流域水环境与生态学研究回顾与展望

简要分析了流域水环境与生态学的发展历程,系统介绍了2010年以来中国水利水电科学研究院水环境研究所取得的主要科研成果:(1)水环境监测技术与标准。形成了水环境监测分析技术与标准体系,研发了系列水环境监测标准物质,研究了水源地健康风险评价技术与水污染事件应急预警预报关键技术,研发了水环境监测新技术与设备;(2)流域水环境与水生态过程演变机理与模型。在大型水库重金属污染物水环境演变机理及效应、生源物质流域迁移转化特征及驱动机制、生态水文过程变异与河湖生态响应机制与流域水环境与生态模型等方面取得系列创新成果;(3)流域水质目标管理与流域水环境综合治理技术。形成了水功能区达标评价技术体系、流域容量总量控制技术体系,提出了流域水环境综合治理规划技术与湖库沉积物污染评价与生态疏浚方案制定技术,研发了生物慢滤水处理水质净化技术及设备;(4)河湖健康评估与水生态保护修复技术。提出了河湖健康评估标准,研究形成了河湖水系生态连通技术、生态流量确定技术、水质水量联合调度技术与水生态修复技术。最后分析了新时期水环境与生态学的科技需求,提出了水环境研究的展望。

河流水电开发的环境效益及主要环境问题研究

本文主要研究河流单项水电开发和流域水电梯级开发的环境影响问题 ,从两个方面进行分析研究 ,一方面是开发项目对环境的有利影响 ,即从 5个方面进行分析 ;另一方面是对环境的不利影响 ,根据开发项目的不同阶段 ,即建设期、初期蓄水期和运行期 3个阶段 ,对产生的主要环境问题进行了分析。并提出在项目的环境影响评价和工程设计阶段 ,应注意加强环保措施 ,减免开发中的水利环境影响。

水电规划环境影响评价替代方案优选研究

针对水电开发规划环境影响评价,将多目标规划理论引入水电规划替代方案筛选研究,构建了基于景观多样性变化率、淹没土地面积、移民数量等环境约束的多目标替代方案优选模型,引入灰色关联系数作为粒子群算法的适应值函数,提出了多目标粒子群求解算法。通过模型应用,得到黄河黑山峡河段水电规划多个相对优化方案。模型应用及求解表明,多目标规划理论用于替代方案优化,突破了以往单方案或两个方案评价的片面性。

环境影响评价在水利水电工程建设中的主要功能及作用——以张峰水库工程为例

本文论述了环境影响评价在水利水电建设项目中的地位、作用;论述了水利水电工程环境影响的主要特点;论述了水利水电工程环境影响评价的主要职能。以张峰水库工程为例,简要论述了环境影响评价在水利水电工程中所解决的几个常见而又重要的环境问题:水环境保护问题、水温问题、最小下泄流量问题、淹没损失问题、移民生活问题、下游水资源利用影响问题、上下游经济发展不均衡问题。

鄱阳湖水利枢纽工程对水质环境影响研究

鄱阳湖水利枢纽工程的建设,将改变湖内水动力特性,进而影响鄱阳湖的水环境质量。采用水深平均的二维水动力-水质模型对鄱阳湖现状水动力和水质进行模拟验证,水陆边界模拟采用动边界技术,摸拟"高水湖相,低水河相"的湖泊水域变化特征,水质特性为枯水期水质较差,丰水期水质较好,靠近入湖河口的湖区劣于湖心水质,北部出湖水质较好的现状。模型模拟预测在现状外部入流边界和现状污染负荷条件下,3种不同运行方式下,鄱阳湖湖流的时空形态相应发生的变化和相应水质变化。计算结果表明,枯水期大部分区域的水质浓度下降,但尾闾等部分区域有所升高,开闸泄水期前后,水质较现状水质下降,敞泄期的大部分时间,较现状水质基本相似,蓄水期水质变化不大。水动力特性综合水质浓度的改变,增加了局部水体的富营养化风险。研究结果可为枢纽的建设提供科学依据。

河流流域水环境容量计算研究

在剖析现有水环境容量定义并指出其不足的基础上,提出对水环境容量概念的认识,并分析了水环境容量及其主要相关概念内涵的差异。在分析一般水环境容量计算方法的基础上,提出基于不同设计水文条件的河流流域水环境容量计算方法,并以我国辽河流域的太子河流域为例进行实例研究,计算结果可以为太子河流域的水环境管理提供技术支撑。

中国地表水资源质量评价方法的研究

作者分析了我国现行水资源质量评价方法中存在的问题,介绍了国外该项工作的思路和作法。在此基础上,建立了一套基于水质项目环境影响的分区、分类、分级的多指标综合指数评价体系,克服了国内传统评价方法的假达标、一票否决,不能描述级内优劣等弊病。对全国160个重点站进行的计算结果表明,该方法基本实现了与国际接轨,更为科学合理。

水环境承载的可持续性评价指标体系研究

从环境概念的本质进行分析,拓展认识和界定了水环境和水环境承载的内涵意义。基于水环境的水源、资源、纳污、生态等4个主要功能过程,兼顾考虑社会调节活动对水环境功能的影响,设计并构建了水环境承载的可持续性评价指标体系。指标体系以指数-指标-变量的分级框架模式,以1个指数、6个分类指标、36个表征变量评价区域水环境承载与经济社会荷载之间的相互关系。

农药对地下水环境影响评价研究

在借鉴前人研究成果的基础上,提出农药对地下水影响评价的基本方法,并应用于利用世界银行贷款发展节水灌溉项目的评价中,给出一些农药的化学性质及其在土壤中的迁移特性,同时提出农药对地下水污染的预防措施。

电厂余氯排放对水域环境影响评价方法研究

为了探讨火(核)电厂冷却系统余氯排放对受纳水域环境影响的范围和程度,本文在以往电厂环境影响研究和评价工作实践的基础上,总结前人的研究成果,针对工程建设的不同阶段和电厂采用的不同加氯方式,提出具体的获得余氯影响范围和程度的方法。对已生产运行的电厂,采用现场直接采样观测方法;对于采用间歇加氯工艺的电厂,采用现场快捷比色实验方法;对已建和拟建电厂,均可采用一级动力学反应数学模型计算方法;对于拟建电厂在资料不充分的情况下,采用二维对流扩散数学模型预测方法。并对这些方法的适用范围进行了分析,列举了相应的应用实例。为研究电厂排放余氯对水环境的影响和这类建设项目环境影响评价及后评估提供了可供选择的工具。

基于改进TOPSIS方法的温榆河水环境质量综合评价研究

区域水环境质量综合评价已成为水资源保护的一项重要基础性工作,简要介绍TOPSIS方法的原理及其应用范围,针对传统TOPSIS法由主观判断确定指标权重方法的不确定性及应用相对接近度计算方法不能完全反映出各方案的优劣性的问题,提出了熵权法和改进的相对接近度算法,使TOPSIS法用于环境质量综合评价以及多目标决策分析更趋完善,评价结果更合理客观。并用基于改进的TOPSIS法对温榆河流域水环境质量进行了综合评价。

水环境安全及其指标体系研究-以北京市为例

针对人类对水的需求的严峻形势,在环境安全研究逐渐成为科研热点的背景下探讨并系统提出了水环境安全这一新概念;在可持续发展指标体系研究的基础上,运用“压力(Pressure)-状态(Situation)-响应(Response)”(PSR)概念模型建立了水环境安全评价指标体系;应用综合指数法进行了水环境安全的综合评价;最后以北京市为例做了实证研究,并对其水环境安全保障提出了一些建议。

钉螺适宜孳生地环境与水情变化响应关系研究

基于钉螺的生态水力学特性和水情变化对疫区钉螺适宜孳生地环境变化的趋势性影响,提出了表征钉螺适宜孳生地环境变化的水情指标,并以我国目前钉螺分布范围最广且血吸虫病疫情最难防治的洞庭湖为例,分析了湖区水情变化特征,推求了近年来洞庭湖区钉螺适宜孳生地环境面积大小,揭示了洞庭湖区钉螺适宜孳生地环境面积与以城陵矶站汛期平均水位为指示性指标的疫区水情变化间的响应关系,结果表明洞庭湖区钉螺适宜孳生地环境与疫区水情变化线性相关性显著。该成果可为洞庭湖疫区疫情预报预防、血防查螺及水利灭螺等提供技术服务。

水库微囊藻毒素-LR含量与环境因子的相关性研究

对华北地区某水库水体中溶解性微囊藻毒素（extracellular microcystin—LR，EMC—LR）和藻类细胞内微囊藻毒素（intracellular microcystin—LR，IMC—LR）进行了为期1a的监测，研究了EMC—LR和IMC—LR随时间的变化规律。最后，利用SPSS软件．分析EMC—LR和IMC—LR与环境影响因子的相关性。结果表明，1～3月份和12月份，EMC—LR和IMC—LR均未检出，其高峰值出现在夏秋季。水库全年实测EMC—LR含量为0．9412±1.3379μg／L，最大值为5．6288μg／L，IMC—LR含量为0．0129±0．0165pg／cell，最大值为0．0833pg／cell。EMC—LR与高锰酸盐指数、叶绿素a、藻细胞密度、悬浮物和水温呈显著正相关（P〈0．001），与TN、NO3ˉ—N、TN／TP和透明度呈显著负相关（P〈0．001），IMC—LR与NH3-N呈负相关性（P〈0．05），与TN／TP呈现正相关性（P〈0．05）。

河流水电梯级开发水温累积影响研究

从流域开发对河流水温结构的影响方面进行分析,采用现场观测和数学模型计算相结合的方法,对水库水温结构进行研究,同时,对梯级电站下泄水温的累积影响进行数值模拟研究。研究结果表明,高坝大库对河流水温改变大,对水温累积影响的贡献大;流域开发程度越高,累积影响越大,5个梯级比3个梯级累积影响大。这一定量研究成果体现了梯级电站的水温累积影响和群体效应,可推进梯级水电站对河流水温影响的研究进程,并为研究大型电站运行减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。

流域梯级规划环境影响评价的特征及研究方向

本文对流域梯级开发规划环境影响评价的特征做了较全面的介绍,分析了梯级开发布局对环境的影响及对资源构成的影响,提出水电梯级规划环境影响评价的主要研究方向及关于生态友好的绿色大坝建设与运行的生态准则研究的内容。

漫湾水电站水库水温分布观测与数学模型计算研究

近年来建设的高坝大库越来越多,下泄低温水的影响日趋严重,对水库下泄低温水的影响和减缓措施的研究应给予关注和不断加强。本文是对已投入运行的漫湾水电站库区的水温结构进行研究。通过2004年2月对漫湾水库进行水温分布现场观测,并辅以三维数值模型计算,获得了较详细的水温分布成果。研究结果表明,漫湾水库的水温结构既不属于典型分层型又不属于完全混合型,应属于局部分层型或过渡型。该成果对于流域梯级水电开发对水环境的影响研究,具有一定的代表性,可用于类比分析研究与漫湾水库条件类似的其它水电站。

黑河流域水生态系统异质性与环境因子关系研究

以我国西北干旱区域典型河流——黑河为例,通过水生态系统野外调查、水生生物鉴定与数据整理,对黑河流域水生态系统空间异质性特征进行了分析;利用空间相关分析和主成分分析等技术方法,对流域水生态系统空间异质性特征的主要环境影响要素进行了筛选和识别分析。分析表明:在影响黑河流域水生态系统的各环境因子之间,具有一定的信息冗余和相互作用关系。绝对高度与相对高度、径流深、降水、净初级生产力等因子之间具有较好的正相关关系;而绝对高度与蒸发量、平均气温及干旱指数之间具有较为明显的负向相关关系。地形因子中海拔高度以及气候因子中降水量与干旱指数这3个环境因子指标与流域的水生态系统异质性空间分布特征关系较大,是干旱区黑河流域水生态系统空间格局宏观分异的主要环境影响因子。

中国水资源安全战略研究

中国水资源具有人均占有量偏少、地区分布不均、年内年际间变化大、水土资源不匹配、人类活动影响明显等特点。分析了中国水资源危机的原因:人口增长太快、污染加剧、水价太低、浪费严重、盲目开采、植被减少及管理不善等。提出了控制人口数量、调整产业结构、建设节水型社会、利用非传统水源、控制水污染、加快供水工程建设、进口高耗水产品、制定应急预案、实现统一管理和开发利用国际河流等十大水资源安全战略。