大型水利水电工程生态环境效应水动力学机理及调控

水利水电工程在发挥防洪、发电、航运等综合效益的同时，也不可避免改变上下游河道水动力条件，进而影响河道生态环境。然而目前对水利工程生态环境效应和基础研究缺少研究，成为水电事业发展的瓶颈。国外水电开发对水域生态环境问题关注较早，但其管理理念往往只局限在特定水域和功能上，对我国的实际工程可借鉴性差。通过三峡水库拦蓄洪水以及向中下游补水等措施，对应急补水调度进行了有益的尝试，但是缺少调控的科学依据和原则。本项目以三峡等重大水利工程为依托，重点开展了以下三个方面的研究：大型水利水电工程对敏感水域水动力条件的影响、水动力条件变化对敏感水域典型生态环境问题的作用机制、大型水利水电工程多目标优化生态调度的水动力调控原理。通过该课题的研究，系统分析了三峡水库运行前后敏感水域水动力变化特征及关联性，提出了水动力条件变化对库区支流富营养化、坝下河道重要水生物资源、中游江湖关系及通江湖泊水环境的影响规律及调控方案。研究成果如下：（1）针对水利工程影响下河道型水库支流库湾富营养化及水华问题，建立香溪河局部富营养化三维模型，阐明了藻类和主要污染物迁移转化规律；（2）针对水利水电工程建设与运行对重要水生生物生境胁迫问题，研究产卵场生境安全的水动力评价体系，建立了中华鲟产卵场适合度模型；（3）针对水利水电工程影响下江湖关系及通江湖泊生态环境问题，基于构建的长江中游江湖一体化耦合水动力模型，分析了三峡水库运行对通江湖后水情的影响机理；（4）阐明了大型水利水电工程多目标生态调度的水动力调控原理并提出针对上述问题的具体的方案。该研究是当前水利学科中的热点问题和制约水利水电开发的关键科学问，将加深对大型水电工程生态环境效应的客观认识，对有序开发水电资源具有重要的理论意义和应用价值。 2100433B

长期以来我国水电开发以面向防洪、发电、航运等功能为主，对生态环境和抗旱补水考虑的不多。对水利工程生态环境效应和基础研究缺少研究，成为未来水电事业发展的瓶颈。国外水电开发对水域生态环境问题关注较早，但其管理理念往往只局限在特定水域和功能上，对我国的实际工程可借鉴性差。2011年长江中下游地区出现了持续严重干旱，通过三峡水库拦蓄洪水以及及时向中下游补水等措施，对应急补水调度进行了有益的尝试，但是缺少调控的科学依据和原则。本项目以重大水利工程为依托，针对水利水电工程建设和运行过程中出现的库区支流水华、重要水生物生境胁迫、江湖关系等涉及的水动力学基础及调控问题，采用现场观测和数值模拟相结合的方法，建立大型水利水电工程生态调度的理论，提出系统的方法和关键技术。该研究是当前水利学科中的热点问题和制约水利水电开发的关键科学问题，对水利水电工程建设、运行管理和生态环境保护具有极其重要的理论意义和实用价值。

《水利水电工程生态环境效应模拟与调控》针对水利水电工程开发运动中的生态环境问题，系统介绍了坝下河道生态效应定量分析、坝下河道生态流量及水库生态调度、水利水电工程环境地质效应分析、水利水电工程生态环境损益评价、水利水电工程生态环境保护的理论与方法。

水利水电工程在发挥巨大综合效益的同时，也会使上下游水文情势发生改变，引起库区支流富营养化、重要水生生物生境胁迫、通江湖泊江湖关系变化等生态环境问题，成为水利水电工程发展的瓶颈。本书紧密结合重大工程实践，通过多学科交叉研究，形成了水利水电工程生态环境效应与多维调控技术，研究成果包括：河道型水库富营养化及水华的模拟与调控、水利水电工程对重要水生生物的胁迫与调控、水利水电工程对通江湖泊生态环境的影响与调控。本书旨在阐述水利水电工程影响下典型水域生态环境变化机理，探讨适应于多时空维、多层次、多目标的多维调控技术，为水利工程影响下的流域生态环境保护提供科技支撑。

长期以来，我国水利水电工程开发以面向防洪、发电、航运等功能为主，对生态环境效应考虑较少，缺乏水利水电工程影响下的生态环境监测、评估、调控技术体系。本书围绕水利水电工程影响下库区富营养化及水华、重要水生生物生境胁迫、江湖关系及通江湖泊生态环境调控等关键科学问题，在教育部长江学者创新团队项目、国家杰出青年科学基金及国家自然科学基金重点项目等支持下，开展了多学科交叉研究，形成了一整套水利水电工程对河流生态环境的调控方法，为水利工程建设、运行管理和生态环境保护提供科技支撑。主要内容研究如下：针对水库富营养化及水华问题，建立了水利工程影响下水文水质实时监控、营养状态智能判别等方法和技术，构建了多维、多场耦合的全过程模拟系统；发明了综合考虑水位变幅、水流垂向紊动等因素的河道型水库水华预警与调控新技术；针对水利水电工程对重要水生生物生境的胁迫问题，研发了基于物联网的特有鱼类产卵栖息地监测技术，建立了面向重要水生生物产卵栖息地的生境评价体系、产卵场适合度模型；发明了适合四大家鱼和中华鲟自然繁殖需求的水库生态调控方法；针对水利水电工程影响下通江湖泊生态环境问题，发明了复杂江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，构建了江湖一体化水情动态模拟系列技术；研发了江湖两利的重大水库群联控联调系统及方法，提出了保障长江中游通江湖泊供水安全的调控技术。 2100433B