西安市灞河下游水文情势变化及生态影响分析

【目的】研究城市化进程中西安市灞河下游水文情势的变化特征,分析其改变程度对河流生态系统完整性和稳定性的影响,为灞河开发治理和生态调度提供参考。【方法】根据西安市灞河马渡王水文站1972-2010年的实测日流量资料,以2001年为节点,将39年水文序列划分为节点前的"近自然状态"和节点后的"人工干扰状态"2种条件,采用变异性范围法(RVA)评价水文改变指标(IHA),即月平均流量、年极值流量、出现时间、高低流量频率及历时、流量变化率及频率等指标特征,量化河流受影响程度,进而分析河流水文情势变化情况。【结果】由于西安城市向东部扩展和实施流域综合治理,灞河下游水文条件受到人工干扰。在IHA的5类指标中,除年极值流量出现时间变化不大外,另外4类指标均有显著变化,河流水文情势整体改变度为63.98%。【结论】灞河河流水文情势发生中度改变,其有利影响占主导地位,但今后应结合下游水文变化及生态影响进行河流规划和治理开发,同时调整已建、新建工程运行方式,合理调度水资源,维护河流生态健康。     

长江上游珍稀特有鱼类保护区水文情势时空变化特征初步分析

为科学评价预测长江上游珍稀特有鱼类保护区水文情势变化特征,以长江上游珍稀特有鱼类保护区内的屏山、朱沱和寸滩3个水文站的实测逐日流量序列为基础,采用基于32个IHA指标的RVA方法,分析保护区水文情势的自然特征和不同历史时期的变化情况。并通过梯级水库联合调度运行模拟,研究金沙江下游梯级水库运行后保护区未来的水文情势变化。研究表明：上世纪80年代之前保护区的水文变化比较稳定;1990年后保护区水文情势变化有所增加;金沙江梯级水库运行后保护区屏山站的水文变化加剧,但朱沱和寸滩站的水文变化不大,显示保护区支流水量汇入显著减缓了水库调度对保护区中下游河段水文情势的影响。     

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。     

人为干扰对塔里木河干流水文情势的影响

 结合塔里木河下游正在实施的生态应急输水工程,以输水年(2000年)前后干流不同测站的径流量以及下游地下水位的变化为基础,分析人为干扰后,塔里木河干流水文情势的变化。结果表明:由于源流区农业灌溉引水剧增,到达干流的水量逐年减少,进入塔里木河干流的水量20世纪50—90年代以0.2亿m3/年的速度递减,但90年代中期以后有略微增加的趋势;中游英巴扎的径流在输水年前后仍继续减少;下游卡拉站由于人工输水径流量呈增加趋势,从春季到初冬,径流量都大幅度增加,夏季洪峰流量是输水前的2倍,且在时间上有所推后。人工输水后,下游9个生态监测断面的地下水位发生较大变化。纵向上,从大西海子水库向台特马湖方向,地下水位抬升幅度呈逐级递减的趋势;横向上,各个断面的监测井水位呈波段式上升,且愈远离河道波动愈小,5次输水的响应范围达到1200 m。下游区生态输水的积极干扰,在一定程度上缓和了源干流上游区人为干扰的负面影响。应急输水工程产生了明显的生态效益。     

朝阳调水工程对阎王鼻子水库坝下河道水文情势影响分析

针对朝阳调水工程对阎王鼻子水库坝下河道水文情势的影响进行预测分析,并提出相应的措施。     

长江流域水域及消落区现状、变迁与渔业资源变动

采用中-大尺度遥感监测手段，对长江流域水域及消落区开展调查与分析，重点阐述长江流域从自然水体为主向人工水面为主的变化趋势，及其对长江流域天然渔业资源衰退的潜在影响。结果显示，近40年全长江流域历史最大水面约63 360 km²，最小水面约26 396 km²，历史最大消落面积约36 964 km²。2019—2020年“一江两湖七河”最大水面约为19 663 km²，最小水面约为14 281 km²，消落区面积6 337 km²，其中反季节性消落区633 km²。2001—2020年和1984—2000年两时段相比，地表水减少水面中超过80% 来自于具有自然水文情势的消落区，而新增水面中，由于水库充填导致的河流水面增加达5 500 km²，致使长江流域水域类型组成结构发生了巨大转变，自然水体占比不足20世纪80年代的一半，而同时期的鱼类资源现存量也下降为20世纪80年代的一半。本研究首次明确反季节性消落区的概念，探讨了长江流域河流梯级水库充填形成的反季节性消落区与鱼类“三场”(产卵场、索饵场和越冬场) 关键栖息地丧失的关系。     

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。