长江上游水利工程对中下游生态水文的影响

前言

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2研究内容

第2章长江上游大型水和工程情况

2.1金沙江流域主要大型水利工程

2.2雅砻江流域主要大型水利工程

2.3岷沱江流域主要大型水利工程

2.4嘉陵江流域主要大型水利工程

2.5乌江流域主要大型水利工程

2.6长江上游干流主要大型水利工程

第3章长江上游水文气象特征分析

3.1长江上游干支流径流量变化特性研究

3.1.1集对分析法

3.1.2长江上游各流域径流量丰枯变化

3.2长江上游地区降雨量时空变化分析

3.2.1旋转经验正交（RE（）F）

3.2.2长江上游各时段降雨量变化

3.2.3长江上游降雨量的空间特征

3.2.4长江上游降雨量的演变趋势

第4章长江上游主要大型水利工程对水文特征的影响研究

4.1研究站点及数据收集

4.2河流水文特征变化程度分析研究

4.3宜昌站与长江上游支流流量变化分析

4.4长江上游水利工程对径流量特性影响分析

4.4.1雅砻江流域径流量计算分析

4.4.2嘉陵江径流量计算分析

4.4.3岷沱江径流量计算分析

4.4.4乌江径流量计算分析

4.4.5上游干流径流量计算分析

4.5长江上游水利工程建设对输沙量的影响分析

4.5.1雅砻江流域泥沙计算分析

4.5.2岷沱江流域泥沙计算分析

4.5.3嘉陵江流域泥沙计算分析

4.5.4乌江流域泥沙计算分析

4.5.5上游干流泥沙计算分析

4.6葛洲坝、三峡水库对水温的影响分析

4.6.1葛洲坝水库的影响

4.6.2三峡水库的影响

第5章长江上游水文循环模型及三峡水库生态调度模型研究

5.1长江上游水文循环模型（swAT模型）的构建及改进

5.1.1模型资料的选取

5.1.2swAT模型水库调度模块

5.1.3长江上游人类取用水的设定

5.1.4参数敏感性分析

5.1.5模型的率定与检验

5.2三峡水库生态调度模型的建立

5.2.1三峡梯级水库生态调度模型的建立及求解

5.2.2三峡梯级水库水热平衡模型的建立

5.2.3三峡梯级水库调度运用基本参数与指标

5.2.4三峡梯级水库常规调度运行方式

第6章长江上游大型水利工程对中下游生态水文的髟响

6.1三峡水库下游河道内不同时段适宜环境流量的确定

6.1.1下游河道内不同时段适宜环境流量的确定

6.1.2中华鲟产卵繁殖期（10～11月）生态水文要素变化

6.1.3四大家鱼产卵繁殖期（5～6月）生态水文要素变化

6.2长江上游水库不同蓄水时间对中下游河流生态水文的影响

6.2.1上游水库不同蓄水时间方案的设置

6.2.2三峡水库来水量年内变化

6.2.3三峡水库下泄水量年内变化

6.2.4对中华鲟产卵期水文过程的影响

6.2.5对四大家鱼产卵期水文过程的影响

6.3长江上游降雨量变化对中下游河流生态水文的影响

6.3.1降雨量变化方案的设置

6.3.2三峡水库来水量年内变化

6.3.3三峡水库下泄水量年内变化

6.3.4对中华鲟产卵期水文过程的影响

6.3.5对四大家鱼产卵期水文过程的影响

6.4结论

参考文献2100433B

《长江上游水利工程对中下游生态水文的影响》可供水文学及水资源、水利工程、水文模型等专业的科研人员、大学教师、本科生和研究生，以及从事水文模拟、水资源规划与调度工作的技术人员参考使用。

内容简介

《三峡工程运用后对长江中下游防洪的影响评价研究》针对三峡工程运用后长江中下游防洪影响进行深入研究，从本质上来说，就是在准确预测三峡工程运用后长江中下游水沙关系、江湖关系的基础上，动态模拟洪水在江河、湖泊、分蓄洪区的演进运动，揭示三峡工程运用后江湖水沙关系变化对长江中下游干流河道泄洪能力。

能源对环境的影响城市大气污染

一次能源利用过程中，产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮化物、悬浮颗粒物及多种芳香烃化合物，已对一些国家的城市造成了十分严重的污染。大气污染不仅导致生态的破坏，而且危害人体健康。欧盟由于大气污染造成的材料损坏、农作物和森林以及人体健康损失费用每年超过100 亿美元。中国仅大气污染造成的损失每年高达120亿元人民币。如果计算一次能源开采、运输和加工过程中的其他问题，则损失更为严重。

能源对环境的影响温室效应

工业革命前，大气中的二氧化碳按体积计算是每100万大气单位中约有280个单位。之后，由于大量化石能源的燃烧，1988 年大气二氧化碳浓度已达到349个单位。如果大气中二氧化碳浓度增加1 倍， 全球平均表面温度将上升1.5~3℃ ，极地温度可能上升6～8℃。这样的温度可能导致海平面上升20～140 厘米，将对全球许多国家的经济、社会产生严重影响。

能源对环境的影响酸雨

燃烧化石能源而产生的大量二氧化硫和氮化物等污染物通过空气传播，可在一定条件下形成大面积酸雨。酸雨会改变覆盖区的土壤性质，危害农作物和森林生态系统；改变湖泊水库的酸度，破坏水生生态系统；腐蚀材料和建筑物等，造成重大经济损失。酸雨还可导致地区气候改变，造成难以估量的后果。

能源对环境的影响核废料问题

人类发展核能技术，尽管对反应堆已有了一定的安全保障措施，但世界范围内的民用核能计划的实施， 已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，在数百年内仍将存在放射性危害。 2100433B

生态水文学一词从上世纪90年代开始被广泛使用以致冲淡了人们对生态水文学内涵的思考。尽管有很多人在思考什么是生态水文学，但由于各人的研究领域和兴奋点不同，有关生态水文学的概念仍相当混乱。按时间顺序，我们列出一些关于生态水文学的定义：

1、生态水文学是研究所有生命及无生命组成的交互关系中的水文过程、现象及特性的科学( Timchenko，1994) 。

2、Hatton认为生态水文学是指在一系列环境条件下来探讨生态水文过程，它考虑了干旱地区、湿地、森林、河流和湖泊的生态水文过程（Hatton，1997）。

3、Post等则认为它是研究水文、气象及生态过程之间的关系，包括不同时间下水文过程如何影响到生态过程及生态系统及地貌又如何回馈或影响到水文过程两个核心问题（Post等，1998， EOS 79(43)）。

4、Baird等则认为它是研究植物与水的相互作用以及与植物生长相关的水文过程（Baird and Wilby，1999）。

5、Rodriguez-Iturbe (2000)(Water Resources 36(1))则定义生态水文学为研究不同生态形式及过程中的水文机制的科学。Rodriguez-Iturbe 认为它是在气候－土壤－植被动态过程中研究水文机制，以便预测生物对全球变化的响应 (Rodriguez-Iturbe，2000)。

6、1997年俄罗斯彼德堡国立水文气象学院出版教材《水资源(陆地水)利用和保护的生态观》中提出“生态水文学(水利生态学)”、“水利生态系统”等概念，提出新的学科方向要研究具体“水对象”(河、湖、水库等)群体态势的定性定量的评价，研究不同层次和尺度的水体生态系统。

7、Nuttle认为它是关于水文过程对生态系统分布结构功能影响以及生物过程对水循环要素影响的交叉学科（Nuttle 2002）；

8、生态水文学整合了生态及水文知识，以了解生态系如何改变水文特性，而这些水文特性又如何影响生态系功能，虽仍为研究生态与水文之关系，但较偏向水文特性之探讨。认为（黄土高原生态水文研究，林业出版社，2000），在科学体系上，生态水文学属于地球科学范畴，是水文学的一个分支，是生态学与水文学的交叉学科。

9、生态水文学就是将水文学知识应用于生态建设和生态系统管理的一门科学。主要研究生态系统内水文循环与转化和平衡的规律，分析生态建设、生态系统管理与保护中与水有关的问题。如生态系统结构变化对水文系统中水质、水量、水文要素的平衡与转化过程的影响；生态系统中水质与水量的变化规律及其预测预报方法；水文水资源空间分异与生态系统对位关系。因此，我们认为：生态水文学是基于生态学与水文学的一门交叉学科。通过生态学及水文学知识的整合以进一步了解水与生态系统的相互作用过程与规律，把稳定生态系统特性作为水资源可持续利用的管理目标。

生态水文学的发展与中国生态需水问题

中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，居世界第109位，已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个。

对于生态水文学这一新的边缘性交叉学科的完整、定义仍然存在诸多争议，综合各位学者对于生态水文学的理解和理论阐述，相对比较一致的观点认为该学科是揭示生态系统中生态格局和生态过程水文学机制的科学，探讨生态系统中植物对于水文过程的影响以及水文过程对于植物生长和分布作用，以植物与水分关系为学科研究基础，以土壤水分及植被蒸散为核心研究内容，以生态过程和水文过程耦合机制的尺度效应为学科关键点，以水资源可持续利用和维持生态系统健康和可持续发展目标的实现为学科研究目标。研究对象包括湿地生态系统、干旱区生态系统、森林生态系统、河流生态系统和湖泊生态系统等不同生态系统类型。所以，生态水文问题被我国许多学者认为是中国寒区旱区环境建设和社会经济可持续发展的关键问题之一。

生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现，生态水文学成为中国西部生态需水问题研究的热点问题之一。西部地区特别是青藏高原，是我国许多江河的发源地，素有中国“水塔”之称。也分布着大量的湿地和湖泊，保护这些地区的湿地和湖泊，不仅对保护局地生态环境，而且对保护江河源的生态环境都具有重要意义。

此外，西北干旱区内陆河流域开发利用和生态环境的保护、北方地区人工植被的土壤干化、植物固沙中流沙斑块的面积和格局对沙地水分平衡的影响等问题，都需要对生态水文学机制进行深入了解。干旱区生产用水和生态用水的关系以及维持干旱内陆河流域持续发展的生态需水，特别是维持内陆河下游天然绿洲稳定的生态需水等问题，也需要应用生态水文学的方法去深入研究。2100433B