长江中下游水电开发对河流水文情势的影响研究

为深入分析水电开发对河流水文情势的影响,以长江中下游江段为研究区域,选取宜昌站1956-2016年生态水文实测资料,以三峡、葛洲坝水利枢纽工程所控制的宜昌江段为研究对象,开展水电开发对河流水文情势影响研究,同时分析了下游水文情势变化对重要鱼类——中华鲟生境的影响,从而为保护中华鲟种群资源提供修复措施。结果表明:宜昌站1956-2016年的年均流量序列呈不显著下降趋势,年均水温序列呈显著上升趋势,年均含沙量序列呈极显著下降趋势;葛洲坝运行后三峡工程运行前和三峡工程运行后两个时间段内,筑坝对河段流量、水温、含沙量的改变方向均是一致的,且三峡工程的影响更为显著;流量的下降将直接导致中华鲟产卵场实际面积的缩小,水温的上升将会影响中华鲟的产卵信号,含沙量的减少一定程度上是有利于中华鲟产卵的。同时,从工程措施、非工程措施、管理措施3个方面提出来保护中华鲟栖息环境的具体修复方案。研究结果可为分析水电开发对河流水文情势的影响以及恢复或改善被破坏的河流生态系统提供具体指导和建议。     

近60年来岷江水文情势评价

水文情势变化是河流生态系统功能的主要因素.针对水利工程建设运行造成岷江流域水文情势变化等问题,选取岷江支流大渡河与岷江干流下游交汇处的代表水文站-高场站62年(1956-2017年)逐日流量数据,运用Mann-Kendall法、累积距平法、均值差异T检验法和滑动T检验法进行流量特征分析,并考虑水利工程建设对突变前后水文...     

安康水库对下游生态水文情势的影响研究

为研究安康水库对下游生态水文情势的影响,以安康水库1991-2011年入库流量数据和水库下泄径流数据为研究对象,采用变化范围法(RVA)分析了水库修建前后对天然水文情势的变化情况,定量评价了水文情势改变程度。结果表明：人类活动对河流水文情势影响较大,安康水库运行阶段的整体改变度为39.21%,属于中度改变。生态水文特征的中度改变将对汉江中的水生生物和整个河流生态系统造成深远的影响。     

鄂北调水工程对汉江中下游水文情势的影响

为了弄清鄂北调水工程实施对汉江中下游干流水文情势的影响,设置了3种情景(S1、S2、S3)运用MIKE模型模拟水文情势,并对其进行对比分析。结果表明,S3情景下汉江中下游各断面年平均流量、水位、流速相对S2情景下的均呈微弱降低趋势,沿程各断面年均流量减幅在5%以内,总体上丹江口水库清泉沟增加引水后对汉江中下游流量、水位和流速的影响微弱;S3情景下汉江中下游各断面年平均流量、水位、流速相对S1情景下的降幅较大,平水年最大降幅分别为47.7%、14.9%、77.2%,沿程各断面流量降幅不均。表明各支流的汇入对干流流量的影响较大,已规划的调水工程和梯级开发对汉江中下游的水文情势影响较大,而鄂北调水工程对其影响较小。     

三峡水库运用对水库下游水文分期的影响研究

长江三峡等水库的建设运行,改变了下游径流过程及径流量的年内分配,也改变了长江中下游水文分期规律.为了分析三峡水库运用对长江中下游汛期和枯期分期的影响,本文采用基于长江中下游7个水文站的月径流重构序列进行变异分析和模糊统计两种水文分期方法,统计各站的汛枯期起止时间变化规律,结果表明:1961-1980年阶段长江中下游流域...     

闸坝工程建设对北运河水量水质影响研究

北运河流域闸坝工程修建,在一定程度上改变了河流的水文情势和水环境状况。以北运河重要水文站通县站1931—1990年流量资料为研究对象,对于闸坝修建前后水文情势变化进行了对比分析,同时对北运河干流关键控制性闸坝断面2004—2009年实测监测资料进行了水质评价,并对水质时空变化进行了分析。结果表明,北运河闸坝工程拦蓄导致流量减少,其中4月份流量减少最明显,非汛期较汛期下降明显;北运河水体环境质量整体上较差,基本上均为超V类水体,上游和下游水质相对优于中游水质情况,其中水质指标氨态氮、高锰酸盐指数影响较大。     

考虑水库调度影响的梯级水库群汛期分期研究

水库的汛期分期是汛期运行水位动态控制的重要依据。但是对于水库群来说,上下游水库间存在复杂的水力联系,直接使用天然入库流量资料所计算的汛期分期结果可能不够客观。本文提出了一种考虑水库调度影响的梯级水库群汛期分期方法,即计算考虑上游水库调度影响下的下游水库入库流量,再计算其汛期分期。以西江上游的天生桥一级、光照、龙滩、岩滩水库群为例,分别使用天然入库流量和调节后的入库流量资料计算汛期分期,发现龙滩水库的主汛期开始时间延迟16 d,后汛期开始时间延迟1 d;岩滩水库的主汛期开始时间延迟18 d,后汛期开始时间提前1 d。     

三峡水库对宜昌站生态水文情势影响研究

为了评价三峡水库对长江中下游河流生态水文情势影响,以三峡水库下游控制水文站宜昌站1882-2013年日均流量为基础,运用M-K法和线性倾向估计法对宜昌水文站日均流量趋势性进行分析,并用RVA法分析了三峡水库蓄水年后生态水文指标改变程度。结果表明,宜昌站年均流量呈显著下降趋势,枯水期(1、2、3月份)的流量上升趋势明显,而4-12月份流量下降趋势明显;三峡水库蓄水对宜昌水文站的整体水文改变程度为61%,属于中度改变。该研究可为长江水生态保护提供借鉴。     

枯季西江中游梯级水库调度对梧州流量影响初探

枯季梧州控制断面径流过程对西江中下游生态、供水及珠江河口三角洲抑制咸潮入侵具有指标性意义。以该控制断面的生态基流和河口抑咸所需流量为控制指标,选取近年来典型枯季水文过程,应用建立的西江中游河网及梯级水库数学模型,对利用龙滩和岩滩正常蓄水位与汛限水位间的库容开展枯季调度过程进行模拟计算和分析。结果显示采用龙滩单库调度或龙滩与岩滩联合调度方案可以显著提高枯季梧州控制断面的径流量,岩滩单库调度则作用不明显。分析显示,在西江中游梯级水库以防洪、供水或生态等为目的的调度中,若能充分发挥上游龙滩水库的主导作用和下游梯级水库的辅助中转水库的作用,可以有效缩短对下游需求的反应时间并提高效率,同时也证实了采用以龙滩为主的大型水库汛前弃水开展各种目的的调度具有相当的可行性。     

四大家鱼产卵期水库滞冷效应对下游水温影响

基于三峡大坝上下游关键断面的水温、气象长序列观测资料,通过分析月平均值和5 a均值,阐明了三峡水库蓄水前后三峡-葛洲坝两坝区间以及葛洲坝下游江段在四大家鱼产卵期的水温变化规律,并通过概化蓄水前后上下游断面水温差值影响因素,量化了蓄水前后关键断面水温差值及滞冷效应.结果表明:三峡水库蓄水后,宜昌水文断面的水温在4和5月变化较大;而在四大家鱼产卵的5和6月,宜昌断面月平均水温分别降低1.40和0.49 ℃;由三峡水库蓄水引起的宜昌水文站3-6月水温下降幅度分别为1.26,1.71,0.79和0.08 ℃,存在滞冷效应,但此时段宜昌断面月平均水温仍处于四大家鱼产卵所需的最适水温范围.三峡水库蓄水对两坝区间及葛洲坝下游四大家鱼产卵江段的水温变化影响处于可控范围,为后续持续实施生态调度提供了可操作空间.     

三峡水库蓄水后大宁河水体富营养化调查及评价

大宁河是三峡库区一条重要的支流,是著名的小三峡旅游胜地,2003年6月三峡水库蓄水后,大宁河水质出现了异常现象。2003年9月课题组对三峡135m蓄水后的大宁河回水段进行了富营养化监测。通过监测结果评价,发现大宁河双龙银窝滩段水体处于中营养中富营养状态。针对这种情况分析了水质变化原因,提出了5项防治对策。     

三峡水库香溪河库湾水华生消的数值模拟分析

三峡水库蓄水后,香溪河库湾成为富营养化敏感水域,水华大范围暴发,直接威胁流域生态、经济的可持续发展.应用WASP生态动力学模型对三峡水库香溪河库湾水华暴发的生物、化学和物理过程进行模拟研究,结合库湾2007年春季的监测资料,分析其水华生消机理,为水华防治提供借鉴.研究结果表明:模拟值较实测有一定滞后,且带有一定误差,一方面由于库湾水动力条件本身的影响,另一方面可能是由于硅营养的影响.从模拟结果来看,香溪河库湾发生大面积水华两次,第一次是3月下旬,第二次是4月上旬至中旬;若考虑库湾支流水华,则还有3月18日在高岚河GL、5月6-7日在XX00-XX01库段以及支流平邑口PY、高岚河GL和屈原河QY的两次小范围水华,总共暴发4次.实测结果是库湾曾发生4次较明显的水华,第一次是2月25日在平邑口PY,第二次是3月25日-4月9日库湾大面积暴发,第三次是5月6-7日至当月中旬小范围暴发.     

渭河下游水沙变化特征与河道淤积机理研究

采用实测资料分析的方法,研究了渭河下游水沙变化特征与河道淤积机理.研究结果表明:1986年以后,渭河下游汛期、非汛期水量均明显减少,但沙量未见相应降低;水沙的不同步变化引起了水流含沙量的相形上升,渭河下游河道淤积明显加重.分析渭河下游河道淤积的主要原因包括:潼关高程的抬高、洪水条件的变化、黄河对渭河的倒灌以及北洛河的来沙.     

动态蚁群算法在梯级水库优化调度中的应用

针对蚁群算法缺乏全局搜索与局部寻优之间的动态调整,蚁群难以保持较好的多样性,算法极易陷入局部最优的问题,以余弦递减的策略动态调整启发式因子的变化,从而平衡算法的全局搜索和局部寻优。同时,利用混沌搜索的随机性和遍历性,对蚁群每次迭代找到的路径进行混沌扰动,从而提高算法跳出局部最优的能力,避免算法早熟收敛。将改进的蚁群算法应用于梯级水库的联合优化调度,模拟计算结果表明了算法的有效性。将其结果与逐步优化法和标准蚁群算法的计算结果进行对比,体现了算法在求解速度和求解精度上的优势。     

三峡移民安置的现状和挑战

长江三峡水利枢钮工程影响深远,库区移民安置是其中难度相当大的系统性工程.文章将简要阐述移民安置的运作环境,说明移民安置的现状,分析安置过程中期和后续移民扶持工作出现的问题和挑战,最后给出对策建议.     

Potential impacts of water harvesting and ecological sanitation on crop yield, evaporation and river flow regimes in the Thukela River basin, South Africa

In this study we explore the potential impacts of two strategies, namely in situ water harvesting (in situ WH) and fertilisation with stored human urine (Ecosan), to increase the water and nutrient availability in rain-fed smallholder agriculture in South Africa's Thukela River basin (29,000 km²). We use the soil and water assessment tool (SWAT) to simulate potential impacts on smallholder maize yields, river flow regimes, plant transpiration, and soil and canopy evaporation during 1997-2006. Based on the results, the impacts on maize yields are likely to be small with in situ WH (median change: 0%) but significant with Ecosan (median increase: 30%). The primary causes for these effects are high nitrogen stress on crop growth, and low or untimed soil moisture enhancement with in situ WH. However, the impacts vary significantly in time and space, occasionally resulting in yield increases of up to 40% with in situ WH. Soil fertility improvements primarily increase yield magnitudes, whereas soil moisture enhancements reduce spatial yield variability. Ecosan significantly improves the productivity of the evaporative fluxes by increasing transpiration (median: 2.8%, 4.7 mm season⁻¹) and reducing soil and canopy evaporation (median: −1.7%, −4.5 mm season⁻¹). In situ WH does not generally affect the river flow regimes. Occasionally, significant regime changes occur due to enhanced lateral and shallow aquifer return flows. This leads to higher risks of flooding in some areas, but also to enhanced low flows, which help sustain aquatic ecosystems in the basin.     

赣江中下游流域枯水期缺水现状研究

赣江中下游流域近年频发缺水问题。对年均降雨量及年径流量的分析,并未发现异常变化。年内最低水位的统计分析说明因枯水期小流量导致的季节性缺水也并不严重。赣江中下游流域缺水主要矛盾在于水位性缺水,且有加剧趋势。水位性缺水影响范围几乎包括了赣江中下游流域的各主要设区市县,尤其应防范每年的12月下旬及次年1月上旬。     

三峡工程建成后湖北省长江防洪形

结合长江流域防洪规划，介绍了湖北省长江防洪规划，包括防洪标准及防洪体系等，分析了三峡工程建设前的湖北省长江防洪形势、当前（2007年）三峡工程对湖北省长江段的防洪作用以及三峡工程建成后湖北省长江防洪形势，在此基础上着重阐述了对三峡工程建成后湖北省长江防洪值得关注的荆江河势控制、城陵矶防洪控制水位及超额洪量转移问题的认识，并提出了建议。     

气候变化对长江流域早稻灌溉需水量的影响

选用长江流域种植早稻的35个站点1961-2003年气象数据,分析气候变化对长江流域早稻灌溉需水量的影响.结果表明,长江流域大部分地区早稻需水量、灌溉需水量均有减少的趋势.需水量、灌溉需水量同生育期年降雨量、日平均相对湿度呈负相关关系,同生育期日平均气温、日平均风速、年日照时数呈正相关关系,其中灌溉需水量与年降雨量呈极...