闸控河流水文生态效应分析与调控

目录 前言 第1章 绪论 1 1.1 河流水资源开发利用 1 1.2 河流水生态问题 2 1.3 闸坝建设的水文生态效应 3 1.4 需要研究和解决的关键科学问题 6 1.5 研究状况及成果创新 8 第2章 理论基础与关键技术 12 2.1 河流生态水文效应分析 12 2.1.1 河流生态水文系统及其特征 12 2.1.2 河流生态水文效应关键因素 14 2.1.3 闸控河流及其特征 15 2.1.4 闸控河流生态水文效应量化方法 17 2.2 河流水生态系统健康评价 20 2.2.1 闸控河流水生态健康的概念及内涵 20 2.2.2 闸控河流水生态健康评价指标体系构建 21 2.2.3 水生态健康关键影响因子识别 25 2.2.4 水生态健康评价方法及标准 27 2.3 闸坝调控能力识别 29 2.3.1 闸坝调控能力内涵与定义 29 2.3.2 闸坝调控能力评价指标体系 30 2.3.3 闸坝调控能力计算方法 32 2.3.4 闸坝调控能力应用途径 33 2.4 闸控河流水质-水量模拟 34 2.4.1 闸坝对河流水质水量影响机理 34 2.4.2 闸坝对河流水质水量影响模拟 36 2.5 闸控河流水资源-水生态和谐调控 38 2.5.1 闸控河流水生态健康和谐调控概述 38 2.5.2 闸坝生态调控的类型 39 2.5.3 调控体系与模型框架 40 第3章 沙颍河流域水生态系统状况调查 42 3.1 沙颍河流域概况 42 3.2 流域水系结构及特征 43 3.3 流域水文状况分析 46 3.4 流域水质状况分析 47 3.5 流域水生态状况调查分析 49 3.6 流域水生态系统问题分析 53 第4章 闸控河流水文生态效应分析与评价 55 4.1 闸控河流水文生态相互作用机理 55 4.1.1 水量-水质相互作用 55 4.1.2 水量-水生态相互作用 55 4.1.3 水质-水生态相互作用 56 4.1.4 水量-水质-水生态相互作用 56 4.2 闸坝运行的水文效应分析 57 4.2.1 闸坝运行对水文情势的影响 57 4.2.2 闸坝运行的水环境效应分析 64 4.3 闸控河流水生态系统健康评价 66 4.3.1 流域水生态调查 66 4.3.2 水生态健康关键影响因子识别 70 4.3.3 水生态健康评价指标体系构建 78 4.3.4 水生态健康状况评价结果分析 80 第5章 闸控河流水量-水质-水生态实验研究 86 5.1 实验区概况 86 5.2 槐店闸水量-水质调控实验 86 5.2.1 2010年3月和10月实验 86 5.2.2 2013年4月实验 91 5.3 闸坝调控水环境实验 99 5.3.1 实验设计 99 5.3.2 水质特征状况分析 100 5.3.3 水生态特征状况分析 104 第6章 闸控河流水量-水质-水生态模型研究 107 6.1 闸坝水量-水质防污调控模型 107 6.1.1 单一闸坝作用下的水动力-水质模型 107 6.1.2 闸坝群作用下水动力-水质模型 112 6.1.3 基于模拟-优化的闸坝防污调控模型 119 6.2 闸控河流生态需水调控模型 121 6.2.1 闸控河流生态需水的调控准则 121 6.2.2 闸控河流生态需水的调控目标 122 6.2.3 基于水文情势需求的闸坝生态调度模型 124 6.3 闸控河流水生态健康和谐调控模型 126 6.3.1 调控体系与模型构建 126 6.3.2 模型求解方法 128 第7章 闸控河流水量-水质-水生态调控研究 131 7.1 面向河流水质改善的闸坝防污调控 131 7.1.1 单一闸坝对河流水质水量作用分析 131 7.1.2 闸坝群对河流水质水量作用分析 134 7.1.3 基于模拟-优化的闸坝防污调控 139 7.2 面向河流健康的生态需水调控 142 7.2.1 生态需水调控与闸坝运行管理 142 7.2.2 沙颍河流域典型闸坝生态调度模拟 144 7.3 面向河流水生态改善的水生态健康和谐调控 146 7.3.1 模型参数率定与模型验证 146 7.3.2 调控情景及结果分析 150 7.3.3 调控情景结果分析 156 7.3.4 闸控河流水生态和谐调控措施研究 157 第8章 闸控河流水环境综合调控保障体系 162 8.1 河流生态需水管理体系构建 162 8.1.1 河流适应性管理理论 162 8.1.2 生态需水调控的适应性管理 164 8.2 河流生态系统需水保障机制体系构建 165 8.2.1 河流生态用水管理制度分析及优化 166 8.2.2 河流生态需水储备机制分析 170 8.2.3 河流生态需水安全预警机制分析 172 8.2.4 河流生态补偿机制分析 175 8.3 沙颍河流域水资源综合调控管理措施体系 176 8.3.1 沙颍河流域生态调度的适应性管理需求 176 8.3.2 沙颍河流域水资源和谐调控措施研究 178 参考文献 180