生态价值评估方法在水电开发环境评价中的应用研究

提出河流生态系统的几种主要生态服务功能价值评估方法,定量评价水电开发影响的河流生态系统服务功能的价值变化量。以广东省紫金县沥口水利枢纽工程为案例,对项目实施后河流生态系统服务功能价值的变化进行了定量分析评价。结果表明:沥口水利开发工程引发的河流生态系统服务功能价值变化的每年正效益为5 941万元,主要来自发电效益、旅游收益和灌溉效益,分别占81%、5%和4%;生态系统服务功能价值损失每年为3 744万元,主要是淹没耕地、有机质生产和水质净化,分别占24%、20%和19%。同时,工程开发引发的负效益占到了正效益的63%,说明该工程开发对东江河流生态系统的负面影响是不容忽视的。     

水库梯级开发的河流生态系统健康评价研究

借助生态学及生态系统健康评价理论,分析了河流生态系统健康影响因子,并构建了河流生态系统健康评价指标体系。通过辨析河流生态系统对水库梯级开发响应内涵,甄别了典型区浮游生物、底栖生物、鱼类对梯级开发的响应过程。之后选取典型河流和代表物种,借助关键物种的生活繁殖习性,通过数据分析并考虑地域性原则,确立出生态健康等级标准,并评价了典型区水库梯级开发的生态系统健康程度以及生态水文过程调控实施效果。结果表明,在水库梯级开发下,径流年内分配趋于均匀化,河流下游悬移质泥沙量减小;喜好浅水、急流的生物栖息地空间减小,该类鱼类资源呈下降趋势,鱼类物种多样性下降;部分河段水质超标。评估河段健康综合状况得分43.7分,健康状况"一般"。     

小水电梯级开发河段地貌单元识别与异质性分析

河流地貌单元的科学分类与识别有利于准确定位水生生物栖息地,为科学评估小水电生态影响、开展受损河流生境修复提供依据。本文根据长江一级支流大宁河1972—2016年水文数据,利用累积距平、滑动T检验、IHA-RVA等方法确定了2个水文突变点,并分析对比了变异前、变异阶段Ⅰ和变异阶段Ⅱ3个不同阶段的水文改变程度;在归纳前人分类体系的基础上,依据水文改变程度较低时段下的实地调研观测数据,结合地貌单元过程-形式关系,确定了研究区域自上游至下游R1—R8河段地貌单元的类型及其空间分布,并引入地貌单元丰富度指数(R)、密度指数(D)和多样性指数(H_d)3个指标对研究河段地貌异质性进行了定量评价。结果表明,与变异前相比,变异阶段Ⅰ、变异阶段Ⅱ各月份水文改变度的平均值为15.53%、24.42%;R1—R4(小水电梯级开发河段)的R、D、H_d的平均值均小于R5—R8(较为自然段),分别相差9%、32.1%、17.2%,小水电梯级开发河段的地貌异质性有待提高。该研究定量评价了河段的地貌异质性,可从河流地貌角度为小水电分类整改工作提供决策支持。     

涂坊河小水电退出河段底栖动物群落特征及水生态环境质量评价研究

该文通过采样调查汀江干流上游涂坊河流域丰、枯水文季节不同流域段底栖动物,综合分析流域内底栖动物的群落结构、优势类群、BI指数、需氧类型及生境指标等,客观反映小水电退出河段与小水电未退出河段水生态状况差异。研究结果表明:涂坊河流域已退出的石门水电站河段与仍在运行的长桥水电站河段相比,底栖动物物种数明显增加,物种多样性明显提高,高需氧种类及比例明显上升,低需氧种类及比例明显减少。经综合评价,涂坊河流域上游天然河段水环境质量为最清洁,已退出的石门水电站河段水环境质量为清洁,仍在运行的长桥水电站河段水环境质量为中度污染。     

宿鸭湖湿地生态系统服务功能价值评估

宿鸭湖湿地是在平原上筑长坝形成的亚洲面积最大的平原人工水库。不仅为当地提供生产、生活资源,而且具有巨大的环境功能和效益,在抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀、美化环境及生物多样性保护方面发挥着巨大的作用。研究表明,宿鸭湖湿地直接的物质生产价值即养鱼的价值是0.737 221亿元人民币。水库消落带土壤和植被固碳释氧总价值为2.308 61亿元人民币。该水库在提供野生生物栖息地、维护生物多样性等服务功能方面的年生态效益为0.472 868 8亿元人民币。水库的调蓄洪水功能价值为11.0952亿元人民币。水库的水资源蓄积功能价值为10.921元人民币。水库净化水质总价值为1.748 49亿元人民币。该水库湿地生态系统在全部发挥效益后每年所产生的生态服务总价值总额为27.283 389 9亿元人民币。     

河流形态保护与恢复综评

河流形态是河流的重要特征,它的多样性是流域生态系统生境的核心,也是生物多样性的基础和前提。人类改造自然的活动,特别是水利工程的建设,按照人类的需求去塑造河流廊道,极大地改变了河流的形态,导致河流形态的单一化、渠道化,河流生态功能退化,生态系统的服务功能下降。分析河流形态的生态功能和生态意义,应用生态水利工程的理念保护和恢复河流形态。     

基于灰色模型的白龙江灾害性洪水预测

白龙江为嘉陵江上游最大一条支流,汛期洪水由暴雨形成.在河流梯级开发情况下,白龙江流域洪水的产生频次及灾害程度都与天然状态有较大差异,文章利用灰色GM(1,1)模型对流域可能产生的洪水进行预测并分析研究了洪水发生的规律性.     

岷江上游水电梯级开发存在的问题及建议

岷江上游水力资源十分丰富,随着西部大开发的进行,它已成为水电开发的重点区域,干流及支流的电站建设加速进行,自上游至汶川河段,实行六级梯级开发方案.但开发过程中也存在许多问题,作者在实地考察的基础上,对岷江上游水电开发现状进行了描述,并对开发过程中存在的缺乏统一规划、开发混乱,水土流失严重,缺乏骨干调节水库以及水库功能单一等问题作了分析,提出加强流域总体规划,注重流域综合开发,建立河流梯级调度中心,强制保证河流水生生态系统的最低流量等建议.     

河流生态系统的典型特征和服务功能

河流生态系统是指在河流内生物群落和河流环境相互作用的统一体.河流生态系统是动态的、开放的、连续的系统,具有典型的结构特征和独特的服务功能.从纵向、横向、垂向和时间分量等四维框架模型对河流生态系统的结构进行了描述.河流生态系统服务功能是指人类直接或间接从河流生态系统中获取的利益.按照服务功能性质分类,河流生态系统服务功能主要可分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等.最后对各项服务功能进行了分析.     

漳河上游河流健康状况分析

为了解漳河上游河流健康状况,根据2015年野外调查及实验室分析结果,对漳河上游(观台以上)进行了河流健康评估。本次评估共分为5个准则层16个指标层,布设18个点位。评估结果显示,水文水资源、物理结构、水质、生物、社会服务功能5个准测层赋分分别为24.0、85.0、74.1、49.7、70.0,河流生态完整性赋分为54.0,漳河上游健康评估总赋分为58.8,表明漳河上游河流处于"亚健康"状态。其主要表征为河流实测径流过程与天然径流偏离较大,生态流量保障程度较低,生物多样性遭受破坏。建议从增加生态流量、推进节水型社会建设、控制污染物排放、恢复水生生物多样性状况方面进行改善。     

河流水电资源的梯级开发对生态环境的影响

主要研究对河流的水电能资源进行梯级开发所带来的生态影响。从水文、水环境、生物、水土流失等方面进行分析,并应用灰色GM(1,1)模型,对第二松花江流域的三个断面、八项指标进行预测和评价。结果表明:流域梯级电站的建设,有利于流域内鱼类资源数量的增加、显著减少输沙量,但会不同程度地减少河流年平均流量、对开发和保护鱼类种类有负面影响。因此,河流水电的梯级开发需要谨慎规划,合理调度,各级大坝的选址、坝高、运行期间的蓄水量等都会影响到整个流域的生态安全。     

三峡水库蓄水后上下游河段水沙特性变化及影响因素分析

泥沙淤积问题是三峡工程的关键技术问题之一,关系着长江水资源的开发利用、生态环境保护、经济发展。基于2002-2016年期间,三峡水库上、下游设置的11所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征,进一步分析水文泥沙参量的相关性和三峡水库的冲淤特性,探究了泥沙特性变化的原因。研究结果表明:三峡水库自施工期蓄水、初期蓄水、试验性蓄水的整个过程,对三峡水库上下游河道的水沙特性影响较大。越靠近三峡大坝的河段,受三峡水库的影响越大;三峡水库抬高水位,导致上游大部分河道流速变小,河道过水断面和水动力条件发生改变,导致入库泥沙越来越少,越来越细;三峡水库上游长江干流和支流上修建的梯级电站拦蓄了大量的泥沙,年输沙量、年均含沙量、中值粒径、年输沙模数都显著降低。年径流量和输沙量、年均含沙量、年输沙模数在2004-2013年间具有较好的相关性,曲线变化规律类似,2013年后受三峡水库蓄水的影响,出现弱相关;年径流量能表征泥沙参量的变化特性;年输沙量和年均含沙量在2002-2016年间皆具有较好的相关性。2007年前三峡水库淤积量呈增长趋势,其后三峡水库泥沙淤积量逐渐降低。在水库冲淤和泥沙特性方面,汛期三峡水库水位对其影响较大;枯水期的高水位对其影响并不大。研究成果将为长江流域梯级电站和航道的规划设计、三峡水库的运行管理提供理论支撑。     

南水北调中线水源地生态服务价值核算

为了促进资源环境的可持续发展,在南水北调中线水源区开展了大量生态系统服务价值评估研究。但现有研究侧重于水源区部分小流域或库区的生态系统服务价值,缺少从整个水源区角度评估不同生态系统类型的服务总价值研究。基于南水北调中线工程实施前水源区2000年的土地利用变化数据,针对水源区森林、草地、耕地和水域四大类生态系统,综合运用市场价值法、影子价格法和机会成本法等方法评估水源区生态系统服务价值。结果表明:水源地生态系统服务功能的总价值为2 429.4亿元,其中,直接经济价值和间接经济价值分别为619.9亿元和1 809.5亿元;水源地各服务功能价值量大小依次为气体调节、产品提供、土壤保持、环境净化、生物多样性、涵养水源、旅游休闲、养分循环;各生态系统服务功能总价值量大小依次为林地、耕地、水域、草地;单位面积生态系统提供的价值量大小依次为水域、草地、林地、耕地。水域生态系统提供的单位价值比较高,水源地在资源开发和管理过程中,要注意合理地利用和保护水域生态系统。     

辽宁省凌河口湿地生态服务效应货币价值评估

应用Odum创立的生态经济系统能值分析的理论和方法,根据建立的凌河口湿地生态服务功能评价指标体系,对湿地内部8项生态服务功能效应的货币价值进行了评估。结果表明:凌河口湿地每年的生态服务综合能值-货币价值为1 375.11亿元/a,经济效益显著。其中,碳固定、土壤保护、生物多样性货币价值比较大,能值-货币价值分别为734.26亿、330.53亿、293.01亿元/a,说明这些生态功能是凌河口湿地生态系统中的主导服务功能;湿地产品能值-货币价值最小,为1.29亿元/a,说明物质生产服务效应在生态系统中占次要位置。因此,在开发利用凌河口湿地资源时,应在保护和恢复湿地环境及维持生物多样性的前提下,适当开发湿地产品,充分发挥湿地的主导生态功能效应,协调各生态功能要素之间的动态平衡,实现凌河口湿地的可持续发展。     

用生态足迹法分析水电站对河流生态系统功能的影响

位于澜沧江中游河段的漫湾水电站是云南省至今投资最大的国家重点建设项目,电站建设和运行以来出现了一些社会、经济和生态环境问题。为此,将河流生态系统功能与水电站对河流生态系统的影响相结合,研究电站对河流生态系统服务功能的影响,并应用生态足迹法,从区域尺度计算漫湾水电站生态供给足迹和生态需求足迹,以为漫湾水电站库区生态环境保护和后续干流水电梯级电站建设提供参考。     

Sediment TMDL Development for the Amite River

The Amite River is recognized as one of the 15 water bodies impaired by sediments in Louisiana, USA. Based on US EPA’s Protocol sediment TMDL (Total Maximum Daily Load) development is conducted for the Amite River and described in this paper. The TMDL development consists of four components: (1) development of a new model for cohesive sediment transport, (2) estimation of sediment loads (sources) due to watershed erosion, (3) river flow computation, and (4) determination of sediment TMDL for the Amite River. Using the mass conservation principle and Reynolds transport theorem a new 1-D model has been developed for computation of suspended cohesive sediment transport. Sediment erosion in the Amite River Basin is calculated by combining the USLE (Universal Soil Loss Equation) model with GIS and the digital elevation model of the Amite River Basin. Digital elevation data was imported into the GIS which generated inputs for USLE. The calculated average annual rate of soil erosion in the Amite River Basin is 13.368 tons per ha, producing a nonpoint sediment load of 103 mg/L to the Amite River. The flow computation is performed using the HEC-RAS software. The computed sediment concentration in the Amite River varies in the range of 3–114 mg/L and sediment TMDL is 281.219 tons/day. The reduction necessary to support beneficial uses of the river is 55% or 275.946 tons/day. Results indicate that the combined application of the new 1-D sediment transport model, GIS, USLE model, and HEC-RAS is an efficient and effective approach to sediment TMDL development.     

永定河流域生态补偿标准研究

考虑过去流域生态补偿研究中具有忽略水质功效、生态价值计算方法缺少系统性的不足,本文总结出基于水量水质模拟、水生态价值核算的流域生态补偿标准测算框架,并以水量水质功效的不可分割性为基础,得到了永定河跨界断面补偿标准。借鉴永定河流域生境及物种的多元化、不同水域相关功能属性的差异性,从河流生态系统、森林生态系统、湿地生态系统层面考虑,借助投入产出对应关系确定受益补偿标准为150亿元。以限制发展机会成本、水源涵养损失机会成本为依据,得到流域生态受损补偿标准为16亿元。最后结合应用成果,探讨了生态补偿标准完善策略。     

黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法

黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益：通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%～18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m³。本研究可为梯级水库多目标调度与流域综合管理提供方向性参考。     

长江上游生态系统土壤保持重要性评价及分区

长江上游是我国西部重要的生态屏障,开展该区的生态系统土壤保持重要性评价级及分区将为长江上游生态系统功能保护区规划的制定提供科学依据。在长江上游土壤侵蚀敏感性评价的基础上,结合土壤侵蚀现状,滑坡泥石流的危害,以及土壤侵蚀对河流、水库等洪水调控能力的影响程度,确定土壤保持重要区域,并根据河流泥沙输移能力分布情况以及土壤保持重要性相同等级成片集中分布且地貌类型一致原则,将长江上游生态系统分为土壤保持极重要区、重要区、较重要区、中等重要区、一般重要区总共5个类型区,对科学地开发利用长江上游土地资源有重要的指导意义。     

汉江流域水电梯级开发对生态环境影响评价研究

汉江是长江中游最大的支流,水能资源蕴藏量丰富,然而水电梯级开发与流域生态环境之间的矛盾是当前汉江流域面临的首要问题,如何评估汉江水电梯级开发造成的生态环境影响已成为学者广泛关注的问题。通过分析流域生态系统结构和功能,构建了基于PSR模型的水电梯级开发生态环境影响多层次评价指标体系,采用熵权法确定指标权重,运用专家评分法对指标进行量化,对汉江流域生态环境进行了评价。评价结果表明:随着汉江干流梯级的逐步建成,汉江生态环境影响评价综合指数总体呈现下降趋势。利用SPSS将标准化后的各个水电开发阶段的压力指数和生态环境影响评价综合指数进行拟合分析,得到以诱发地震等级、河流断面宽深比等为因素的汉江流域水电梯级开发生态环境影响预测方程。该方程可为流域水电梯级开发生态环境影响预测提供借鉴。