黄河干流生境质量评价研究

河流生境是河流生态系统中的重要组成部分,是维持河流健康的重要因素。为揭示黄河生境质量状况,于2021年和2022年5-7月对黄河源头至下游的26个干流河段开展河流生境现状调查与质量评价.选取河道和河岸10项生境指标开展综合评价.结果显示,黄河干流各河段生境质量综合得分H值介于79~153分,超过69%的河段生境质量介于90~120分,等级为中等.源区、上游、中游和下游生境未表现出显著的区域差异(p>0.05).10项生境指标中,大型木质残体分布在全河段得分最低,介于1~5分,水质状况、河道内人类活动强度、河岸带植被覆盖度和河岸土地利用类型等4项指标在不同区域表现出显著差异(p<0.05).主成分分析结果显示,影响黄河干流生境质量的主要因子有河岸土地利用类型、河道内人类活动强度、水质状况和河岸稳定性等.

溪洛渡库区支流拦门沙形成机理

水库蓄水后,水深增加使得河道干支流水动力条件发生改变,干流泥沙倒灌造成支流淤积,影响水库有效库容和航运安全。以溪洛渡水库为例,基于实测资料和三维水沙数学模型,研究库区干流和支流的水沙输移规律,分析支流河口段泥沙淤积特性及拦门沙形成机理。结果表明:①库区支流河道淤积泥沙来自支流上游和干流倒灌,其中,支流上游来沙是库区支流河道淤积的主要来源。②干流倒灌库区支流河口形成对流和环流区,泥沙易于淤积,西溪河和牛栏江坡度较缓,存在形成拦门沙的风险较大;美姑河坡度较大,存在形成拦门沙的风险较小。③对于西溪河、牛栏江和美姑河,干流倒灌的距离随着流量的增加而增加,高水位运行时,水位对干流倒灌的距离影响不明显;而对于金阳河和西苏角河,干流倒灌的距离随着流量的增加基本不变,干流倒灌的距离随着水位的增加而增加。研究成果为新水沙情势下库区支流拦门沙风险防控提供依据。

老龙口水利枢纽鱼道水力特性研究

为了解老龙口水利枢纽工程的竖缝与堰组合式鱼道的水力特性,采用RNGκ-ε湍流模型和VOF方法对该鱼道的水流结构特性及池室内主流、流速和紊动能进行了分析。结果表明,鱼道内水流结构稳定,竖缝处流速小于设计流速2.0m/s,且主流衰减明显,消能效果良好;同时兼具竖缝式和溢流堰式的特点,适合喜好各种水层的鱼类通过,尤其对喜跳跃鱼类非常有利,能满足过鱼对象的需求。

长江中下游干流水功能区评价体系研究

目前,我国水功能区达标评价主要采用COD、氨氮双指标,难以客观反映水功能区水环境质量。结合长江中下游干流水环境特点以及不同水功能区功能,从水量、水质、水生态3个方面,提出了不同水功能区的评价指标、标准和方法,建立了水功能区综合评价体系。以长江武汉段为例,简要介绍了开展水功能区达标评价工作的主要内容和评价结果。该评价体系可为长江流域水资源保护规划的进一步完善、提高水功能区管理水平提供技术支撑。

长江干流岸带区域的土地利用变化特征分析

岸带区域国土空间的合理开发与保护,对于推动长江绿色生态廊道建设、维护长江流域生态安全发挥着重要作用。本文以2000—2010年为时间尺度,分析长江干流岸带区域的土地利用结构特征及其时空变化,并对比分析岸带5 km和10 km范围内土地利用变化差异,探讨不同岸带宽度范围内的土地利用格局变化,以期为构建岸带区域生态安全格局提供决策参考。研究结果表明:(1)长江干流岸带区域的土地利用开发强度明显大于流域平均水平,且越靠近水域强度越大,岸带5 km和10 km范围内的建设用地所占面积比例分别是流域的2.65和2.27倍;(2)上游岸带区域土地利用类型以林草地为主,自然生态系统保持较好;中游岸带区域的土地利用类型以耕地为主,所占面积比例在50%以上;下游岸带区域主要以耕地和建设用地分布为主,两者合计所占面积比例超过70%;(3)长江干流岸带区域的土地利用类型变化主要表现为建设用地所占面积比例的增加以及耕地所占面积比例的减少,且变化幅度以下游最大。

涪陵到云阳段长江干流和支流澎溪河的消落带维管植物区系特征分析

通过对三峡水库干流和支流消落带145~180m范围内植物群落的调查,结果表明:调查样地内共有维管植物56科129属150种,以禾本科和菊科为优势科,绝大部分是单属单种的草本植物.一年生和多年生草本植物为消落带的优势生活型,狗牙根、雀稗、苍耳等是库区消落带优势种.植物分布区系类型多样,以热带、温带成分为主,具有明显的亚热带性质.多样性指数单因素方差分析和热图结果表明,干流和支流消落带总物种数相差不大,但是物种组成存在差异,干流消落带植被均匀度明显高于支流消落带.环境条件的差异可能是引起干流和支流消落带植物群落分布格局不同的主要原因.

天津市水功能区划要求下海河干流排涝问题研究

按新的海河干流水功能区划要求,海河干流将不再承担上游来水的行洪任务。因而有必要分析探讨新形势下海河干流的排涝问题。在充分考虑海河干流水功能区划要求的基础上,通过推求设计暴雨、进行产汇流计算,建立海河干流汇水区一维水动力模型,模拟了海河干流在经历不同重现期(3年、5年及10年一遇)设计暴雨下的排涝水位。在此基础上,对多种排涝方案进行比选,给出了适当的排涝方案,以缓解水功能区划要求下天津市海河干流的排涝矛盾。

鄂尔多斯盆地长4＋5-长8储层微观非均质性研究

通过对鄂尔多斯盆地长4＋5-长8储层主流喉道半径、有用孔隙度、可动流体孔隙度和流动层指数等特征参数的研究，建立一个综合反映4个参数特点的新参数——非均质系数。非均质系数可定量反映储层的非均质性．借此对盆地长4＋5-长8储层的微观非均质性进行判断、评价。

高压圆盘气体轴承可压缩边界层形态分析

高压圆盘气体轴承中气流速度高、雷诺数大,气膜内边界层的发展形态对主流和轴承承载力的影响不可忽视。在数值计算方法可行性验证的基础上,采用γ-Reθ转捩模型对具有双对称收缩段结构的高压圆盘气体轴承气膜内的流场进行数值求解,分析气膜间隙、供气压力及轴承半径对气膜边界层的影响。结果表明,减小气膜间隙、降低供气压力、增大轴承半径,均可促进气膜边界层的发展;边界层完全发展后,主流被边界层淹没,边界层内的黏性力作用于气流,气流速度下降,使气膜内的压力维持在较高水平,从而提高了气体轴承的承载能力。根据数值计算结果确定了高压圆盘气体轴承实验模型的工作参数。

透水丁坝纵向流速分布试验研究

通过水槽概化模型试验研究不同淹没程度、不同空隙率和不同空隙尺寸条件下,对丁坝上游回流区、下游回流区和主流区纵向流速的影响规律。结果表明:淹没程度、空隙率、空隙尺寸和纵向流速具有较强的相关性,回流区纵向流速随淹没程度的增大而增大,主流区随淹没程度增大而减小;空隙率和空隙尺寸具有相似的变化规律。可为长江上游散抛石丁坝的维修加固提供参考。

水污染负荷分配双层多目标优化模型研究

由于现有的水污染负荷分配模型难以在每一级都兼顾公平与效益原则,并且很少考虑环境保护税法以及水功能区水质达标考核的实施对水污染负荷分配产生的影响,使得现有负荷分配模型难以应用于流域各级管理机构。本文提出一种双层多目标优化模型,以解决不同管理层级的负荷分配问题。上层分配以最小环境基尼系数和最小单位污染物排放成本为目标,同时考虑环境保护税的影响;下层分配以工业产值最大化和削减率不均匀性最小为目标,同时满足各水功能区水质达标。将该模型应用于渭河干流陕西段,结果表明,双层多目标优化模型能够较好地解决在环境保护税法与水功能区水质达标考核实施背景下的水污染负荷分配问题,从而可以为各级决策者提供更好的参考。

基于水环境承载能力与压力的产业布局引导研究——以长江干流39个城市为例

城市发展过程中,水环境承载压力必须耦合承载能力分析才能进一步量化未来产业的可发展空间。在梳理水资源承载力有关研究进展的基础上,综合考虑水环境承载能力及水环境承载压力协同机制,借助于水环境承载能力和水环境承载压力的二维象限解析,将长江干流39个城市划分为高能力高压力区、高能力低压力区、低能力高压力区和低能力低压力区等4种类型区,并据此提出了未来地区产业的调整方向。研究成果可为协调区域产业布局与水环境之间的关系、制定差别化产业准入政策提供参考。

长江干流马鞍山段岸带主要环境地质问题及防治对策建议

开展长江干流马鞍山段岸带地质环境调查评价项目,查明了长江干流马鞍山段岸带主要地质环境问题,包括河道演变、岸带崩塌(窝崩、条崩、洗崩)、岸带淤积、河段感潮等,并提出了有针对性防治对策和建议,为长江干流马鞍山段岸带合理开发利用提供依据。

竖缝式鱼道的水力特性研究

竖缝式鱼道因其过鱼效率高、对水位变化的适应能力强等技术优势而在国内外得到了广泛的工程应用。采用数值模拟计算方法，对竖缝断面平均流速分别为O．8、1．0、1．2、1．5、1．8、2．Om／s条件下竖缝式鱼道的水流结构进行了计算研究。研究结果表明，在0．8—2．Ovals范围内，竖缝断面平均流速值的大小对于各级水池内主流区分布、主流流速的沿程衰减规律以及竖缝断面流速分布并无显著影响，表明作者早先研究取得的研究成果具有较好的普适性。在此基础上，进一步研究了竖缝断面流速分布与各级水池内主流流速分布的变化规律。

塔里木河干流景观格局梯度分析

基于GIS技术,以塔里木河干流为研究对象,通过缓冲区取样分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;针对流域本身自然地理梯度特点,分别在流域5个河段沿横向梯度设置了35个缓冲带,并利用Fragstas软件分别在景观水平和类型水平上选取景观指数,进行景观格局梯度分析与比较。结果表明：①研究区其他类型土地利用占总面积的54.88%,为整个流域景观的背景,植被占35.1%。低覆盖草地占植被面积最大、空间上呈连片的趋势,高覆盖草地空间分布较集中,林地斑块较小,被其他景观分离,空间结构破碎化较严重,耕地斑块数目最多,从上游至下游景观多样性降低,景观异质性减小。②土地利用空间格局异质性特征比较明显,呈现出＂上游—中游—下游＂地域梯度和河道两侧缓冲带梯度格局,河流对景观格局的空间分布有明显影响,由不同宽度缓冲带的景观格局指数分析,塔里木河的宽度效应在河段1、2、3、4分别为8.6~10 km、6.6~8.1 km、4.8~4.9 km、1.4~5 km,各指数随缓冲带宽度的变化趋势反映出河流效应的强弱。③在类型水平上各景观指数反映不同景观类型对河流效应的敏感程度,有林地主要分布在1~5 km,疏林地为1~10 km,高覆盖草地为1~9 km,低覆盖草地为1~12km。以河道为中心建立的辐射缓冲带的景观格局分析方法,很好地揭示了河流廊道—绿洲—荒漠过渡地区景观梯度动态和生态效应幅度,有利于制定更有效的发展政策,为受损生态系统的生态修复提供了有力依据。

三峡库区干支流落干期消落带土壤可转化态氮含量及分布特征

为探明三峡支流水体富营养化频发与库岸消落带土壤氮素'源-库'关系转化之间的内在关系,采用分级浸提法,分析了三峡库区长江万州段干流、苎溪河支流、密溪河支流消落带落干期土壤可转化态氮含量和分布特征.结果表明,与三峡库区万州段干流相比,支流消落带落干期土壤有机质和总氮含量较高,而阳离子交换量(CEC)和p H值较低.三峡干支流消落带土壤可转化态氮(TF-N)以OSF-N(有机态和硫化物结合态)为主,且含量上OSF-N>IMOF-N(铁锰氧化物结合态氮)>IEF-N(离子交换态氮)>CF-N(碳酸盐结合态氮);而空间分布上,TF-N表现为:密溪河>苎溪河>长江干流,4种TF-N形态中IEF-N和OSF-N在干支流间无显著差异,而CF-N和IMOF-N分布与TF-N相反,是造成干支流消落带TF-N差异的主要因素.