赣江中游水利枢纽群生态优化调度的预测分析

针对水利枢纽工程对河流生态系统的影响,基于鱼类产卵期较大时间尺度(月为周期)的河道生态蓄水过程和小时间尺度的场次模拟生态洪水过程2种工况,建立赣江中游万安、石虎塘和峡江梯级枢纽群联合生态优化调度模型,分析生态调度对水库群经济效益的影响.数学模型中生态流量过程为约束条件之一,以水库群发电量最大作为调度目标,求各水电站的流量过程和发电量,采用逐次优化算法(POA).结果表明,考虑生态调度后,系统总体发电量减少约185万kW·h,减少1.65％,对水库经济效益即总发电量的影响不大,实施水利枢纽群生态优化调度有利于减缓工程对河流生态系统的影响.     

梯级水库中长期仿天然水文情势的生态流量多目标调度

针对现有研究较少围绕水文情势角度开展梯级水库中长期生态流量调度的现状，基于场景缩减（SBR）技术推求的仿天然水文情势生态流量过程，以梯级水库下泄流量与生态流量的动态时间规整（DTW）距离最小为生态目标，以梯级水库发电量最大为发电目标，构建水库多目标生态流量调度模型，并采用“参数模拟?优化”思路求解，选择金沙江中游梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉和观音岩6座梯级水库，对1953─2015年的旬径流资料开展分析研究，为梯级水库中长期生态流量调度提供参考。结果表明，推求的仿天然水文情势生态流量具有明显的季节性波动和上下游断面量级差异特征；相较梯级水库原调度方案，优化调度方案可通过径流调节，改善梯级水库中长期生态和发电效益，在不影响生态目标的状态下，可增加511亿kW·h的发电量，相应增幅为1.35%；在不影响发电目标的情况下，可减少134 253的DTW距离，相应降幅为3.85%。     

三峡工程影响下游水生态环境的径流调节作用分析

三峡工程作为长江上最大的综合水利枢纽工程,其建成运营为区域可持续发展带来巨大社会经济效益的同时,会产生广泛且明显的生态环境影响。径流是河流生态系统中起决定性作用的要素,三峡工程运行对水文情势的调节是产生水生态环境影响的关键驱动力。从工程规模、设计运行方式和实时调度等方面分析了三峡工程对下游径流的调节作用。三峡工程蓄水运行以来,对坝下流量调节有限,除蓄水期和供水期外,基本维持天然流量过程,年下泄总量不变;三峡工程对下游水文过程的影响主要集中在蓄水期和供水期。     

三峡工程影响下游水生态环境的径流调节作用分析

三峡工程作为长江上最大的综合水利枢纽工程,其建成运营为区域可持续发展带来巨大社会经济效益的同时,会产生广泛且明显的生态环境影响。径流是河流生态系统中起决定性作用的要素,三峡工程运行对水文情势的调节是产生水生态环境影响的关键驱动力。从工程规模、设计运行方式和实时调度等方面分析了三峡工程对下游径流的调节作用。三峡工程蓄水运行以来,对坝下流量调节有限,除蓄水期和供水期外,基本维持天然流量过程,年下泄总量不变;三峡工程对下游水文过程的影响主要集中在蓄水期和供水期。     

清江梯级发电与生态均衡优化调度研究

鉴于清江梯级水电站联合调度运行尚未考虑河流生态需求的现状,导致自然径流过程发生极大改变,采用逐旬频率计算法,确定清江梯级生态流量区间范围,进而在梯级发电调度的基础上,引入径流生态离差系数,建立发电与生态均衡优化调度模型,并提出了基于粒子群算法的模型解算方法,构建调度方案的发电与生态综合评价指标体系,对比分析清江梯级2008-2010年优化调度方案。结果表明,发电与生态均衡优化调度方案在梯级发电量仅减少1.85%的情况下,径流生态离差系数提高6.81%,梯级生态溢水量减少57.66亿m~3,梯级生态缺水量减少3.92亿m~3,生态调度效果显著。研究成果可为当前长江大保护与清江流域环境保护背景下清江梯级联合调度运行提供科学依据与决策支持。     

考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度研究

针对如何表征枯水期季节性特征、优化分期消落水位来指导水库群消落调度的科学问题，该研究提出了考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度模型。以金沙江中下游6座水库与三峡水库为研究对象，综合运用多种数理统计方法划分了流域枯水期；采用逐月滑动计算法推求了梯级水库分期消落水位；以生态和发电效益最大为目标函数，利用NSGA-Ⅱ算法求解了调度模型，得到了不同来水情景下梯级水库枯水期消落调度方案。研究结果表明：不同来水情景下，相较于常规调度方案，选定的优化调度方案可增加梯级水库发电量30.20~52.27亿kW·h（2.3%~5.0%）和供水量83.15~87.14亿m3（5.8%~7.4%），并提高河道生态流量保证率2.6%~22.9%。研究成果为协调梯级水库生态和发电调度提供了技术支撑。     

基于流域生物资源保护的水库生态调度

阐述了流域水电开发对流域生物资源的影响途径:通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了流域水电开发对河流连续性、河道洪枯过程、库区生境等生态功能的影响方式.结合三峡水利枢纽工程实例,针对宜昌断面基于流域生物资源保护的流量要求,建立了以水电站发电效益最大为目标的长期优化调度模型,并采用差分进化法进行优化求解,获得了相应的水电站水库调度出流过程,并在此基础上采取人造洪峰、提高下泄水温等生态修复方式保护流域生物资源.建议水库运行调度应在考虑工程功能的同时,兼顾下游及水库的生态功能,以达到流域水资源开发与保护流域健康的生态系统相协调的目的.     

流量过程变化对黄河内蒙古河段鱼类影响初探

通过分析黄河干流内蒙古河段水文流量过程的时空变化特征，研究黄河鱼类生态习性与径流组分的响应关系，探讨内蒙古河段流量过程变化对黄河鱼类生长的影响。选择月均流量、日均流量变幅、极端流量和脉冲延时4个水文情势指标，采用IHA-RVA（水文情势变化指标法-变化范围法）分析内蒙古河段水文情势的改变程度。黄河内蒙古河段枯期月均流量增加、最小日流量增加，有利于内蒙古河段的鱼类越冬。但是内蒙古河段月均流量过程坦化，降低了鱼类栖息地数量及多样性；最大流量出现时间明显改变，洪水脉冲刺激减弱均会影响鱼类繁殖行为；洪水持续时间缩短导致鱼类产卵栖息地减少、幼鱼食物来源减少，不利于幼鱼生长。黄河干流上游河段水利工程运行后，对内蒙古河段的水文情势产生了明显的影响，改变了该河段的生态水文联系过程。需要采取生态调度、栖息地恢复等手段优化水文情势过程，为促进黄河内蒙古河段的水生态保护提供支持。     

河流生态系统修复阈值界定指标体系初步构建

生态阈值存在于各种生态系统中，在查阅国内外相关文献的基础上，通过对生态阈值的理论研究及实践应用进行总结分析，指出生态阈值在河流生态系统中的研究不足之处。通过分析阈值在河流生态修复中的重要性，从新的角度探讨提出河流生态系统修复阈值概念，是依据河流生态系统自然属性和河流功能以及区域社会经济发展的需求界定退化到何种程度的水生态系统需要进行修复。通过对指标体系构建原则、筛选方法及阈值计算方法的总结，提出河流生态系统修复阈值确定技术路线，采用频度分析法和理论分析法相结合，从影响河流修复的6大要素（物理结构、水文条件、水质状况、水生生物、河流功能和社会经济）初步构建了河流生态修复阈值界定指标体系及阈值计算方法体系，为下一步河流生态修复阈值指标体系的定量筛选与阈值计算奠定了基础。     

耦合水文情势及鱼类繁殖的江垭水库生态调度需求研究（生态调度专刊）

大型水库实施生态调度是修复河流水文情势、维持河流生态系统健康的重要手段。江垭水库位于溇水干流下游的张家界慈利县，是澧水流域具有重要防洪意义的大型水库。本研究通过环境DNA采样、IHA水文指标变动分析和文献资料总结等方法，开展了江垭坝下水文情势及鱼类繁殖需求的关系研究，提出了江垭水库生态调度需求及建议。2021年9月在溇水干支流综合调查到鱼类55种，与上世纪90年代相比，流水性种类在干流江段显著减少了51.35%；按照生态调度优先等级评估原则，确定江垭水库生态调度的主要目标物种为产漂流性卵的银鲴、银鮈、贝氏?和产粘沉性卵的鲤、鲫；江垭建坝前后下游水文情势变化较大，发生高度改变且对鱼类洄游产卵及鱼卵发育有重要作用的水文指标包括：年最大1日、3日平均流量指标，年出现高流量脉冲事件的次数和持续时间，以及连续日流量上涨率。以促进坝下不同产卵类型的鱼类繁殖为目标，江垭水库生态调度一方面需要恢复一定的高流量脉冲次数和历时，另一方面需要控制下游的水位日降幅，通过泄放合理的生态流量来维持下游鱼类的生物多样性。     

基于能值理论的青藏高原水电站生态影响研究

综合定量的评价水电工程建设及运营过程中产生的生态效应，是合理开发和运营水电站的重要前提。青藏高原是亚洲众多河流的发源地，有“亚洲水塔”的美誉。丰富的水能资源促使该地区水电事业快速发展，这可能会在一定程度上影响甚至破坏青藏高原地区脆弱的生态系统。本研究运用能值分析法，以西藏雅鲁藏布江加查水电站为例进行研究，将水电站建设、运行过程中各项资源的投入，以及因水电站建设造成的生态系统服务功能的损失纳入能值核算体系中，对水电站的生态效应进行综合定量评估。本文摸清了加查水电站的能量物质流动过程并计算得到了能值核算表，该表显示加查水电站平均每年的运行需要的能值投入为1.18×1021sej，生态系统服务年损失能值为8.40×1018sej。在此基础上计算得到加查水电站系统的环境负载率（ELR）为0.85，能值可持续指标（ESI）为3.60。青藏高原加查水电站能值的环境负载率和可持续性指标较为合理，生态影响较小。研究表明在青藏高原建设水电站是可行的，但水电站的开发规划必须遵循适度开发、生态为先的原则。     

生态修复工程对天津清净湖生态服务价值影响评估

本研究以天津中新生态城污水库为研究对象,通过建立生态服务价值评价指标体系,对比分析生态修复工程实施前污水库和实施后清净湖的生态服务价值变化,评估修复工程投入与工程实施后产生的生态效益。结果表明,污水库生态服务价值估算为2546.78万元/a,调节服务是主要服务类型,占总价值量的99.46%;生态修复工程(总投资1.5亿元)实施后,生态服务价值估算为15093.05万元/a,文化服务成为主要服务类型,占比87.8%。对比分析发现,生态修复工程带来的生态效益明显增加,总价值增加了5.9倍,其中景观美学增值明显。研究以清净湖为例初步探讨了生态修复工程对污染生态系统服务价值的影响,为开展类似城市水体生态修复项目决策提供科学依据和借鉴。     

供水型水库底栖动物完整性指数的构建

为给水源地水库的生态风险评估提供科学依据和决策支持,根据浙江省和湖北省几个典型水库的调查数据,构建了底栖动物完整性指数（B-IBI）。参考相关文献及调研选取了32个备选参数,经统计分析筛选出8个指示能力较强的参数,构建B-IBI指标体系,分别为香侬-维纳多样性指数（Shan₂）、捕食者类群数量百分比（Pred-Pct）、寡毛类物种数百分比（%OligoTax）、非水生昆虫数量百分比（NonInPct）、Hilsenhoff生物指数（HBI）、收集者物种数百分比（%CllctTax）、收集者数量百分比（CllctPct）和平均物种数量（RichnessPerTaxon）。确立了水库生态系统健康评价标准,并与潜在环境梯度进行了相关性分析。结果表明,该指数很好地反映了潜在环境梯度,用于供水型水库的水生态系统健康评估较为合适。     

河流生态系统结构功能模型研究

回顾了河流生态系统结构功能模型的研究进展，介绍了多种重要的概念和模型。在此基础上，提出了河流生态系统结构功能整体模型，它是由河流流态－生态结构功能４维连续体模型、水文情势－河流生态过程耦合模型、地貌景观空间异质性－生物群落多样性耦合模型３个子模型组成。整体模型建立了河流流态、水文情势和地貌景观这３大类生境因子与河流生态系统结构功能和生态过程的相关关系，基本上抽象概括了河流生态系统的主要特征。在模型中除了考虑自然力因素以外，还考虑了水利水电工程设施的干扰作用。     

宁夏人工河道典农河的健康状态评价

鉴于典农河地处宁夏干旱半干旱地区、水资源匮乏且生态系统脆弱的现状,维持河流健康对宁夏地区的发展有着重要的意义。特殊的地理位置和社会需求使得典农河社会属性更为强烈,在建立评价指标体系时应考虑人工化、河道生态、社会服务功能突出等实际特点。根据其人工河道的特点,将典农河分为5个河段,在全国重要河湖健康评估指标体系的基础上进行优化调整,从河流状况、生物状况以及社会经济服务状况三方面着手,选取13个指标,并利用层次分析法确定指标权重,建立了适合典农河的评价指标体系并进行健康评价。多指标分级综合评价结果显示,典农河最终总体评价赋分为46.63,处于亚健康水平。其中,河流状况子准则层赋分为65.86分,属于健康水平,主要问题是生态流量满足程度低;生物状况子准则层赋分为48.66分,属于亚健康水平,主要问题是鱼类损失较多;社会经济状况子准则层赋分为32.72分,属于不健康水平,主要问题是水功能区水质达标率为0。研究表明,典农河现存的主要问题是防洪工程标准低、水污染以及生态环境遭到破坏等,提出了提高防洪能力、控制污染源、提升污水处理率以及构建健康水生态系统的保护对策和建议。     

基于ISM法的三沙湾资源开发累积生态效应研究

通过分析三沙湾中主要用海开发活动,从用海类型出发,在地形地貌、水动力、水质和沉积物质量、生物生态等方面的累积效应以及自然灾害诱发效应等指示因子中筛选出27个要素。利用解释结构模型(Interpretative Structural Modeling,ISM)分析了各要素之间的关系,建立了三沙湾资源开发累积生态效应的解释结构模型。从该模型的各个阶层,直观地反映出海湾资源开发各用海类型的累积生态效应发生过程,为海湾资源开发利用、规划和管理提供具有一定借鉴意义的理论基础和技术手段。     

辽宁省主要河流水生态状况评价及保护对策

从水文水资源、水环境状况、河流的物理形态、生物状况和社会环境等5方面,基于2012年各河流水功能区水质监测数据以及1956-2010年长序列水文资料分析、各河流水生态现状调查及水质监测结果,应用模糊数学的方法建立水生态状况评价模型,评价辽河干流、浑河、太子河等12条河流水生态状况。浑江桓仁水库以下、蒲石河、爱河和大洋河总体评价为优,太子河葠窝水库以上段为良,清河、小凌河和六股河为中,辽河干流、绕阳河、浑河、太子河葠窝水库以下段、大凌河为劣。各河段的约束指标,浑江桓仁水库以下、爱河、蒲石河等为纵向连通性,清河和太子河葠窝水库以上为水资源开发利用程度和纵向连通性,辽河干流、绕阳河和大凌河白石水库以下为生态基流满足程度和水功能区达标率,六股河为生态基流满足程度,小凌河为生态基流满足程度和纵向连通性,太子河葠窝水库以下河段为水资源开发利用程度和水功能区达标率,浑河为水资源开发利用程度、生态基流满足程度、纵向连通性和水功能区水质达标率。