河流生态需水及生态调控理论与实践_环境科学

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前言

河流系统是地球的大动脉，在维系地球的水循环、能量平衡、气候变化和生态发展中具有极其重要的作用。随着社会经济的发展，人类对河流的依赖程度也越来越大，对河流进行了各

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第1章　绪论

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1.1　研究背景和意义

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1.1.1　研究背景

河流系统是地球上的大动脉，在维系地球的水循环，能量平衡、气候变化和生态发展中具有极其重要的作用[1]。同时人类社会的发展以及人类社会文明的形成都同大的河流系统具

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1.1.2　研究意义

现行的水库调度主要是围绕发电、防洪、灌溉、供水、航运、排沙等综合利用效益所进行的，通常是根据水库的主要开发任务分配水资源，在满足安全、综合利用需求基础上，以谋求

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1.2　国内外研究现状

基于河流健康的水库生态调度，是随着可持续发展理论的发展出现的新概念，是水库调度发展的最新阶段。目前，国内外学术界对 “生态调度”还没有给出明确的定义[18，39

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1.2.1　河流生态系统及其河流健康研究

1.2.1.1　河流生态系统理论研究河流是陆地生态系统和水生态系统间物质循环的主要通道[46]，河流生态系统是地球生态系统中的一个典型生态系统，具有生态系统的

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1.2.2　水库对河流生态系统影响研究

1.2.2.1　国外研究国外大坝生态效应的研究刚开始是研究大坝对洄游鱼类的影响[98]。20世纪40年代，美国的资源管理部门就已经开始关注由于大坝建设而导致的

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1.2.3　河道内环境流量研究

1.2.3.1　国外研究河道内环境流量研究始于20世纪40年代的美国西部，到了20世纪70年代，由于相关法律法规的颁布以及建坝高潮的到来，河道内环境流量的研究

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1.2.4　水库生态调度模式研究

1.2.4.1　国外研究水库实行生态调度，即是在制定水库调度操作规程时，将生态需求作为水库调度的目标之一，具体来说就是要考虑水流受到调控后河流生态系统的变化，

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1.3　研究主要内容

本书建立在国家自然基金项目《大型水利工程对重要生物资源不利影响的补偿途径》（编号：30490235）研究基础上，广泛调研国内外相关领域的理论与实践，深入研究水库

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1.4　研究技术路线

本书综述水库生态调度国内外研究进展，在此基础上研究水库生态调度相关理论和方法。以三峡梯级水库为例，研究梯级水库生态调度措施，为三峡梯级水库调度运用提供参考。首先

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第2章　河流生态需水及生态调控理论框架体系

基于河流健康的水库生态调度研究，主要是针对过去水库调度管理中较少的考虑生态环境因素而提出的新型的水库调度理念，其理念涵盖了河流健康、人水自然和谐的理论，关于水库

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2.1　河流生态系统基础理论研究

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2.1.1　河流生态系统结构和功能

河流生态系统是一个结构非常复杂的系统，根据组成河流生态系统的基本条件及各要素的功能和作用可以分成3个结构。（1）空间结构：主要反映河流的水文地理、地貌、形态。

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2.1.2　河流生态系统相关概念

在河流生态学范畴内，相继提出了一系列的概念和理论，这些理论为河流生态系统修复以及水库生态调度提供了理论基础。下面主要介绍与水库生态调度有关的相关生态概念。（1

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2.1.3　水库蓄水对河流生态系统的影响

水库拦蓄河流改变了原来自然生态系统的组成与结构，阻断了生态系统的物质与能量循环，必然会对河流生态系统造成某些影响，其影响主体既包括生物个体，也包括生物群体甚至整

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2.2　河流健康理论研究

河流生态环境的恶化以及过去河流管理理论方法的落后，促使了河流健康理论的产生和发展，成为研究河流可持续发展和水生生态多样性的热点，并成为河流恢复和管理的目标与方向

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2.2.1　河流健康内涵

河流健康概念，源于人类对河流环境退化的关注，是人们要求从水质、生物、生态等众多角度科学评价河流生态系统状况、改进河流管理而提出的一种崭新的评价工具和技术手段。由

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2.2.2　河流健康评价指标体系的构建

根据河流健康评价指标体系建立的原则，河流健康评价指标体系拟定由3个层次构成，分别为目标层、准则层和指标层。目标层（A）为单一目标——河流健康状况水平，准则层（

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2.2.3　河流健康评价模型及划分标准

（1）河流健康评价模型。评价模型采用近年发展起来的，利用定性与定量分析相结合的层次分析法，它具有实用、简洁特点，是解决复杂系统中多层次、多目标评价的较好方法。考

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2.3　河流水流情势理论研究

图2-5　河流水流情势生态效应(https://www.daowen.com) 20世纪90年代后期，河流水流情势（river flow regime）对河流

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2.3.1　河流水流情势特征参数及其生态意义

河流水流情势是指河流各水文要素随时间的变化情况，包括流量的年内和年际变化，极值流量发生时间、频率，洪、旱灾历时以及断流天数，流量的变化率和变化幅度等，总体来说可

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2.3.2　河流环境流量组成及其生态含义

20世纪90年代以来，“近天然流量模式”作为维持河道最佳生态环境状态的度量标准和管理思路被许多学者广泛采用。根据年内不同水文情势可以划分为不同的特征流量，通常划

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2.3.3　河流水流情势与水生生物多样性之间的关系

河流水流情势是众多植物、鱼类和无脊椎动物生命循环的主要驱动力之一，此外，河流是生态系统物质流、能量流和信息流的通道，水文情势进一步传递了生物生长的信号，鱼类和其

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2.3.4　河流水流情势变化及其生态影响

人类对自然水文过程的改变扰乱了河流系统中水流运动与沉积物运动间的动态平衡，从而改变了大尺度和小尺度下决定水生及岸边生物栖息地类型的地貌特征。在经历了人类活动的干

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2.4　河道内环境流量评价理论研究

维护河流生态系统健康可持续发展，开展水库生态调度，首先必须满足河流生态系统对水的需求。河流环境流量研究从过去的保证最小环境流量研究到当前的将河流系统看作整体来研

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2.4.1　河道内环境流量内涵

关于河道内环境流量，国内外许多学者从不同角度给出不同的说法，迄今为止，国内对环境流量仍没有形成一个公认的定义。本节认为河道内环境流量是指维持河流生态系统健康可

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2.4.2　河道内环境流量基本特性

河道内环境流量特性总体表现为空间性、时间性、阈值性和水质水量一致性4个方面，表2-7简要介绍了河道内环境流量基本特性。表2-7　河道内环境流量基本特性(htt

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《河流生态需水及生态调控理论与实践》简介

前言

目录

第1章　绪论

1.1　研究背景和意义

1.1.1　研究背景

1.1.2　研究意义

1.2　国内外研究现状

1.2.1　河流生态系统及其河流健康研究

1.2.2　水库对河流生态系统影响研究

1.2.3　河道内环境流量研究

1.2.4　水库生态调度模式研究

1.3　研究主要内容

1.4　研究技术路线

第2章　河流生态需水及生态调控理论框架体系

2.1　河流生态系统基础理论研究

2.1.1　河流生态系统结构和功能

2.1.2　河流生态系统相关概念

2.1.3　水库蓄水对河流生态系统的影响

2.2　河流健康理论研究

2.2.1　河流健康内涵

2.2.2　河流健康评价指标体系的构建

2.2.3　河流健康评价模型及划分标准

2.3　河流水流情势理论研究

2.3.1　河流水流情势特征参数及其生态意义

2.3.2　河流环境流量组成及其生态含义

2.3.3　河流水流情势与水生生物多样性之间的关系

2.3.4　河流水流情势变化及其生态影响

2.4　河道内环境流量评价理论研究

2.4.1　河道内环境流量内涵

2.4.2　河道内环境流量基本特性