河流系统生态完整性评估的回顾与展望

为明确定义河流生态系统的完整性内涵,研究影响河流生态完整性退化的主要因素,以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等,运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵,将河流的生态完整性具象为水文过程完整性、生境过程完整性和生物过程完整性.系统总结了河流生态完整性评价的研究进展与应用,统计了各类评价指标的使用情况,提出了现有河流生态完整性评估在评价指标和参照状态选取等方面存在的问题.以小水电开发河流的生态完整性评价为例构建了评估框架,分析了河流生态完整性研究面临的挑战与未来发展趋势.

基于水文学法的生态流量适宜性评价研究

水资源开发利用改变了河流天然水文情势,影响了河流生态环境,提供适宜的生态流量对保障河流系统健康具有重要意义。考虑径流非一致性及数据冗余,运用M-K检验法、累积距平法、PCA-IHA指标体系等能更准确地判断河流水文情势的改变程度;基于生态流量计算的水文学法,建立了完整的生态流量适宜性评价体系,提出了阈值区间保证率、偏差指数、达标率等3个评价指标,并综合成适宜性指数这一综合指标,在赣江干流进行应用。结果表明:①赣江干流1960~2015年的水文情势改变度较低,变异点为1991年;②各水文学法在所提出的评价指标中各有优劣,且适宜性指数差异较大,说明该评价体系可以较好地筛选出对研究区域适用的计算方法,其中赣江干流最适宜的为逐月频率法,适宜性指数为0.8。研究成果可为完善生态流量适宜性评价体系提供科学参考。

大渡河流域极端气温时空分布特征研究

【目的】全球气候变化下,极端气候事件发生的频率、强度等日益增强,其可对流域环境等产生重大影响。大渡河流域不仅是我国长江上游生态屏障和川滇生态屏障的重要组成部分,也是长江流域干旱半干旱河谷的重点分布区域,流域内保护鱼类分布较多,对气候变化敏感。为此,探究大渡河流域极端气温指数时空分布特征。【方法】以大渡河流域为研究对象,基于该流域1964—2018年共55年的逐日气象数据,采用线性拟合、Sen′s斜率估计以及Mann-Kendall非参数检验等方法对大渡河流域的极端气温指数进行了分析;利用协同克里金法进行空间插值,分析了极端气温指数的空间分布规律。【结果】大渡河流域极端气温事件存在明显的年际变化,16个极端气温指数中有11个指数呈上升趋势,5个指数呈下降趋势。除气温极值外,上升速率最快的是SU25,上升速率为2.0 d/10 a;下降速率最快的是FD0,下降速率为1.6 d/10 a。除CSDI和WSDI在流域内变化趋势为0外,其余各极端气温指数变化速率在空间分布上有明显的差异性,海拔高度为导致大渡河流域极端气温指数空间分布特征的主要影响因子。【结论】在时间尺度上,大渡河流域极端气温指数中表征暖的指数均呈上升趋势;表征冷的指数(除TNn和TNx外)均呈下降趋势;其他指数中GSL上升速率较快。这表明该流域在近55年内整体呈变暖趋势,冬季变短夏季变长,且适宜植被生长的温度持续时间增长。突变检验表明各极端气温指数突变除TN10外均为显著突变,且突变年份集中在2000年前后。在空间尺度上,冷指数中ID0、FD0上游上升速率高于中下游,暖指数中TR20、SU25中下游上升速率大于上游,GSL上游上升速率明显高于中下游。流域整体呈变暖趋势且中下游更容易发生极端高温事件。研究成果可为大渡河流域极端气候灾害预警和水生态保护提供科学依据。

混合式抽水蓄能电站水温影响研究

【目的】常规电站水库水温结构的研究主要集中在气候变化的影响上,没有考虑抽水对水库水温结构的影响,且对抽水蓄能电站水库水温结构的研究也较少,为明晰抽蓄对水库水温的影响,【方法】以金沙江上游叶巴滩混合式抽水蓄能电站为研究对象,运用CE-QUAL-W2模型对水库表层水温、下泄水温和底层水温进行模拟,并分析混蓄前后上、下库的水温变化,以阐明混合式抽水蓄能水电站对水温的影响。【结果】结果显示:叶巴滩表层水温抽蓄前后最大变幅为5.8℃,底层水温最大变幅为2.8℃,下泄水温最大变幅为0.3℃;拉哇表层水温抽蓄前后最大变幅为1.8℃,底层水温最大变幅为0.1℃,下泄水温最大变幅为0.2℃。【结论】结果表明:(1)抽蓄对表层水温呈坦化作用,加强中层水体的掺混,增大底层水温的变幅;(2)混蓄对上下库水温的影响受到库区距离影响;(3)混蓄对上库叶巴滩和下库拉哇的下泄水温影响不显著。研究结果可为混合式抽水蓄能电站的水环境保护提供科学依据。

西南山区防洪水库泄洪过饱和总溶解气体预测及影响研究——以江家口水库为例

高坝泄洪会产生总溶解气体(Total Dissolved Gas,TDG)过饱和,将导致坝下鱼类患气泡病甚至死亡。然而,中国西南山区防洪水库泄洪期间过饱和TDG对鱼类影响尚不清楚,开展防洪水库泄洪过饱和TDG生成规律及其对坝下鱼类的影响研究具有重要的研究意义和理论价值。耦合纵向一维水动力模型、过饱和TDG生成模型、混合模型和纵向一维输移释放模型建立了高坝泄洪过饱和TDG影响评估框架。以西南山区防洪水库江家口水库为例,研究了采用表孔溢洪道宣泄2年一遇洪水、表孔溢洪道宣泄5年一遇洪水、底孔泄洪放空洞宣泄2年一遇洪水、底孔泄洪放空洞宣泄5年一遇洪水,4种泄洪情景过饱和TDG的生成和坝下输移释放特性,分析了过饱和TDG对坝下重点保护鱼类的影响。结果表明:4种情景产生的TDG饱和度分别为110.9%、115.4%、113.7%和119.9%;随着坝下TDG的输移耗散,除采用表孔溢洪道宣泄5年一遇洪水时坝址—坝下2.7 km河段和采用底孔泄洪放空洞宣泄5年一遇洪水时候坝址—通江汇口河段外,各情景各河段的TDG浓度均低于115%;所有泄洪情景均不会对鲢鱼产生不利影响;坝下河段水深均满足岩原鲤的补偿水深,在其利用补偿水深后,岩原鲤不会受到过饱和TDG的影响。研究成果可为高坝泄洪对坝下水生态影响的评估提供技术支撑,可帮助水库管理者制定定点修复的减缓措施。

天然含水率对沉积岩力学性质的影响

沉积岩天然含水率与其弹性模量和单轴抗压强度之间存在一定的相关关系。基于岩石结构与构造特征,文章整理、统计了不同结构和构造特征的202个沉积岩岩石试件的测试结果。统计结果表明:随着天然含水率的增加,沉积岩弹性模量和单轴抗压强度也呈递增趋势,但不同岩性、不同构造的沉积岩含水率与其弹性模量和单轴抗压强度之间的相关关系差别比较明显。因此,在探究沉积岩天然含水率与其弹性模量及单轴抗压强度之间的关系时,应尽可能地考虑岩性、结构和构造等影响因素。

总溶解气体过饱和对长薄鳅的急性和慢性致死效应研究

高坝在泄流过程中可携带大量空气进入水体,形成总溶解气体(total dissolved gas,简称TDG)过饱和,给下游水生生物尤其是鱼类的生存造成威胁。本文以长江流域特有珍稀鱼种——长薄鳅为研究对象,对其进行不同TDG饱和度下致死试验和再暴露试验,旨在研究长薄鳅对TDG过饱和水体的耐受性及低饱和度对其的慢性伤害作用。结果表明长薄鳅连续暴露在TDG饱和度为120%、130%和140%水体中的半致死时间分别为152.81、64.02和14.89 h。将在110%和120%饱和度下暴露96 h后存活的长薄鳅,再次放入到140%浓度下进行暴露,该情况下两组的半致死时间为8.72和7.14 h,较原140%工况下正常试验鱼半致死时间分别快41.4%和52.05%;将在110%和120%饱和度下暴露96 h后存活的长薄鳅,再次放入130%浓度下进行暴露,该情况下两组的半致死时间为47.77和15.52 h,较原130%工况下正常试验鱼半致死时间快25.56%、75.81%。结果表明TDG低饱和度水体对长薄鳅有慢性伤害的影响。

长薄鳅对过饱和总溶解气体的回避特征研究

高坝泄洪过程中,高速水流造成下游水体的总溶解气体(Total Dissolved Gas,TDG)过饱和极易使得水体中的鱼类患上气泡病,进而对下游水体的鱼类生存造成威胁。为了探究长薄鳅(Leptobotia elongate)幼鱼对TDG过饱和水体的探知回避能力,本实验以2月龄的长薄鳅为研究对象,记录其在不同TDG饱和度水体中的反应和趋向。结果表明,在120%TDG过饱和水体中,长薄鳅回避率为-20%,其对该饱和度下的水体表现出了一定的趋向性;TDG饱和度为130%时,长薄鳅回避率为-2%,无明显回避能力;TDG饱和度为140%时,长薄鳅展现出微弱的回避特征,其在清水与过饱和水体之间往复游动,最终回避率为12%;150%TDG过饱和水体中,长薄鳅体现出敏锐的探知能力,1~2 min后开始频繁游动,同时具有一定的回避能力,回避率为34%。长薄鳅的回避率与过饱和水体浓度呈现较强的线性相关关系,水体TDG饱和度越高,实验鱼回避现象越明显。

水坝泄水气体过饱和对鱼类影响及减缓技术研究综述

水坝泄水总溶解气体(total dissolved gas,TDG)过饱和可导致鱼类患气泡病甚至死亡,给水生态系统健康带来严重危害。近年来随着中国越来越多的高坝工程投入运行,水坝泄水气体过饱和对鱼类影响逐渐成为制约高坝泄水安全运行的重要生态风险。本文通过对国内外研究文献的梳理分析,结合研究团队近年来在该领域的研究成果,从鱼类耐受性响应、过饱和TDG规律、减缓技术以及发展动态等几个方面对水坝泄水气体过饱和对鱼类影响及减缓技术研究开展了回顾分析。首先面向中国长江上游特有鱼类保护需求,分析了溶解气体过饱和危害以及不同特征鱼类对溶解气体过饱和的躲避能力和耐受规律。在此基础上,从过饱和TDG生成和释放角度,揭示了水坝泄水溶解气体过饱和规律及其模拟预测方法,从工程措施、调度措施和生态功能利用措施三方面阐述了过饱和气体减缓技术及其工程应用现状。基于中国高坝工程泄水生态安全需求,开展了国内外发展动态分析,指出进一步深入揭示高坝泄水气体过饱和机制、完善和发展高坝泄水过饱和气体预测方法和技术、加强和深化过饱和TDG减缓技术的工程可行性研究、实施基于减缓过饱和TDG影响的流域梯级多目标优化调度、推进中国关于鱼类对过饱和TDG耐受标准的建立是当前面临的关键问题与技术挑战。本文成果旨在解决水坝泄水气体过饱和问题以及高坝运行生态安全保障研究提供思路借鉴和科学依据。

大学生管理中辅导员工作存在的问题及对策

文章首先分析了大学生管理中辅导员工作存在的问题,然后有针对性地提出了大学生管理中辅导员工作优化策略,包括创新辅导员工作内容;构建科学辅导员考评体系;提高辅导员的综合素养三个方面。

关于大学生党支部建设的思考

文章首先介绍了大学生党支部建设的重要性,其次论述了大学生党支部建设的现状,最后针对性地提出了大学生党支部建设的策略,包括弘扬先进思想,完善大学生党支部建设工作;坚持大学生党支部建设与社会实际相结合;丰富党支部建设活动。

初中数学复习课教学优化策略

初中数学复习课的教学效果关系着学生的中考成绩及其未来发展方向的选择。优化初中复习课教学能帮助学生更好地完善数学认知体系,巩固学习效果,促进学生数学核心素养的提升,帮助学生升入理想的初中。本文分析了当前初中数学复习课堂教学的现状,阐述了初中数学复习课教学优化的重要意义及具体策略,旨在为进一步提升初中数学复习课教学效果提供一些借鉴经验。

总溶解气体渐变饱和度下齐口裂腹鱼的耐受特征

高坝泄水产生的总溶解气体(total dissolved gas,TDG)过饱和会使下游鱼类患气泡病甚至死亡。为减缓TDG过饱和对鱼类的影响,有必要探究河流中鱼类对TDG过饱和的耐受性。针对河道中TDG过饱和变化特征,以长江上游特有的齐口裂腹鱼为研究对象,通过室内试验开展了TDG过饱和恒定胁迫和TDG过饱和渐变式胁迫下齐口裂腹鱼的耐受性研究,并利用半致死时间评价试验鱼在各工况下对过饱和TDG的耐受性,利用生存分析方法来分析不同试验工况结果的差异性。结果表明:齐口裂腹鱼在TDG饱和度维持在120%下胁迫24 h,其半致死时间为27.7 h;在TDG饱和度时均值相近的情况下,受TDG过饱和110%～130%渐变式胁迫24 h试验鱼的半致死时间较TDG过饱和120%恒定胁迫24 h降低58.2%,而先承受115%TDG过饱和胁迫72 h后,再经历110%～130%渐变式胁迫24 h的试验鱼较TDG过饱和恒定胁迫24 h降低了72.5%;低水平TDG过饱和胁迫对齐口裂腹鱼具有一定的损伤作用,与健康试验鱼直接进行110%～130%渐变式胁迫24 h相比,先经历115%TDG过饱和胁迫72 h后再受TDG过饱和渐变式胁迫24 h,试验鱼的半致死时间降低25.4%;齐口裂腹鱼在TDG过饱和恒定胁迫和TDG过饱和渐变式胁迫下均会患气泡病,症状以胸鳍气泡、背鳍气泡、尾鳍气泡较为明显。研究揭示了TDG过饱和渐变条件下齐口裂腹鱼的耐受性和气泡病特征,有助于下一步开展水库生态调度优化方案研究及鱼类受TDG胁迫的气泡病响应研究。

北门江河口径流变化对河口段水环境的影响

北门江河口上游水库的修建将导致丰水期水库下泄流量有所减少,枯水期水库下泄流量有所增加,这些变化将会引起北门江河口处的咸潮上溯距离和冲淡水区域变化等生态环境问题。以北门江河口为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型和二维盐度扩散模型,以咸潮上溯和冲淡区为研究对象,分析河口上游修建水库后,在丰水期、平水期、枯水期径流改变的情况下,北门江河口地区咸潮上溯和冲淡区变化规律。结果表明:(1)水库建设后,枯期下泄流量与天然河道中的流量相差不大,对枯期的咸潮上溯距离无显著影响;丰水年6月(汛期)建库后因为下泄流量减少幅度较大,咸潮上溯距离最大增加约1 790 m;平水年6月建库前后流量减少量少于丰水年,建库后咸潮上溯最大增加距离小于丰水年,为1 270 m。(2)水库建设后,由于汛期下泄淡水流量降低,与建库前相比,丰水年6月新英湾海域的冲淡区面积变化最大,在最低潮位时,新英湾海域中冲淡区面积占比减少17.3%。研究成果可为水利枢纽工程对河口地区咸潮上溯和冲淡区的影响评价提供理论依据。

岷江中游眉乐段水质变化及其受航电开发的影响

为了探讨航电梯级开发对水质的影响,选取彭山岷江大桥、彭东交界、眉山白糖厂、东青交界、青神黑龙、岷江大桥和国控悦来渡（7号）共计7个断面,依据岷江中游眉山-乐山河段（简称眉乐段）水质监测资料,选用具有代表性的水质因子COD、NH3-N、TP,依据《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》Ⅲ类水质标准,分析眉乐段水质变化趋势。结果表明,眉乐段水质主要受上游来水影响,府河汇合后的岷江干流眉乐段区间污染负荷量相对较少,对河流水质影响相对较小;河段水质在空间分布上总体呈现上游至下游逐步好转的趋势,COD沿程稳定达到Ⅲ类水质标准,NH3-N和TP沿程降低;在时间分布上,水质逐年变好;主要支流体泉河水质较差,超标严重,思蒙河和毛河COD、NH3-N浓度维持在Ⅲ类水质标准,TP浓度超过Ⅳ类水质标准,且有逐年升高趋势;汉阳库区建成后,COD和NH3-N较建成前降低,TP较建成前略微增加,汉阳库区出库COD、NH3-N、TP较入库降低。研究结果可为航电梯级水库环境影响分析、航电开发和水环境治理提供参考依据。

琼江干流遂宁段及主要支流水质时空变化规律

为探讨琼江流域遂宁段水质现状,在研究区域设定13个水质监测断面,选用具有代表性的水质因子化学需氧量(COD_(Cr))、氨氮(NH_(3)-N)和总磷(TP),按照《地表水环境质量》(GB 3838-2002)Ⅲ类水质标准,解析了2017-2019年琼江干流遂宁段及主要支流水质的时空变化规律;采用双因素方差分析法,探究流域水质受河流断面和典型水期的影响特征。结果表明,干流水质不稳定,部分月份存在COD_(Cr)、TP超标现象;干流水质呈逐年好转的趋势,监测期间COD_(Cr)达标率由50.0%增长至68.3%,TP达标率由45.8%增长至83.7%;干流COD_(Cr)和TP浓度沿程变化趋势不显著,流经安居城区后,NH_(3)-N浓度出现明显的升高,支流石洞河汇入后,NH_(3)-N浓度出现明显的降低趋势(P<0.05);主要支流水质较差,河口断面达标率仅31.3%~52.6%,水质同样受COD_(Cr)和TP的影响;支流蟠龙河COD_(Cr)和TP均表现出枯水期水质显著劣于丰水期(P<0.05),但整体水质的年际变化趋势不明显。研究结果对深入了解琼江流域水质现状具有重要意义,可为水污染治理提供基础数据与理论支撑。

中国西南丘陵地区典型流域COD_(Cr)与BOD_(5)相关关系分析

为探究中国西南丘陵地区典型流域COD_(Cr)与BOD_(5)相关关系,分别于2019年11月、2020年2月、2020年5月和2020年8月对四川省境内琼江流域的52个采样点进行4期水质监测,同时采用源强系数法估算区域内COD_(Cr)与BOD_(5)污染入河量,据此建立COD_(Cr)-BOD_(5)相关关系,并验证其可靠性。结果表明,该区域3个子流域的污染情况相似,水体中污染物组成相对固定,COD_(Cr)与BOD_(5)存在显著的线性相关关系;综合考虑常见地表水类型及水体污染程度两种情况,提出以BOD_(5)浓度6.0mg/L为阈值,用分段线性回归函数描述该类型流域范围内COD_(Cr)-BOD_(5)相关关系,能够准确地反映两者之间的相互联系。

TDG过饱和对齐口裂腹鱼的影响及避难所营造研究

为探究山区河流TDG过饱和工况鱼类避难所营造的可行性,以半龄齐口裂腹鱼为研究对象,营造了TDG过饱和室内避难模型,定量开展了不同TDG饱和度工况下的室内实验,通过数理统计及显著性分析的方法对实验结果进行了比较。结果表明:齐口裂腹鱼的避难趋势随着水流TDG饱和度的升高逐渐增强,在主槽上游TDG饱和度小于等于130%时未出现明显的避难行为,140%时开始出现避难趋势,大于等于150%时的避难效应十分明显;实验结束时,TDG饱和度为150%及以下的各工况组中鱼苗的回避率存在显著差异,TDG饱和度为150%及以上各工况组的回避率极显著高于140%及以下的各工况组。

河道型水库过饱和总溶解气体释放模型及应用研究

随着一系列梯级水电站的建成运行,因上游电站泄水引起下游河道型水库水体中总溶解气体(TDG)过饱和,导致库区鱼类患气泡病甚至死亡的风险增加。针对河道型水库过饱和TDG释放预测问题,建立河道型水库的纵向一维过饱和TDG释放预测模型,研究不同洪水条件下河道型水库在变水位运行条件下的水动力学和过饱和TDG释放特性,分析了过饱和TDG沿程释放和代表性断面的TDG过程,探讨了横断面滩地区域的水深变化和鱼类补偿水深的满足性。结果表明降低来流的TDG水平是减小其不利影响的重要手段,在来流TDG饱和度一定时,河道型水库适当以高水位运行能够为滩地区域鱼类提供足够的躲避水深。本文结果对梯级电站优化调度以减缓TDG影响的研究和方案实施提供了技术支撑,在梯级水电开发河流的水生态保护方面具有重要意义。

琼江流域遂宁段水环境治理规划研究

水环境治理规划是解决水资源枯竭和水污染的有效手段,在河流生态保护中具有重要作用。选取我国典型小流域—琼江流域遂宁段作为研究对象,在已有治污措施与规划的基础上,针对琼江流域构建SWAT模型,根据水域纳污能力的计算结果,通过提升污水处理厂出水的水质标准,增大二、三产业污水和生活污水收集率,提高中水回用举措,完善农村散排生活污水处理方式和排放途径,研究并比较了新增治污规划前后的3个典型断面水质状况和纳污能力。结果表明,新增治污规划后水平年各典型断面COD_(Cr)、NH_(3)-N与TP在全年均能达到Ⅲ类水质标准,即使在最枯月也具备对各水质指标的纳污能力。本研究可为琼江流域水环境保护提供科学依据和技术支撑。