生产过程产生的磷负荷;城镇建议采取提高20%透水铺装率和提升40%分散污染处理率2项措施;河道推荐采用高覆盖度生态护岸和布设5 m宽河道缓冲带。（3）空间上削减农业—城镇—河道磷负荷,要素上针对山水林田湖草生态要素进行系统治理,措施实施后总磷负荷削减率可达53%,总磷达到IV类标准的流域面积增加8.6%,效果尤为显著。研究成果为山水林田湖草系统治理措施布局提供了参考。     

不同类型水库对库区及河道水温的影响

水库运行方式是引起河流水文情势和水体热量变化的人为可控因素。选取两个不同类型的调节型水库,通过对比它们的水温实测资料和水温模型模拟结果,分析了不同类型水库对水温的影响特征。研究表明,对多年调节水库而言,在枯水年高水位时,汛期库区垂向水温呈稳定的3层分布,底层水温变幅较小,受水库调节,下泄水体水温过程相比天然河道坦化作用明显,彻底改变了天然水温季节性高低分明的正弦分布规律;在平水年低水位时,非汛期水库垂向水温分布为混合型分布,汛期为两分层分布,底部没有恒温层,下泄水体对河道水温影响较小;丰水年中水位运行对水温的影响介于前两者之间;对于年调节水库而言,在丰水年和平水年对水温的影响基本一致,而在枯水年升温期下泄水体升温与前两者相比明显滞后。因此,应关注不同类型水库运行方式对水温的影响差异,通过设置合理的水库运行方式可以避免对下泄低温水的负面影响。     

塔里木河下游生态输水及河道生态整治工程探讨

通过近几年向塔里木河下游的应急生态输水，水流到达塔里木河尾间台特玛湖，沿岸地下水位上升，沿河部分地段植被长势得以恢复，局部地区生态环境改善。为了从根本上解决塔里木河下游的生态环境问题．探讨了下游河道生态整治工程，包括河道疏浚输水线路选择和设置生态闸的问题。大西海子水库下游河道疏浚工程有3条输水线路可供选择，通过投资、占地、施工、管理、防洪等综合比较，选择在大西海子水库主坝上新建一座放水闸方案。方案在技术上和经济上是可行的。本着尽量少而又要满足河道疏浚后沿岸植被生长需水的原则，分析了沿岸生态闸设置的必要性和保护的生态植被的面积，并探讨了今后生态输水方式的选择与生态闸的开启顺序。     

关于三峡水库消落带地貌变化之思考

与国内外特大型水库相比,三峡水库消落带具有常年水位变幅大,干流航运繁忙,波浪大和良田沃土多的特点.三峡水库蓄水后,消落带坡地地貌变化的发生是必然的,形成的稳定坡地类型有淤积滩涂坡地、稳定石质坡地和稳定土质坡地3种,其地貌演化过程可分为强烈侵蚀期、基本稳定期和淤积填平期.水库蓄水后,消落带坡地土壤的流失势必影响消落带坡地的植被建设.鉴于目前我国三峡水库消落带坡地地貌演化的相关研究严重不足,已开展的生态环境修复重大科研项目,均没有重视水库蓄水后消落带坡地地貌的变化,也没有安排地貌演化的相关内容,作者从坡地地貌演化的角度,对三峡水库消落带生态环境的研究、治理工作和水库运行方案的调整提出了相关建议.     

黄河下游河道最小生态流量研究

河道最小生态流量是指为了防止河道水体断流,即维持河流水体生存所应具有的最小流量(水量)。最小生态需水量计算方法应立足河流形态,将水位～水面宽曲线变形点与维持一定生境(主要包括平均水深、流速等)综合考虑来确定临界流量。本文在建立基于河流形状的河道最小生态流量计算方法体系的基础上,选取花园口、高村、利津3个控制断面对黄河下游河道最小生态流量进行了率定。结果表明,黄河下游花园口、高村、利津3个控制断面的最小生态流量分别为170m3/s,140m3/s,154m3/s,是多年平均天然流量的8.9%,7.4%,7.9%;3个控制断面在最小流量下的水面宽率分别为35.8%,20.6%,40%;平均水深分别为0.47m,0.87m,1.02m;流速分别为0.76m/s,0.40m/s,0.81m/s。由于国际上研究的河流集水面积远比黄河流域小得多,就最小生态流量与天然流量的比率来看,黄河流域下游河道的最小生态流量要较国际上已有的研究成果低一些。     

水库消落带生态环境问题及防治对策

随着大型水利工程的兴建,水库生态环境正在不断恶化。水位的周期性变化使消落带生态脆弱性增强、水土流失加剧、地质灾难增加、岸边污染加重,并可能诱发流行病疫情,原有消落带生态系统遭到较为严重的破坏。本文在阐述消落带的分类后,通过分析周期性淹水对消落带的影响,探讨了水库蓄水运行后可能产生的生态环境问题,并提出了有效的防治对策,以期建立可持续发展的消落带生态系统。     

长治市小型水库调查及库区生态修复探讨

长治市小型水库现存78座，经数十年运行，大部分已干涸，不再具有水产养殖功能和蓄水灌溉效益，加之年久失修、失管，人为破坏严重，现状堪忧。小型水库作为水生态系统保护修复的重要组成部分，做好其除险加固、生态系统保护与修复，对于提升区域乃至全市生态环境质量、保护下游人民群众生命财产安全，意义重大。     

三峡库区某退水滞后型滑坡渗流及稳定性分析

三峡库区自2003年蓄水以来,库区水岩作用引发了水库岸坡失稳等地质灾害,其中水库岸坡破坏出现在库水位上升期的占40%~49%,出现在水位消落期的约占30%,而有些大型滑坡会发生在库水位达到最大值后的快速消落期。本研究以三峡库区某退水滞后型滑坡为例,结合2016年1—6月三峡水库水位的实际运行情况并联合降雨,利用数值模拟的方法模拟其渗流场变化并进行稳定性计算。研究结果表明:库水位下降并叠加降雨的情况下,对滑坡的稳定性不利,当库水位下降速率达到1.0 m/d且叠加降雨时,滑坡的稳定性最差,此时为最不利工况;在5种工况条件下,滑坡的稳定性有所降低,但稳定性数值均大于1.05,说明滑坡仍处于基本稳定状态。     

黄河流域泥沙配置状况及其资源化

 通过分析黄河流域水沙运动过程和水沙分布特点,给出了流域泥沙配置单元,指出流域泥沙配置单元的配置量随着流域治理工程实施、径流条件等不断变化;1950—1999年,流域水土保持滞沙、水库拦沙、河道滞沙、两岸引沙用沙、河口淤积与入海泥沙等配置单元年均配置沙量占流域产沙量(17.63亿t)的14.24%、14.05%、12.19%、10.56%和50.77%;阐述了水库拦沙多、河道淤积严重是黄河流域泥沙配置现状不合理的主要原因,指出流域水沙资源优化配置和泥沙资源化是维护黄河健康的重要途径;结合黄河下游长期泥沙处理与利用的经验和教训,总结了黄河下游泥沙资源化的主要途径,包括淤临淤背、河道治理与河槽维护、引洪淤灌与土壤改良、灌区堆沙高地农田化、建筑材料转化、河口泥沙造地和疏浚泥沙利用、湿地塑造等。     

森林植被和小流域生态修复对水沙变化的影响研究

为探讨植被建设对水沙变化的影响,分析了北洛河流域森林植被和小流域生态修复的减水减沙作用.结果表明,森林植被对径流、泥沙有明显的削减作用,可削减径流62.4%,泥沙94.9%,同时还调蓄了径流的年内分配,可将20%～30%左右的汛期径流调节到非汛期释放.但也应当看到,森林一旦遭受破坏,在暴雨洪水的作用下,林区洪水泥沙也会剧增.另外,从小流域生态修复对水沙变化的影响来看,生态修复具有一定的减水减沙作用.     

三峡水库消落带土壤侵蚀问题初步探讨

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的消落带,由于库水涨落和水文地质条件改变,导致沿岸植被破坏,地表裸露,在降水、库水位周期性地涨落和涌浪的作用下,土壤侵蚀强烈,对当地的经济及环境产生影响,故对消落带的土壤侵蚀问题应予以重视。根据三峡水库2007-2010年试验性蓄水产生的消落带实地调查,在总结消落带土壤侵蚀主要影响因素的基础上,分析了三峡水库消落带几种典型的土壤侵蚀形式:波浪侵蚀、降雨径流侵蚀、崩塌及滑坡,其中波浪侵蚀和崩塌最为突出,其次为消落带成陆期的降雨溅蚀和径流冲刷,而滑坡主要以蠕滑和前缘崩塌为主。同时,针对岸坡的不同物质构成和地形地貌,提出了不同土壤侵蚀类型的主要分布特点,可以给库区消落带土壤侵蚀的防治提供借鉴。