岷江上游水电开发对河道减脱水的影响研究

通过对岷江上游水电站以及受影响河道的实地调查,建立了河道减脱水评价指标,分别对岷江干流、一级支流及二级支流河道的减脱水情况进行了分析。在对减脱水河道分析的基础上,分析了调查断面距电站坝址的距离、电站类型、电站装机容量、电站调节性能与河道减脱水的关系。结果表明:水电开发引起河道减脱水现象已非常严重,各级支流上游都有不同程度的断流现象,以二级支流最为严重;河道减脱水严重程度随距电站坝址的距离增加呈减小的趋势;电站的类型、调节性能与河道减脱水存在明显的相关性,而装机容量对河道减脱水的影响不大。在制定流域水电开发以及河流生态系统恢复规划时,应考虑电站类型、调节性能对河道减脱水的影响。

减水河段水力生态修复措施的改善效果分析

通过二维水力模拟计算,对深槽和挡水堰不同组合的修复方案,即在河道横断面上设置深槽以及纵向上间隔设置挡水堰等工程措施,对减水河段的水力生态修复措施进行研究。以四川某山区河流一段120m长的河段为例,根据代表鱼类对水深、流速适应度的曲线,计算出权重可使用栖息地面积(WUA),并使用其来分析生境改善效果,同时还对影响河段沿程增温率的水力参数进行了对比分析。计算结果表明:在河道流量为1.65m3/s(约为多年平均流量的5%)时,采用深槽修复可增加WUA约48%,再在深槽基础上设一道拦水堰后共可增加WUA约84%;同时深槽还可使河流沿程增温率下降,使水温更接近减水前的状况。采用多道拦水堰将有助于尽可能多地提高栖息地面积,但拦水堰间距也不应过小,该河段拦水堰间距在30m左右为宜。分析表明,采用深槽加多道拦水堰的水力生态修复措施可以起到明显改善减水河段生境状况的作用。

综合调水前后苏州河下游水体耗氧特性比较

对综合调水前后的苏州河(北新泾下游)水体耗氧特性进行了定性与定量比较。结果表明,综合调水工程全面实施后,苏州河下游水体的还原性物质耗氧阶段消失,单位水体耗氧量大幅度下降,但难降解有机物阶段的耗氧量仍较高。耗氧动力学模拟计算表明,CBOD耗氧一级反应动力学速率常数(K)在综合调水前后变化不大,而硝化耗氧Logistic动力学速率常数(KN-log)则明显提高。

白沙河小流域水电梯级开发的生态需水研究

小水电建设在山区农村快速发展的同时,也不断破坏着当地的生态环境。如何正确处理好经济效益、生态效益与环境效益的关系,是小水电开发利用中必须高度重视的问题。针对白沙河流域的实际情况,从河道内与河道外两方面对流域进行了生态需水量核算;并对流域梯级开发电站为满足减水河段生态环境需水要求的最小下泄流量进行了初步探讨。

花桥水库下游减水河段生态水文评价及减缓措施研究

从水库取水直接导致坝址下游河段减水,但在枯水和平水期,水库蓄水调节又对下游河道进行了补水,水库建设将改变下游生态水文状况,从而对下游河道生态、水环境容量等产生影响。以花桥水库为例,从环境保护角度,首先提出了分汛期和非汛期泄放生态流量的减缓措施,然后从工程布置、运行调度角度,根据各典型断面集水面积计算河道径流,分析下游典型断面不同频率对应的减水情况及减水时段,客观地评价了工程建设对减水河段的环境影响。

岷江上游高山森林溪流非木质残体现存量与碳储量及其分配特征

森林溪流非木质残体的特征直接关系到流域源头水质环境以及森林生态系统碳及养分等物质的输出格局。为了解岷江上游水源源头高山森林生态系统溪流非木质残体的储量特征,于2013年8月高山森林溪流水量最大的季节,在研究区域海拔3 600 m典型高山森林范围内,沿主河道两岸调查每条森林溪流的非木质残体储量,共找到18条森林溪流汇入主河道,根据实地采样的可操作性和典型性,选择其中12条溪流详细调查非木质残体储量,每条森林溪流从尽头到源头每隔10 m设置一个长度为1 m,溪流实际宽度的样方(源头作为最后一个样方)。将样方内所有非木质残体全部采集,低温保存,迅速带回实验室,分别按照树皮、树叶和直径小于1 cm树枝分离,65℃烘干至恒重,测定各组分现存量。然后,将样品粉碎过筛,采用重铬酸钾氧化法测定凋落物有机碳含量,以不同组分现存量与其碳含量计算各组分的碳储量。结果表明:(1)该区域森林溪流非木质残体总现存量和总碳储量分别为657.25 kg和262.96 kg,单位面积现存量和碳储量为439.70 g·m-2和175.92g·m-2;(2)各溪流中直径小于1 cm树枝占非木质残体总现存量和总碳储量的69.76%和73.41%,其次为树叶,树皮比例最小且不足10%;(3)尽管溪流长度、面积和流量与非木质残体各组分单位面积现存量和碳储量均无显著相关关系,但显著影响溪流非木质残体总现存量和总碳储量及其在各组分的分配比例;(4)相对于树皮,凋落树叶现存量和碳储量所占比例在流量较小溪流中相对较大。这些结果为深入认识高山森林流域水环境及其在森林生态系统中的重要作用提供新的思路和一定的科学依据。

水电站减水河段河道生态流量计算

为了合理确定水电站减水河段河道生态流量,提出了分时段分方法计算河道生态流量的思路。以西藏扎拉水电站为例,对减水河段的河道生态流量进行了计算。在鱼类生长繁殖期(4~9月)可采用生境模拟法;在非产卵繁殖期(10月至次年3月)可采用水文学法、水力学法及生态水力学法综合分析计算。结果表明:在鱼类生长繁殖旺盛期(5~8月)所需生态流量为33.0 m^(3)/s,一般繁殖期(4月及9月)为22.0 m^(3)/s,非产卵期(10月至次年3月)为15.9 m^(3)/s。研究结果可为水电站减水河段生态流量的确定提供借鉴。

水利工程下游减水河段生态修复效果研究

水利工程的兴建致使河流水域形态发生改变,严重者会破坏河流生态系统,影响河流生态环境的可持续发展。针对单一的非工程措施难以充分保护减水河段生态系统的问题,以新疆和田地区某混合式开发水利枢纽工程为基础,将生态修复的非工程措施与工程措施相结合,根据目标鱼类适宜的水深、流速,采用生态水力学法计算减水河段非工程措施所需的生态流量,并通过二维水力模拟计算,对研究河段横向、纵向上工程修复措施的改善效果进行分析,分析结果显示:枯、丰水期在下泄生态流量基础上,增加纵向修复可使加权可使用面积分别增加55.11%和38.00%。研究表明,将非工程措施与工程措施相结合,可以明显改善减水河段的生境状况。

基于物理栖息地模拟的减水河段鱼类生态需水量研究

河流生态需水量的研究从基于统计学Tennant法、7Q10法等简单估算发展到综合运用水文学、水动力学、环境水力学、生态学进行成因和机理分析。本文运用物理栖息地模拟模型计算西南山区二台子引水式电站减水河段的鱼类生态需水量。以省级保护性鱼类—青石爬鮡为目标鱼类,考虑流速、水深、水温、断面形态等主要影响鱼类适宜生境的影响因子对鱼类产卵期、育幼期、成年期等不同生命时期的需水要求进行分析。计算结果表明,青石爬鮡产卵期需水流量3.68 m3/s、育幼期4.25 m3/s、成年期3.26 m3/s,分别占坝址处多年平均流量的38.33%、44.27%、33.96%,对水生态系统结构与功能认识和研究的不断深化,为坝址下游减水河段维持健康生态系统、保护珍稀性生物资源提供了有力依据。