抚仙湖北岸生态调蓄带工程入湖污染物减排效益核算

抚仙湖属珠江流域西江水系的源头型深水湖泊,湖岸陡峭,岸滩不发育,湖泊生态系统十分脆弱,水质一旦被污染将很难恢复。近年来受流域内人类活动强度持续加剧与全球气候变化的双重驱动影响,抚仙湖水位持续降低、河湖水污染问题日益突出,湖泊水质保护问题迫在眉睫,因此,2017年针对入湖污染负荷占比最大且农田面源污染问题最为突出的抚仙湖北岸片区实施了集截污、调蓄、水质净化、水资源回用、清水置换、湿地补水建设于一体的抚仙湖北岸生态调蓄带工程,并将1179.09亩农田改建为调蓄带湿地。从实施效果来看,调蓄带工程2018—2021年期间减少的TN、TP入湖负荷量分别为245.84 t、28.99 t,调蓄带对抚仙湖北岸片区农田面源负荷削减率均超过81%;从生态调蓄带入湖污染物减排效益贡献大小来看,土地利用方式变化＞湿地水质净化＞湖滨湿地补水＞水资源回用＞清洁水资源置换;从调蓄带入湖污染物减排效益持续提升来看,水资源回用和清洁水资源替换潜力有待进一步挖掘和提升。     

海河流域生态修复发展方向研究

论述了海河流域水资源基本情况和流域内生态需水问题,提出了流域内水生态系统演变及生态恶化原因和修复目标,本着"节水优先、治污为本、科学开源、统一调度"的治水新思路,以节水治污为重点,以富裕农民为主线,全力推动水利现代化建设.     

洪湖水质问题核心及水质综合提升途径思考

作为长江中游重要的生态敏感区域和节点区，洪湖多年来一直承接江汉平原的调蓄与灌溉功能，剧烈的人类活动导致洪湖水体污染和生态系统退化加剧，洪湖水质的提升现已成为实施长江保护修复攻坚战行动的重点。通过系统剖析发现洪湖水质提升的关键问题在于入湖水质不达标、内源污染较重以及水生态受损严重3个方面。要解决洪湖的水污染问题，应坚持系统思维和流域视角，做好洪湖外源控污截污、底泥清淤、湖区和湖滨带生态修复以及水资源科学调度利用等工作，并推行包括洪湖及其支流流域河湖长制联防联控联治机制、生态补偿机制等在内的综合水质提升管理措施。     

南淝河生态补水水质改善效应试验研究

为改善南淝河水体水质,利用南淝河流域水污染治理和水生态修复成果,通过南淝河生态补水试验率定和验证 MIKE11 水动力水质模型合理性,分析南淝河在不同生态补水量下水质变化。MIKE11 水动力水质模型能够较好地模拟南淝河在生态补水条件下水动力和水环境质量改善的情况。通过条件优化和试算得出,与入河污染物总量相比,生态补水后河道自净能力的贡献占比约 14.6%～19.0%,其中河道自净能力增量占比约 6.2%～9.4%。研究结果表明,生态补水对南淝河水体水质情况有所改善,但仍以稀释作用为主,河道自净能力发挥的作用有限。     

60年来洱海水生植被演替及其驱动力分析

洱海是大理白族人民的母亲湖和集中饮用水源地,受自然条件和人类活动双重驱动影响,近60 a来,洱海水生植被演替过程明显,植被资源呈现出显著的衰退特征。基于洱海历年水位、水质、水生植被种类与面积以及浮游植物数量等相关数据,系统地研究了洱海水位、水质变化过程及其与水生植被演替过程的关联性,探讨了洱海水生植被演替的驱动力因素。研究结果表明：(1)近60 a来洱海水生植被群落演替经历了扩张、鼎盛、衰退和稳定等过程,水生植被种群结构单一化、水深分布范围和面积大幅度萎缩,优势种群逐步由清水型转变为耐污型的苦草、金鱼藻和微齿眼子菜;(2)洱海水生植被演替受洱海水位变化驱动影响显著,年内5～8月份维持低水位及年内水位的大变幅波动,是驱动并维持洱海水生植被良好生长和最大面积分布的关键;(3)洱海的水质污染引起湖泊由草型转向藻型并导致水体透明度急剧下降,是1990年代至2003年期间洱海水生植被快速退化的关键环境驱动因子。基于研究结果,提出以下建议：应有效控制并逐步减少流域入湖水体的氮磷等营养盐含量,科学制定并实施每年度5～8月份低水位运行、年内较大水位变幅的生态水位调度方案,以此来有效促进洱海水生植被的自然修复和湖泊水环境质量的可持续改善。     

太湖流域综合治理的科技需求分析

对当前太湖流域综合治理和管理面临的形势进行了分析,针对流域洪涝灾害特点和水资源状况,结合流域水利工程建设及流域管理现状,分析了基于用水总量控制的平原河网地区水资源调度与管理、大型浅水湖泊及河网受损水生态修复及综合治理工程技术、流域水文水资源的演变规律及风险决策、流域水利现代化与信息技术的应用等太湖流域水利科研的核心需求以及需要重点突破的关键环节。其中,基于用水总量控制的平原河网地区水资源调度与管理技术、大型浅水湖泊及河网受损水生态修复及综合治理工程技术、流域水文水资源的演变规律及风险决策技术、流域水利信息技术的应用将是太湖流域水利科研创新的主要需求。     

浅谈渭河天水段生态保护和高质量发展对策

渭河是黄河的较大支流,近年来,通过完善规划,强化管理,新建和加固堤防,加快实施水生态修复保护,全面推行河长制管理和清"四乱"活动,流域水资源和生态环境持续明显向好,但按照习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话要求还有一定差距,文章通过深入调查,针对存在的问题提出渭河天水段生态保护和高质量发展的具体措施:实施生态修复工程,保障水资源可持续利用;加大河流污染治理,维护流域生态水质优良;坚持节水优先,因地制宜建设调蓄工程;科学调整用水结构,实现水资源的优化配置;建立依法管理体系,实现精细化管控全覆盖。     

新区建设背景下白洋淀及入淀河流生态需水评价和保障措施研究

雄安新区建设为白洋淀生态环境提出了更高的要求,生态需水是白洋淀生态修复的核心问题,加强生态需水研究对涵养地下水源、维护流域水生态平衡、增强水资源调蓄能力具有至关重要的作用。本文在雄安新区建设的大背景下,基于防洪、城市景观建设及芦植生长等实际需求,结合最新测量的水位-淹没面积关系,开展白洋淀生态水位核算。同时,分别从淀区水资源蒸发入渗消耗的刚性需求,以及改善淀区水动力条件和水生态环境质量的弹性需求两个方面,提出淀区生态需水量。从维持河道生态基流的角度,对上游八条入淀河流和新区范围内的大清河、赵王新河的最小生态需水量进行核算,作为河流生态逐步恢复的一个基本目标。在此基础上,针对性提出淀区补水方案,以及入淀河流需水保障措施,力求恢复白洋淀流域生态安全、提高雄安新区生态环境承载能力。     

低影响开发理念在青天湖水生态综合治理工程设计中的运用

本文从青天湖水环境和水生态现状出发,以低影响开发为理念,提出湖泊生态功能恢复、增大调蓄库容、水系连通、水生态系统修复以及水资源保护等工程措施,以有效缓解城区内涝、保护和改善生态环境,使青天湖具有自然积存、自然渗透、自然净化的功能。其经验可为同类湖泊生态治理工程设计提供借鉴。     

十全湖退渔还湖生态修复方案研究

通过实施退渔还湖、水系连通、水生态保护及修复等措施恢复十全湖水生态,并与仙桃市新城区的城市规划相结合,使十全湖成为水清、岸绿、景美的生态湖泊。退渔还湖生态修复工程通过清淤扩大湖泊调蓄容积可将工程区的排涝标准提高到20年一遇;通过实施水系连通和水生态保护与修复将十全湖水质保持在Ⅳ类。     

石羊河流域生态修复与环境治理的探讨

石羊河流域水资源紧缺,生态恶劣,修复生态、改善环境任务艰巨,解决流域水资源及生态与环境问题的主要措施,在于工程措施和非工程措施的综合运用,同时合理确定流域产业结构调整和经济发展目标,在实施全社会节水的前提下,适度实施外流域调水工程.     

基于补水配置情景的河流水质及环境容量研究——以汾河干流为例

汾河流域是山西省的政治文化中心和重要农业产区,也是全国的主要能源基地分布区域,该流域目前面临严重的水生态问题,而生态补水是改善水生态质量的一项重要举措。为定量评价生态补水对流域水质与水环境容量的影响,本文构建了汾河水质水量联合模拟平台,以污染源负荷和生态补水配置情景为基础,考虑2种不同补水方案,评价了汾河干流30个主要断面的水质状况与水环境容量。结果表明,现状水资源条件下汾河COD和氨氮容量分别为2.67万和0.14万t/a;生态补水方案可有效改善水质,低生态补水方案补水2.5亿m3,由于考虑了生态需水,对水环境容量影响不大;高补水方案补水3.9亿m3,可相应提高汾河干流COD8%和氨氮12%的水环境容量。     

永定河流域水文演变与多水源联合优化调度

水资源是保护修复永定河生态环境功能、维护河流生命健康的控制性因素。永定河流域水资源极为紧缺,且地表水资源量呈显著衰减态势。为实现紧缺严苛的水资源条件下永定河生态水量的有效保障,系统解析了流域水文演变特征,核算了分河段基本生态水量和多水源生态补水潜力,建立了耦合水资源供用耗排过程和水工程群联合运用的多水源优化调度模型,提出了常规和极端情况下的多水源生态水量调度方案和基于降水年型研判的调度方案运用方式。研究成果为有效保障永定河生态水量、提升应对变化环境的韧性提供了关键方法和模型,为华北地区其他河流生态保护修复和综合治理提供技术参考。     

河北省平原湿地减少原因分析

分析河北省平原湖泊和河流两类湿地现状及演变特点,探讨水资源匮乏的北方地区湿地保护的目标及修复措施。由于工农业用水量增大、流域下垫面发生重大变化、上游建设大量水利工程等原因,河北省平原湿地面积锐减,与20世纪50年代相比减少了97.6%;仅有的3处湖泊湿地也面临水源枯竭、生态环境退化的困境。为保证湿地的水源供给,急需制定河北省平原湿地的保护规划并进行流域间生态应急补水。     

基于水生态修复的滇池运行水位确定

为分析掌鸠河引水供水工程、清水海供水及水源环境管理项目供水工程、牛栏江—滇池补水工程等外流域引水工程建成后的滇池运行控制水位,基于滇池、海口河—螳螂川流域现状经济社会发展、长系列水文观测、供-用-耗-排水等数据资料,采用径流还原、湖泊径流与洪水调节模拟等方法,经多方案比较确定滇池外海的正常高水位提高至1887.50 m,汛期限制水位提高至1887.20 m,在滇池泄洪通道和预报调度系统未达到设计标准前,汛期限制水位可降至1886.70 m运行;将外海自正常高水位以下依次划分为生态供(用)水区、工农业供水区、死水位区。研究结果表明,滇池从过去的调蓄供水水源转变成需进行生态修复补水的用水对象,将促使昆明城市及环湖周边高耗水行业转移到下游的海口—安宁地区,减少滇池水资源的一次性消耗量,削减入湖污染物,形成以水定发展的局面,从而实现工业布局的战略性调整。     

洪泽湖保护对策建议

洪泽湖为我国五大淡水湖之一,成湖800余年,是淮河流域最大的淡水湖泊和国家级自然保护区,也是我国极为重要并具有代表性的内陆湿地和南水北调东线工程最大的调蓄湖泊。其水生态系统与上游河流来水水量水质、滨湖地区面源污染以及内源污染休戚相关,因此洪泽湖保护重点在于做好上游河流汇水区水污染防治、滨湖地区面源污染控制等水质保护以及水资源合理配置、生态调度等水量保护工作。     

基于湖泊形态及水文特征的洱海最低生态水位确定

最低生态水位的设置有利用湖泊的保护与管理,但过多的生态水位阈值又会给管理增加成本,基于洱海大关邑水位站1952—2020年近69 a水位资料,采用湖泊形态法、实际最低生态水位法、生态耗水量法等3种方法研究洱海湖泊年内最低生态水位动态,并提出最低生态水位设定的时段。通过年内最低生态水位的确定和各月直接计算的生态水位做对比,对洱海水位调控做出评价并提出建议。研究表明：(1)湖泊形态法确定的最低生态水位可以突变点来确定,不一定是单位水位的湖面面积差显著减少;(2)对于最低运行水位的湖泊,在10 a以上均以此运行且无较大生态环境问题的,其已经形成一定的生态平衡,建议采用最低运行水位作为最低生态水位;(3)对于吞吐型湖泊,仅确定1个年生态最低水位是无法满足调度需求,应扩展至存在天然水量消耗的月份,通过计算,确定洱海年最低生态水位为1 964.30 m,确定洱海生态耗水期为11月至次年6月,耗水期各月最低生态水位依次为1 964.66、1 964.67、1 964.59、1 964.65、1 964.56、1 964.50、1 964.46、1 964.30 m。     

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。     

水资源综合利用研究所简介

水资源综合利用研究所是长江科学院非营利公益科研机构,主要致力于流域综合管理、水资源高效安全可持续利用、水生态环境保护以及水利经济领域中的重大科学问题、关键技术、政策法规、管理体制、管理信息化等研究。下设三个研究室:水资源管理与国际河流研究室、水资源调度与配置研究室、水生态与节水     

基于水质模拟分析的生态补水方案研究

为探究河道水质改善的方法,以淮安市渠北运西片区为例,统筹分析流域内水文、地形、地貌、人口等因素,分析计算流域内6条主要河道COD_(Cr)及NH_3-N产生量及入河量,利用水质模型分析计算了流域内水质关键点,结果基本能够模拟渠北运西片区内河道水质演变规律。针对不达水质目标要求的4条河道进行生态补水方案调度研究,确定最优生态补水流量等关键因素。计算结果表明:关城大沟补水流量1.5 m~3/s,团结河补水流量6.5 m~3/s,古盐河补水流量5 m~3/s,沿总排河补水流量1.5 m~3/s。计算结果表明:可满足淮安市渠北运西片区水质目标要求,进而实现河道水质安全。