美国科罗拉多州河道内流量保护计划及借鉴

人类大量用水减少河道内流量导致河流断流、水质恶化和生物多样性下降等生态环境问题,如何合理利用河流水资源,在社会经济发展和河流保护之间取得平衡是当前全球面临的重大课题。西方发达国家普遍重视环境保护,在保护河道内流量方面也积累了较为丰富的立法和实践经验。美国科罗拉多州将保护河道内流量纳入该州产权体系,以政府持有河道内流量水权的方式进行保护,在协调人类活动与生态环境保护方面取得了良好的效果。文章简要介绍了科罗拉多州河道内流量保护计划的主要内容及取得的成绩,深入分析了该计划的特点,以期对我国河道内流量保护提供借鉴和参考。     

国内外河流生态修复研究进展

随着社会的高速发展,人类活动对河流生态系统造成的不利影响逐渐显现,河流生态修复的理念应运而生.介绍国外河流生态修复理念和工程技术的发展历程,20世纪30年代-20世纪50年代是以污水处理和河流水质保护为主的生态修复理论雏形阶段,20世纪50年代-20世纪80年代是以“近自然河道治理工程学”为主要理论基础的生态修复理论形成阶段,20世纪80年代后河流生态修复的重点拓展为河流生态系统恢复,相关修复实践全面展开.阐述我国河流生态修复的现状及实践,自20世纪90年代我国开始河流生态修复技术的探索,目前在水质净化、生态河堤建设、生态景观设计和新材料应用等科研领域取得了大量成果.提出应该从河流特点、生态学过程、河流流域等方面综合考虑,开展河流生态修复研究.     

挪威水电开发与生态环境保护

挪威水电开发历史悠久,在长期的发展过程中,积累了丰富的水电开发技术和管理经验,形成了成熟完善的管理制度和法律体系,保障了水电开发科学有序进行.为减缓水电开发对生态环境的不利影响,挪威通过设定严格的环境影响评价和许可论证制度、建立环境保护基金、规定最小河流流量等措施维护河流生态健康,促进了水资源的可持续发展.挪威以本国廉价的水电资源开发促进了高耗能工业的发展,获得了强有力的国际市场竞争能力,为国内经济发展奠定了稳定基础.总结了挪威水电开发过程中生态环境保护方面所取得的经验,以期对我国水电的建设和发展提供借鉴和参考.     

生境模拟法在黑水河鱼类栖息地保护中的应用

为了解黑水河鱼类栖息地适宜性状况,研究行之有效的栖息地保护方案,采用基于河道内流量增加法(IFIM)原理的栖息地模拟方法,使用RIVER2D二维水动力学及栖息地模拟软件,以黑水河干流苏家湾水电站坝址至公德房水电站坝址河段为例,进行水动力模拟和鱼类栖息地适宜性模拟,通过加权有效栖息地面积(WUA),分析适宜物理栖息地的数量、质量和分布情况,评估研究河段的鱼类栖息地适宜性状况并探究存在的主要问题。结果显示,公德房库区河段水域面积较大,大部分河段适宜性指数较高,有效栖息地面积较大;减水河段河道内流量较小,大部分河段水深较浅,有效栖息地面积小,需要开展河道生境修复;在此基础上,研究了增加生态流量(坝址处多年平均流量的10%、12.5%、15%)条件下的改善效果,以及固定生态流量(坝址处多年平均流量10%)条件下进行河道整理的改善效果。经比较分析,提出了黑水河生境修复可采取河道整理为主,结合优化生态流量的保护方案。     

挪威水电开发与生态环境保护的经验与启示

挪威水电开发历史悠久,在长期的发展过程中,积累了丰富的水电开发技术和管理经验,形成了成熟完善的管理制度和法律体系,保障了水电开发科学有序进行。为减缓水电开发对生态环境的不利影响,挪威通过设定严格的环境影响评价和许可论证制度,建立环境保护基金,规定最小河流流量等措施维护河流生态健康,促进了水资源的可持续发展。挪威以本国廉价的水电资源开发促进了高耗能工业的发展,获得了强有力的国际市场竞争能力,为国内经济发展奠定了稳定基础。本文总结了挪威水电开发过程中生态环境保护方面所取得的经验,以期对我国水电的建设和发展提供借鉴和参考。     

长江流域典型支流生境健康评价

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。以长江流域典型支流雅砻江、赤水河、乌江以及汉江为研究对象,对各支流的生境状况进行调查评估,探索影响不同支流生境状况的主要因子,从而为长江流域河流生境保护和修复提供支撑。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,构建河流生境评价的指标体系。基于该评价体系,2017年8-9月对4条支流的162个断面进行了调查并对河流生境进行了综合评估。评价结果表明,雅砻江、赤水河、乌江、汉江的河流生境综合指数（RHI）分别为124.7、158.5、137.8、135.5,其中赤水河评价等级为“优”,其他河流评价等级均为“良”。人类活动、河岸植被覆盖、河道蜿蜒度等是影响各支流生境变化的主要驱动因子。建议强化支流国土空间管控,建立自然保护区,对具有重要生态服务功能的支流河段开展生态修复。     

以生态系统为基础的国际河流流域的管理制度

生态系统管理是指在对生态系统组成、结构和功能过程的最佳理解的基础上,在一定的时空尺度范围内将人类价值和社会经济条件整合到生态系统经营中,以恢复或维持生态系统的整体性和可持续性.在可持续理论的指导下,采用生态系统管理的方法对国际河流流域进行综合性的开发与管理是发展的必然趋势.因此,国际河流流域管理的理念与制度应向流域生态系统整体保护方向变革.在分析现代国际水法中有关综合性流域管理的法律制度缺失、关于国际水道生态系统保护与保全的规定又过于原则和不全面,严重制约和妨碍了国际河流流域的可持续发展的基础上,提出国际河流流域综合性管理,应以满足人类基本需要和保护生态系统为核心,不能将流域内的环境资源割裂开,应关注流域生态系统整体的保护,更要关注外界因素对流域生态环境的影响,把流域内有关的经济、社会问题也纳入流域管理范围.笔者认为,基于生态系统管理的国际河流流域管理制度的基本原则主要应包括:公平合理利用和不损害国外环境原则;可持续发展原则;整体性原则;预防原则;流域信息共享原则;对阈值进行识别与规定的原则;区域联合管理与国家管理相结合的原则.同时提出构建如下法律架构:行政综合决策制度;流域环境影响评价制度;流域水资源保护与分配制度;流域生态工业及循环经济产业制度;流域生态补偿制度;流域生态恢复与重建制度.     

黄河下游湿地演变与实测径流相关性研究

探索不同类型河道湿地面积与水文站实测径流量的相关性，为黄河流域生态保护修复和管理工作提供支撑。选择黄河下游花园口-利津河段为研究对象，基于1986、1990、2000、2010和2020年5期遥感解译黄河下游湿地的类型、面积和格局，分析湿地动态变化及原因，结合黄河下游重要水文站实测径流量数据，探索黄河下游不同类型河道湿地面积变化与径流相关性。结果表明：（1）河流水面湿地为黄河下游河段湿地的主要组成部分，占湿地面积的45.9%~65.9%；（2）黄河下游河段的湿地面积从上世纪80年代至今虽然呈现萎缩趋势，面积减少约35.6%，但萎缩速度在不断减缓，湿地面积逐渐趋于稳定；（3）黄河下游游荡型、弯曲型和顺直型河段的湿地面积与径流量的相关性存在差异。游荡型和弯曲型河段河流水面面积与流量均呈正相关关系，但变化幅度不同，顺直型河段河流水面面积受流量的影响较弱，游荡型、弯曲型河段和顺直型河段滩地面积随径流量增大而减少，减少幅度各有差异，3种河段在不超过某一流量下，河流湿地的面积保持稳定，而超出一定流量范围后，湿地总面积均增加。     

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.     

松花江梧桐河生态修复工程鱼类栖息地模拟及调查

通过对松花江一级支流梧桐河中下游河道栖息地模型模拟和实地鱼类调查,分析了修复工程丁坝的水动力变化对鱼类栖息地的改善作用。基于流量内增加法(IFIM),应用水生生物栖息地模型(River 2D),考虑鱼类栖息地的流速、水深、遮蔽回水面积比3项指标,定义栖息地为差、中、良3个等级,模拟从小到大4个不同流量条件下顺直河道和丁坝河道鱼类栖息地等级的分布及变化,并通过实地鱼类调查数据验证修复工程丁坝对鱼类栖息地质量的改善情况。结果表明,在不同流量条件下,顺直河道和丁坝河道鱼中等级栖息地占84%以上;从生态流量到多年平均流量的过程中,顺直河道和丁坝河道不同综合适宜性指数(Combined Suitable Indexes,CSI)等级的栖息地面积变化较大,其中两者CSI差等级的栖息地面积占比分别减少4.9%和4.8%,顺直河道CSI中等级的栖息地面积占比升高4.9%,丁坝河道CSI中等级的栖息地面积占比下降6.0%,丁坝河道CSI良等级的栖息地面积占比从0%升高到10.8%;当流量大于多年平均流量26.42 m~3/s时,各种等级的栖息地比例变化不大,多年平均流量对鱼类生长而言是最佳下限流量。从2016年和2017年9月两河段的鱼类调查情况来看,丁坝河段鲫(Carassius auratus)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)的平均体重和平均体长更大,模拟和实测数据一致,说明丁坝在一定程度上改善了鱼类栖息地的质量。