水利水電工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與多維調(diào)控技術(shù)及應(yīng)用

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)水利水電工程開(kāi)發(fā)以面向防洪、發(fā)電、航運(yùn)等功能為主，對(duì)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)考慮較少，缺乏水利水電工程影響下的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)估、調(diào)控技術(shù)體系。本書圍繞水利水電工程影響下庫(kù)區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化及水華、重要水生生物生境脅迫、江湖關(guān)系及通江湖泊生態(tài)環(huán)境調(diào)控等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，在教育部長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金及國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等支持下，開(kāi)展了多學(xué)科交叉研究，形成了一整套水利水電工程對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的調(diào)控方法，為水利工程建設(shè)、運(yùn)行管理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科技支撐。主要內(nèi)容研究如下：針對(duì)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化及水華問(wèn)題，建立了水利工程影響下水文水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)控、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)智能判別等方法和技術(shù)，構(gòu)建了多維、多場(chǎng)耦合的全過(guò)程模擬系統(tǒng)；發(fā)明了綜合考慮水位變幅、水流垂向紊動(dòng)等因素的河道型水庫(kù)水華預(yù)警與調(diào)控新技術(shù)；針對(duì)水利水電工程對(duì)重要水生生物生境的脅迫問(wèn)題，研發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的特有魚(yú)類產(chǎn)卵棲息地監(jiān)測(cè)技術(shù)，建立了面向重要水生生物產(chǎn)卵棲息地的生境評(píng)價(jià)體系、產(chǎn)卵場(chǎng)適合度模型；發(fā)明了適合四大家魚(yú)和中華鱘自然繁殖需求的水庫(kù)生態(tài)調(diào)控方法；針對(duì)水利水電工程影響下通江湖泊生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，發(fā)明了復(fù)雜江湖交匯水系水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的優(yōu)化布置方法，構(gòu)建了江湖一體化水情動(dòng)態(tài)模擬系列技術(shù)；研發(fā)了江湖兩利的重大水庫(kù)群聯(lián)控聯(lián)調(diào)系統(tǒng)及方法，提出了保障長(zhǎng)江中游通江湖泊供水安全的調(diào)控技術(shù)。 2100433B

水利水電工程在發(fā)揮巨大綜合效益的同時(shí)，也會(huì)使上下游水文情勢(shì)發(fā)生改變，引起庫(kù)區(qū)支流富營(yíng)養(yǎng)化、重要水生生物生境脅迫、通江湖泊江湖關(guān)系變化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，成為水利水電工程發(fā)展的瓶頸。本書緊密結(jié)合重大工程實(shí)踐，通過(guò)多學(xué)科交叉研究，形成了水利水電工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與多維調(diào)控技術(shù)，研究成果包括：河道型水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化及水華的模擬與調(diào)控、水利水電工程對(duì)重要水生生物的脅迫與調(diào)控、水利水電工程對(duì)通江湖泊生態(tài)環(huán)境的影響與調(diào)控。本書旨在闡述水利水電工程影響下典型水域生態(tài)環(huán)境變化機(jī)理，探討適應(yīng)于多時(shí)空維、多層次、多目標(biāo)的多維調(diào)控技術(shù)，為水利工程影響下的流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科技支撐。

《水利水電工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)模擬與調(diào)控》針對(duì)水利水電工程開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)中的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，系統(tǒng)介紹了壩下河道生態(tài)效應(yīng)定量分析、壩下河道生態(tài)流量及水庫(kù)生態(tài)調(diào)度、水利水電工程環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)分析、水利水電工程生態(tài)環(huán)境損益評(píng)價(jià)、水利水電工程生態(tài)環(huán)境保護(hù)的理論與方法。

《水庫(kù)調(diào)控實(shí)用技術(shù)及應(yīng)用研究》介紹了水庫(kù)群實(shí)用調(diào)度方法、有關(guān)問(wèn)題的處理以及對(duì)調(diào)度響應(yīng)的評(píng)估，列舉了相應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例，主要是對(duì)水庫(kù)調(diào)度常用調(diào)控技術(shù)的總結(jié)延伸與提升。

《水庫(kù)調(diào)控實(shí)用技術(shù)及應(yīng)用研究》可作為從事水庫(kù)調(diào)度、水庫(kù)工程管理和水利調(diào)度工作人員的參考書，也可供相關(guān)專業(yè)科研人員和院校師生參閱。

水利水電工程在發(fā)揮防洪、發(fā)電、航運(yùn)等綜合效益的同時(shí)，也不可避免改變上下游河道水動(dòng)力條件，進(jìn)而影響河道生態(tài)環(huán)境。然而目前對(duì)水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和基礎(chǔ)研究缺少研究，成為水電事業(yè)發(fā)展的瓶頸。國(guó)外水電開(kāi)發(fā)對(duì)水域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題關(guān)注較早，但其管理理念往往只局限在特定水域和功能上，對(duì)我國(guó)的實(shí)際工程可借鑒性差。通過(guò)三峽水庫(kù)攔蓄洪水以及向中下游補(bǔ)水等措施，對(duì)應(yīng)急補(bǔ)水調(diào)度進(jìn)行了有益的嘗試，但是缺少調(diào)控的科學(xué)依據(jù)和原則。本項(xiàng)目以三峽等重大水利工程為依托，重點(diǎn)開(kāi)展了以下三個(gè)方面的研究：大型水利水電工程對(duì)敏感水域水動(dòng)力條件的影響、水動(dòng)力條件變化對(duì)敏感水域典型生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的作用機(jī)制、大型水利水電工程多目標(biāo)優(yōu)化生態(tài)調(diào)度的水動(dòng)力調(diào)控原理。通過(guò)該課題的研究，系統(tǒng)分析了三峽水庫(kù)運(yùn)行前后敏感水域水動(dòng)力變化特征及關(guān)聯(lián)性，提出了水動(dòng)力條件變化對(duì)庫(kù)區(qū)支流富營(yíng)養(yǎng)化、壩下河道重要水生物資源、中游江湖關(guān)系及通江湖泊水環(huán)境的影響規(guī)律及調(diào)控方案。研究成果如下：（1）針對(duì)水利工程影響下河道型水庫(kù)支流庫(kù)灣富營(yíng)養(yǎng)化及水華問(wèn)題，建立香溪河局部富營(yíng)養(yǎng)化三維模型，闡明了藻類和主要污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律；（2）針對(duì)水利水電工程建設(shè)與運(yùn)行對(duì)重要水生生物生境脅迫問(wèn)題，研究產(chǎn)卵場(chǎng)生境安全的水動(dòng)力評(píng)價(jià)體系，建立了中華鱘產(chǎn)卵場(chǎng)適合度模型；（3）針對(duì)水利水電工程影響下江湖關(guān)系及通江湖泊生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，基于構(gòu)建的長(zhǎng)江中游江湖一體化耦合水動(dòng)力模型，分析了三峽水庫(kù)運(yùn)行對(duì)通江湖后水情的影響機(jī)理；（4）闡明了大型水利水電工程多目標(biāo)生態(tài)調(diào)度的水動(dòng)力調(diào)控原理并提出針對(duì)上述問(wèn)題的具體的方案。該研究是當(dāng)前水利學(xué)科中的熱點(diǎn)問(wèn)題和制約水利水電開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)，將加深對(duì)大型水電工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的客觀認(rèn)識(shí)，對(duì)有序開(kāi)發(fā)水電資源具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 2100433B