生态水力学研究进展.doc

1 生态水力学研究进展摘要: 生态水力学是水利科学发展到较高级阶段出现的新兴学科, 在近年由于包括水利建设在内的人类活动规模不断扩大, 对于自然生态系统所产生的胁迫和压力不断加大,在某些地区出现了严重的生态环境恶化的事例。关键词:生态水力学生态水力学是水利科学发展到较高级阶段出现的新兴学科,在近年由于包括水利建设在内的人类活动规模不断扩大, 对于自然生态系统所产生的胁迫和压力不断加大, 在某些地区出现了严重的生态环境恶化的事例。概括起来, 可以有以下几方面的明显表现: 大规模的水坝建设使得水库对河川径流的调节能力日益加大, 有些流域的水库调节库容接近或超过河川的多年平均径流量, 以至造成水坝下游河流水量的减少, 甚至干枯。这将 2 造成下游河床的萎缩,对河流生态系统造成毁灭性的灾害。同时, 水坝的建设造成水流连续性、河床连续性、生态连续性的破坏, 并在上游造成大面积的淹没, 大量移民又要造成许多新的环境问题。河流的防洪标准不断提高,河流两岸的堤防越来越高,使得河流两岸的洪泛区域与河流的水循环分离, 河流两岸的湿地消失, 地下水得不到河流的补充, 使得两岸广阔洪泛平原的生态状况日益恶化。大量兴建的水资源开发工程造成流域水资源的过度开发利用, 结果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎缩、植被干枯, 生态环境恶化。在近海地区由于地下水的降低, 海水入侵地下水,造成地下水的污染。概括来说,大量水利工程的建设对流域水循环的影响最大,主要表现是: 流域水循环的短路化,流域水循环的速度加快,降雨产汇流的速度加快,流域降雨很快汇入河道,泄入大海。流域水循环的绝缘化,洪水只在大堤的范围内流动,不再 3 泛滥。河流两岸的广大洪泛区不再受到洪水的侵扰, 但是也失去了洪水对地下水的补充和清洗。流域的水循环与河流的水循环绝缘化。流域生态系统的孤立化,流域的水绿生态网络被切断、阻隔, 流域内的生物群落被局限在某一固定区域, 不能自由移动, 捕食和交配不能正常进行, 造成生物群落的退化和灭绝。近年来,对于保护生物多样性和流域社会可持续发展的认识不断被接受, 提出了对遭受破坏的生态系统进行修复的新课题, 许多国家提出恢复流域的自然特征, 恢复多自然特征的河流,我国的一些流域也先后提出了生态修复的目标, 在这样的大潮流的推动下,出现了许多生态水力学的研究课题,比较引人注目的成果有: 湖泊水生态系统的修复。目前我国人口密集区的大多数湖泊出现了由于污染造成的湖泊富营养化现象,即由于磷、氮类营养盐大量进入湖泊造成湖泊内藻类的异常增殖, 水体生产力提高, 水质恶化。对湖泊的治理除了控制污染源之外, 最有效而可行的措施就是修复湖泊的生态系统。在我国的洱海、滇池、太湖都在开展生态修复的试点工程。如湖滨带的 4 生态修复、湖周湿地的生态修复等。湖流对营养盐的输送、湖流对湖泊内泥沙的输移、湖流对底泥污染物释放量的影响、以及综合各类研究成果建立的水域富营养化模型等都成为生态水力学中的热门课题。中国水利水电科学研究院、中国环境科学研究院率先开展了这一领域的研究, 目前类似的课题已经有很多。已有三维的富营养化模型,包括流场、温度、太阳辐射、光合作用、营养盐、浮游植物、浮游动物、大型水生动植物在内的诸多物理、化学和生态参数。恢复河流自然特征的研究。传统水力学的研究,比较注重河流输水的经济性,结果造成河流断面