三峡工程运行背景下洞庭湖近25年来水生态环境的动态研究

三峡工程自2003年运行以来,对长江中下游水环境的影响备受关注。本研究基于25年来对洞庭湖11个点位的监测结果,分析了三峡工程运行背景下洞庭湖水情、水环境质量的时空变化特征,明确了洞庭湖水环境演变的主控因素。结果显示,1996—2015年,长江三口年均水量和输沙量分别为(1.83~10.46)×10^(10) m^(3)、(1.07~147)×10^(6) t,三峡工程运行后的入湖水量和输沙量分别降低了27%和87%;湖体主要水质指标总氮(total nitrogen,TN)浓度在1999—2022年显著上升,而总磷(total phosphorus,TP)浓度则明显下降,全湖处于中营养水平,而东洞庭湖则处于轻度富营养化水平;浮游藻类密度变化范围为(9.00~272.03)×10^(4) ind./L,且逐年上升,藻的优势类群逐渐由硅藻、隐藻向绿藻和蓝藻演替。整体来看,水文调节是维持洞庭湖营养平衡和水环境安全的关键要素。此外,加强农业面源污染控制,推进全面清洁生产,通过生境改善和生态修复来有效拦截入湖口及上游河流污染物是洞庭湖环湖经济带管理部门进行洞庭湖综合治理与水质提升的主要抓手。

长江下游河湖水系连通的生态效应与联合调度

现行的水系连通工程规划和实施普遍侧重于水资源调度、防洪抗旱和航运畅通等需求,对连通河湖水生态环境质量的影响机制和协同管理措施仍不明确。引江济太等水系连通工程在恢复长江下游水系连通性的同时,会引起河湖水位、水动力、水沙输移、水质等要素变化,促使水体和底质生境条件改变,导致河湖关键生物种群、生态系统结构及“清水草型”/“浊水藻型”生态类型动态演替,从而深刻影响河湖生态环境。在梳理河湖水系连通联合调度方法的基础上,提出开展长江下游河湖水系连通工程的科学调控,需将水文水动力联动、生境条件变化、生态系统响应、水系连通动态调控有机结合起来,系统分析水系连通下相连河湖的生态响应机理,建立水动力-水质-水生态耦合模型进行仿真模拟,提出保障防洪安全、生态流量、循环畅通的多目标联合调度方案,充分发挥其在水网建设、河湖生态环境复苏等方面的成效。

广东茂名市防洪能力提升思路探讨——以“2022.7”小东江流域特大暴雨洪水为例

广东茂名市现状防洪标准较低,受限于城市发展现状,城区堤防达标建设存在难度。提出将小东江和好心湖进行水系连通,构建小东江及根子河河网一维水动力模型,采用2022年7月洪水数据对模型进行率定,研究利用好心湖蓄洪对小东江茂名市城区段水位的影响。结果表明,当小东江上游车角山水位站发生和小东江支流长山园水位站“2022.7”暴雨洪水过程及量级相同的超50年一遇洪峰流量的洪水时,若好心湖初始水位取死水位13.74 m、闸门宽度取10~100 m,则小东江茂名市城区段峰值水位可降低0~0.03 m,闸门最大进口流量为1.6~13 m^(3)/s;若好心湖初始水位分别取11.74 m和9.74 m、闸门宽度取10~50 m,则小东江茂名市区段峰值水位可分别降低0.10~0.39 m和0.24~0.94 m,闸门最大进口流量分别为41.5~152.2 m^(3)/s和103.8~339.2 m^(3)/s。基于此,好心湖和小东江水系连通时的闸门宽度取20~30 m为宜,研究结果可为茂名市防洪能力提升提供参考。

河湖连通工程对区域水资源分配的影响分析

深入探讨了河湖连通工程对区域水资源分配的影响,通过调节水资源在空间上的不均匀分布,增强地区间水资源的应急互补能力,从而提升区域水资源利用效率,促进经济社会可持续发展。通过全面评估河湖连通工程的效果和潜在风险,提出了优化水资源管理和减少生态环境风险的策略。科学的河湖连通工程能显著提高水资源分配效率,但同时需要有效的监管措施以确保工程的长期效益和生态安全。

跨区域协同项目管理系统的设计与实现——以长三角项目监测管理系统为例

近年来,以长三角区域一体化发展、京津冀协同发展、粤港澳大湾区建设为代表的区域发展战略加速推进,推动了大批跨区域的国家重大战略项目的建设和实施。为提高跨区域项目的建设和管理效率,亟须一套项目数字化管理方案,实现跨区域项目的统一、高效管理。本文针对跨区域项目业务条线复杂、管理主体多元、数据来源广等特点,提出了一套跨区域协同项目管理系统的设计方案,并具体应用到长三角生态绿色一体化发展示范区的项目管理工作中。实践证明,本文提出的设计方案能够有效满足跨区域协同项目管理的需求,对推进跨区域项目的数字化建设和协同管理具有重要作用。

三江水系连通后续优化工程的陆生生态调查研究

韩江榕江练江水系连通后续优化工程是广东省的重大民生水利工程,但施工过程可能对施工区生态环境造成破坏。本文以三江水系连通后续优化工程为例,在主干线1号施工支洞和潮阳分干线穿生态保护红线区域设置两个监测点位,并对监测区域内陆生植物和动物分布及物种类别进行详细调查,然后分析施工对陆生动植物的影响,提出合理施工建议。经调查,两个监测点位植物群落受施工影响较小,植被分布格局并未发生明显变化,两栖爬行类受施工影响比鸟类大一些。本研究可以为施工单位提供详细的技术数据支持,有效降低施工影响,更好地保护区域生态环境。

天津市经济社会发展与河湖水系连通耦合协调关系研究

本文以天津市为例,构建了河湖水系连通与经济社会发展评价指标体系,采用熵值法确定各指标权重,基于耦合协调模型研究2015—2022年天津市河流水系连通与经济社会发展耦合协调关系。结果表明:近年来天津市河湖水系连通与经济社会发展均处于不断上升趋势,且河湖水系连通与经济社会发展综合评价差值F总体较为平稳;2015—2022年天津市河湖水系连通与经济社会发展协调度经历了中度失调、轻度失调、初级协调、优质协调4个阶段,目前两者正在向更加协调的方向发展;2015—2022年天津市河湖水系连通与经济社会发展处于协调耦合阶段,现阶段两者间仍存在一定的制约胁迫关系,在城镇化建设过程中要尤为注重两系统的有机结合。

东平县水系连通及水美乡村建设实践

东平县以水系连通及水美乡村建设试点为抓手,在河道生态治理、水系连通、美丽幸福示范河湖建设、改善农村人居环境和实施乡村振兴等方面开展了一系列治理工作。文章对东平县水系连通及水美乡村建设基本情况、主要做法等进行总结,以期为助力乡村振兴提供参考借鉴。

基于点-面两层结构的复杂网络方法评估海河流域水网连通性

河湖水系连通是指通过修建渠道、挖掘河道、改造湖泊等方式,将不同河流、湖泊之间相互连接起来,形成一个相互衔接的水系网络。基于复杂网络方法,从节点和子流域两个层面对海河流域水网的连通性进行分析。在子流域层面,用平均度指标评价流域连通度,用网络直径等指标辅助分析流域整体水系连通情况;在单个节点层面,用度指标、中介中心性指标分析流域水系各节点连通度的分布情况,实现了节点微观与流域宏观的结合。同时,引入聚类系数指标,获得每个子流域河网的空间分布特征。通过对研究结果的合理性评估,认为应用复杂网络方法能全面分析流域水系特征及连通情况,具有良好的应用前景。

基于水文水动力模型的城镇水环境提升关键技术研究

近年来某城镇水污染问题日益突出,为改善城镇水生态环境,拟实施河湖连通工程。河湖连通工程水生态环境改善主要通过截污、引水活水和水生态修复等方法实现,其中引水工程的规模论证是本次水生态环境改善方案的重点。通过建立二维水动力水质模型,分析论证不同引水规模下水质改善、水力特性等评价指标,从而确定合理的引水流量及换水周期。

江汉平原河湖水系连通性评价研究

河湖水系连通性评价对实施区域水网连通战略,提高区域水资源统筹调配和承载能力,修复和改善水生态环境具有重要意义。以江汉平原河湖水系为研究对象,采用考虑闸站阻隔效应的改进图论法与基于多维连通机制的层次分析法,从网络结构和连通功能两方面分析评价了河湖水系连通现状与影响因素。结果表明:①研究区水网结构连通性得分为0.7172,处于“较好”等级,但空间分布不均衡,西部和东部连通性较高,中部连通性较低,通顺河流域连通性高于四湖流域;②研究区水网功能连通性得分为0.6885,处于“较好”等级,主要受区域灌排闸站数量较多、控制程度较高、闭合时间较长等不利因素影响,局部地区如四湖总干渠、通顺河以及洪湖等水流不畅,连通性较低;③结构和功能连通性评价结果基本一致,评价方法可靠性及适用性较强,可为江汉平原水网工程体系调整与生态河湖连通系统建设提供一定参考。

区域生态保护修复碳汇潜力评估方法与应用——基于第一批山水林田湖草生态保护修复工程的研究

山水林田湖草生态保护修复工程是生态系统恢复的有效措施,借助生态保护与修复提升生态系统固碳潜力,无疑是土地利用碳减排的新路径。基于山水林田湖草沙综合整治视角,从生态系统的格局和质量两个方面评估了第一批山水林田湖草生态保护修复工程的实施效果,并借助InVEST模型定量化地分析了工程实施前后的生态系统碳汇能力。结果如下:(1)山水林田湖草生态保护修复试点工程加速了各类生态系统间的相互转化,主要表现为城镇生态系统的增加、农田生态系统的减少;工程区植被覆盖度整体提高,NDVI值平均水平不断上升、高值区逐步扩大,劣质、低质生态系统改造成果显著,陆地生态系统质量有效提升。(2)试点区生态系统碳汇能力和潜力得到有效改善,工程累积增加碳汇面积22.68%,其中工程实施前期增加碳汇面积18.06%,中后期增加面积4.62%;工程实施后2018年碳汇总量增加32.74 Tg,2020年碳汇总量增加31.28 Tg,年均碳汇潜力的提升约1.24%;工程在增加生态系统质与量、碳汇潜力的巩固与提升上具有显著成效。分析结果表明,生态保护修复是实现“双碳”目标的必然选项,这也是生态保护修复在实现“双碳”目标中的基本定位。

靖安县水系连通及水美乡村建设试点县项目实施的剖析

以靖安县水系连通及水美乡村建设为研究对象,针对农村水系中存在的主要问题,结合当地乡村振兴及全域旅游,提出了“遵循问题导向”等“三个原则”、把握“四个连”、做到“五个保”等理念,以期为我省类似工程实施提供借鉴参考。

长江中游通江湖泊江湖关系研究进展

自然通江的洞庭湖和鄱阳湖与长江之间形成复杂的江湖水沙交换关系,其变化影响着区域洪水灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全维护,是长江中游水问题的核心.从长江中游大型通江湖泊江湖关系的概念与内涵、江湖关系演变过程、江湖关系变化的影响因素及效应等方面,系统梳理了长江中游通江湖泊江湖关系研究的进展.针对当前研究现状和存在的问题,提出了研究江湖关系表征指标体系是正确认识江湖关系的前提;定量区分人类活动和气候变化影响的贡献率是江湖关系研究的重点和难点;深入跟踪研究三峡等重大工程对江湖关系变化的影响是一项长期任务;评估江湖关系调整背景下江湖关系的健康状况,研究以江湖水系重大水利工程群联合调度为核心的江湖关系优化调控原理,维持江湖两利的长江中游健康河湖系统格局和相互作用关系是江湖关系研究的根本目标.

平原河网区水系结构连通性评价

河湖水系连通在增强抵御水旱灾害能力、提高水资源统筹配置能力和改善河湖健康状况等方面均具有重要作用,已成为国家江河治理的重大课题,但相关的理论和技术研究尚处于探索阶段。基于水系结构连通性评价的内涵,探讨了水系连通性与水系结构连通性的关系及水系结构连通性的影响要素,在分析了传统网络连通性评价方法在水网中的适用性基础上,提出了基于河道自然、社会双重属性的水系结构连通性评价方法,并通过对吴江市骨干水系结构连通性进行计算,验证了该方法的可行性。

恢复河湖水系连通性生态调查与规划方法

本文讨论了河流—湖泊系统和河流—河漫滩系统连通性的生态学意义,阐述了河湖水系连通性生态调查与分析方法,提出了恢复河湖水系连通性的规划原则,介绍了恢复河湖水系连通性的工程与非工程措施,并提出了恢复连通性效果评估方法。

河湖水系连通工程与国家水网建设研究

根据国家水安全保障的战略需求,分析与探讨国家水网的总体布局,明确河湖水系连通工作的战略需求,深入分析河湖水系连通对水资源、防洪、生态、环境、社会和经济的影响,剖析国家水网建设中需要注意的主要问题,辨析南水北调工程在国家水网建设中的功能和作用。结果表明,建设国家水网是提高我国水安全的有效措施,但河湖水系连通工程涉及经济社会方方面面,有必要站在全局的高度,从提高水资源保证率、减轻洪涝灾害、改善生态环境等诸多方面,分析河湖水系连通工程的得与失、利与弊,结合近期与远期、供水区和受水区的经济社会发展趋势,全面剖析河湖水系连通工程的效益与风险,建设好利国利民、功在千秋的国家水网,切实提高我国的水安全。通过多学科交叉的系统研究,全面分析河湖水系连通和国家水网建设工作中的重点和难点,为加快构建国家水网提供参考和支撑。

基于Vine Copula函数的河湖连通水环境多因子联合风险识别研究

河湖连通工程是水资源调配和水生态环境保护与修复的重要途经,同时作为一个包含着模糊性、随机性、灰色性以及未确知性信息的复杂系统工程,其不可避免地存在一定的风险。本文基于Vine Copula函数构建了南四湖在南水北调东线一期工程运行前后水环境多因子联合风险模型,通过对总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)和叶绿素a(Chl-a)4种风险因子的敏感性分析,识别出运行后的关键风险因子;结合南四湖Ⅲ类水的供水水质要求,设置了运行后关键风险因子不同风险状态(即Ⅳ类和Ⅴ类)组合下的系列风险情景,识别出运行后潜在水环境多因子联合风险。结果表明:TN、NH3-N、 Chl-a为关键风险因子;当TN和NH3-N达到Ⅴ类水标准限值、Chl-a为35μg·L-1时,工程运行后水环境联合风险变化速率增大,不确定性提高,需及时响应,建议重点关注TN和NH3-N指标。

基于图论边连通度的平原水网区水系连通性定量评价

河湖水系保持连通是流域内河流与湖泊、河道与河漫滩之间物质流、能量流、信息流和物种流保持畅通的基本条件,也是优化水资源配置战略格局、提高水利保障能力、促进水生态文明建设的有效举措。利用GIS平台和图论理论,研究河湖水系的系统性连通程度定量评价技术,以胶东地区为例,分析了胶东调水东线工程和引黄济青工程实施后山东半岛东部地区水网连通情况。结果表明,胶东调水东线工程实施后连通度可提高50%。此方法可为平原水网区水生态保护与修复、河湖水系连通规划及闸坝调度方案优化等提供技术支持。

鄱阳湖五河及湖区生态水利综合治理关键技术及示范

受气候变化和人类活动的共同影响,中国河湖水资源、水环境与水生态问题交织重叠。作为中国最大的淡水湖泊,近年来鄱阳湖及其五河出现水量减少、水土流失、岸线萎缩、水生生境劣化等突出问题,目前的研究水平和关键技术无法满足新时期生态优先、绿色高质量发展的要求。如何将资源、生态、环境等约束融入水利工程规划、建设与运行,厘清水利工程对河湖生态环境的影响以及在这种影响下生态系统的演变趋势,提出减缓其影响的技术措施;如何在水资源开发利用过程中,既能满足人类社会需求,又能兼顾水生态系统健康需求,是当前生态水利理论体系研究及关键技术研发的前沿和热点问题,也是推动国家生态文明建设和落实长江大保护的必然要求。围绕上述问题,提出以"应用基础–关键技术–工程示范–监测评价"为主线的研究目标:1)辨析鄱阳湖五河及湖区生态水利特征因子及其对开发利用的响应机制;2)研发面向岸上、水陆交错带与水体的生态水利综合治理技术体系;3)提出生态水利综合治理技术及规划设计方案并进行工程示范;4)构建河湖生态水利建设模式与监测评价体系。通过开展多学科交叉、点面结合、理论与实践统一的研究,拟揭示河湖生态水利特征因子的互作互馈机制,提出耦合工程、资源、环境与生态的监测评价指标体系,实现理论创新;研发红壤丘陵旱坡地农业节水控污保土系列关键技术和受损水生生境的水利工程辅助修复关键技术,实现技术创新;提出规划导则、设计指南、治理技术、监测指标、评估方法、建设模式等全链条布局的河湖生态水利综合治理系统解决方案,实现集成创新。