閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)相互作用量化與調(diào)控研究.pdf

1、閘壩蘊含著人類的智慧，是人類開發(fā)、利用與管理河流湖泊的重要手段。閘壩的合理調(diào)控在保障供水灌溉、水利發(fā)電的同時，也有效減少了汛期洪澇災(zāi)害的影響，為人類帶來了福祉。然而，一旦調(diào)控不當(dāng)，水環(huán)境問題便會接踵而至，水生態(tài)功能逐步退化，特別是對水質(zhì)污染嚴(yán)重、閘壩眾多的河流，影響更為顯著。因此，緩解閘控河流的調(diào)控運行與河流水生態(tài)環(huán)境保護之間的突出矛盾，降低閘壩對河流水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，是促進人水關(guān)系和諧發(fā)展、實現(xiàn)水生態(tài)文明建設(shè)的重大需求。

2、>　　本文在總結(jié)與分析國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)之上，辨析目前閘控河流研究中亟待解決的關(guān)鍵問題，選取重污染、多閘壩的沙潁河為研究區(qū)，開展水生態(tài)環(huán)境調(diào)查實驗，分析與評價閘控河流水量、水質(zhì)、水生態(tài)特征，研究閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)相互作用機理與量化模型，并以水體污染嚴(yán)重、水生態(tài)環(huán)境惡劣的槐店閘為典型閘壩，實施閘壩調(diào)控實驗，探索閘壩調(diào)控對河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)的影響規(guī)律，構(gòu)建閘壩生態(tài)調(diào)控模型，提出優(yōu)化對策。具體而言，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：

3、
　?。?）閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)特征分析。基于收集的長序列水文資料及在研究區(qū)2012~2016年開展的水生態(tài)環(huán)境調(diào)查實驗，分析水量指標(biāo)的年內(nèi)、年際變化及突變特征，探索研究區(qū)水生生物的物種組成及水質(zhì)、水生態(tài)指標(biāo)的空間分布。同時，對水體富營養(yǎng)化狀態(tài)、水質(zhì)污染程度、水生態(tài)環(huán)境健康水平進行客觀、科學(xué)地評價，以全面、系統(tǒng)地掌握研究區(qū)水量、水質(zhì)、水生態(tài)狀況與特點，識別水體污染嚴(yán)重、水生態(tài)環(huán)境惡劣的水域。
　?。?）閘控河流水量-水

4、質(zhì)-水生態(tài)相互作用機理研究。依據(jù)遷移-轉(zhuǎn)化理論、能量流動與物質(zhì)循環(huán)理論、生態(tài)效應(yīng)理論，對閘控河流水量-水質(zhì)、水質(zhì)-水生態(tài)、水量-水生態(tài)兩兩作用分析深入到水量-水質(zhì)-水生態(tài)三者相互作用分析，并基于博弈理論、系統(tǒng)演化理論、響應(yīng)與反饋機制，多層次、系統(tǒng)綜合地分析閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)相互作用機理。
　?。?）閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)相互作用量化研究。對河流水量、水質(zhì)、水生態(tài)因子進行典范相關(guān)關(guān)系分析，辨識水生態(tài)環(huán)境特征的關(guān)鍵影響因子

5、。在此基礎(chǔ)上，分別利用線性理論、非線性理論及GA-BP理論，構(gòu)建閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)相互作用量化模型，并對比分析模型的擬合性能與適用性。
　　（4）閘壩調(diào)控對河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)影響分析。以典型閘壩（槐店閘）為重點研究對象，實施閘壩調(diào)控實驗，分析閘壩在短期調(diào)控與長期調(diào)控背景下對河流水量、水質(zhì)、水生態(tài)造成的影響，確定閘壩的重點污染控制斷面，并以2005~2014年的水量、水質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于構(gòu)建的閘控河流水量-水質(zhì)-水生態(tài)相