拒马河生态保护目标的识别和确定

随着我国河湖长制的全面推进,水资源管理、水域岸线管控和水生态环境治理等方面均发生了较大的改变,河流生态保护问题愈受到重视。本文对拒马河进行生态健康评估,建立生态保护指标体系,确认河流健康状况,识别河流生态保护目标,确定拒马河各河段生态保护目标。同时对拒马河提出河流保护对策和建议,对完善拒马河水生态系统和维持生物多样性具有重要意义。     

河流健康状况的表征及其评价

河流健康状况评价是河流管理和河流生态系统监控的基础。阐述了河流健康状况的内涵,尝试从理化参数、生物指标、形态结构、水文特征、河岸带状况5个方面表征河流的健康状况;并从预测模型法和多指标评价法角度对河流无脊椎动物预测和分类系统(RIVPACS)、澳大利亚河流评价计划(AUSRIVAS)、生物完整性指数(IBI)、RCE清单、溪流状态指数(ISC)、河流生态环境调查(RHS)、河流健康计划(RHP)等河流健康状况的评价方法进行评述;在探讨美国、英国、澳大利亚、南非等国家河流健康状况评价开展情况的基础上,指出我国迫切需要构建一套适合国情的河流健康状况评价体系,从河流健康角度评价国内主要河流的生态环境质量,并为广泛开展的河流恢复项目提供基础数据和决策依据。     

河岸带生态系统综合评价指标体系研究

河岸带是水陆交错带,其生态状况对河流生态系统有着很大的影响。河岸带生态系统综合评价包括:结构稳定性评价、景观适宜性评价、生态健康评价、生态安全性评价等。建立合理有效的河岸带生态系统综合评价指标体系是河岸带生态系统综合评价的基础。河岸带生态系统综合评价指标体系分为4个层次:总目标层、子目标层、准则层和指标层。     

城市河流生态系统健康评价初探

健康的河流生态系统已经成为公认的河流管理目标,采用河流生态系统健康理论来研究城市河流问题,具有较强的理论与现实意义。在城市河流生态系统健康概念内涵剖析的基础上,提出了包含水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系及其"很健康、健康、亚健康、不健康、病态"5级评价标准,建立了模糊层次综合评价程序与模型。并以宁波市河流为例进行实证研究,明确各河流的健康状况及限制因子,为其保护、维育与修复提供了决策依据。     

河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应

潜流驻留时间是反映潜流交换、溶质迁移转化、生物组成、生态过程的重要特征变量。应用双循环可控式河岸带模型，以NaCl为示踪剂，深入研究了河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应；应用量纲分析和主成分分析法，探析了潜流驻留时间的关键影响因子及其作用程度和敏感性。结果表明：①河岸带植被密度对潜流驻留时间具有促进作用，但存在一定的阈值。②潜流驻留时间分布与河岸蜿蜒形态呈类镜像效应；潜流驻留时间在河岸带蜿蜒波不同位置差异明显，迎水面平均驻留时间约为背水面的1/2。③河岸带蜿蜒性与植被密度是影响潜流驻留时间的关键因子，总作用程度达91.07%。潜流驻留时间对蜿蜒性最敏感，对植被密度敏感性较弱，对复合因子的敏感性介于两者之间；迎水面内组合因子对潜流驻留时间具有共同促进效应，背水面内组合因子对潜流驻留时间具有抑制和促进双重效应。     

渭河干流甘肃段河流形态健康评价与研究

以渭河干流(甘肃境内)河段为研究区域,根据武山、北道、元龙站1982-2015年共34年遥感影像数据分析,提取河道形态、河床形态、河岸带情况以及覆被情况等从指标层、状态层和目标层进行评价,得出流域植被覆盖率较低,水土流失情况仍然比较严重,河道以及河床形态极易发生改变,河道河岸带状况相对较差。为渭河干流甘肃段治理提供了重要科学依据。     

河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应

潜流驻留时间是反映潜流交换、溶质迁移转化、生物组成、生态过程的重要特征变量。应用双循环可控式河岸带模型,以NaCl为示踪剂,深入研究了河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应;应用量纲分析和主成分分析法,探析了潜流驻留时间的关键影响因子及其作用程度和敏感性。结果表明:①河岸带植被密度对潜流驻留时间具有促进作用,但存在一定的阈值。②潜流驻留时间分布与河岸蜿蜒形态呈类镜像效应;潜流驻留时间在河岸带蜿蜒波不同位置差异明显,迎水面平均驻留时间约为背水面的1/2。③河岸带蜿蜒性与植被密度是影响潜流驻留时间的关键因子,总作用程度达91.07%。潜流驻留时间对蜿蜒性最敏感,对植被密度敏感性较弱,对复合因子的敏感性介于两者之间;迎水面内组合因子对潜流驻留时间具有共同促进效应,背水面内组合因子对潜流驻留时间具有抑制和促进双重效应。     

基于系统有序度熵的河流健康评判方法研究

河流系统是一个耗散结构,因此评价河流健康状况可以从系统的观点出发进行探讨研究。本文应用系统论和信息论的有关概念和理论,提出了基于系统有序度熵的河流健康评价方法,导出了综合考虑河流系统多个子系统(健康目标)的河流健康指标的数学表达。以黄河为例,分析提出了黄河健康因子,研究了各健康因子的阈值范围,评价了黄河现状的健康状况。     

河岸带潜流层动态过程与生态修复

河岸带潜流层是河岸带内地表水与地下水相互作用的生态交错带,在水文地理学、生态学、环境学上含义不尽相同。河岸带潜流层具有复杂的垂向、横向、纵向结构特征,其边缘效应显著,表现为泥沙、水流、生物、环境化学因子之间的复杂动态过程,主要包括水动力动态过程、生态学过程、溶质循环与化学过程等。水动力动态过程是驱动条件,氧气浓度是生态过程、溶质循环和化学过程的决定性因素。在各动态过程的驱动下,河岸带潜流层具有调蓄洪水、削减污染、净化缓冲环境和提供适宜栖息地等功能。针对河岸带潜流层功能退化的问题,需开展健康诊断,明确致病机理,实施适宜的生态修复。未来中国在开展河岸带潜流层研究时,应根据中国河岸带特点,采用示踪试验、数值模拟等方法,集成GIS等现代技术手段,研究多尺度下,水文条件、地形变化、土壤渗透系数、河岸带建设方式、植被分布等对河岸带潜流层水文、热传导、生化、生态等的影响机制,准确界定河岸带潜流层区域范围,制定适宜的生态修复策略。     

兴隆水利枢纽对汉江河岸带氮素分布特征的影响

河岸带作为地表水和地下水的连接枢纽,主要通过反硝化等作用控制着二者之间的氮循环。水利工程会显著改变河流区域水文环境,进而影响河岸带氮素的分布和循环,探明水利工程对河岸带氮循环的影响机制对了解区域氮素的控制及利用具有重要意义。以兴隆水利枢纽为对象,在枢纽上、下游沉积物样品进行了总氮、“三氮”（铵态氮、亚硝态氮、硝态氮）及相关土壤理化性质的分析。结果表明:（1）水利枢纽上游河岸带沉积物氮素含量显著高于下游,上游A剖面总氮、“三氮”平均含量是下游B、C剖面的1.12～3.27倍;（2）水平方向上,3个剖面的河岸带的总氮、“三氮”含量变化具有相似性,即同一剖面上总氮含量在堤内较高,且“三氮”含量均会在堤内靠近堤防的采样点发生突变（剧增或锐减）;（3）垂向上总氮、“三氮”分布规律相似,即0～60 cm氮素含量迅速减少,60 cm以下呈不规则变化,总体上氮素含量呈自上而下减少的趋势。兴隆大坝主要影响其上游,通过蓄水抬升了上游河岸带地下水位,沉积物长期处于被淹没状态导致其脱氮能力下降。此外,同一剖面由于堤防导致的微地貌差异,堤内的地下水埋深较堤外的浅,堤内沉积物脱氮能力弱于堤外。     

从端点走向连续:河流沉积模式研究进展述评

从河道类型的划分、河床演变与河型转换、河道沉积与河流砂体的建筑结构要素、河漫滩沉积、季节性河流与分支河流体系、河流沉积相模式、河流沉积学研究技术与方法等方面对国内外河流沉积模式的研究进展进行了综述,认为近十年来河流沉积学的理论和方法都发生了重要的变化。地貌学家、沉积学家和工程师认识到河道形态是连续可变的,而不是只有4~40多个端点类型。河床的演变受河床比降、流量变幅、河岸沉积物粒度构成、气候、植被以及构造沉降速率等多方面的影响。垂向剖面分析法难以对古河流类型做出正确的判断,运用建筑结构要素分析法重建河道内大型底形的地貌形态是河型判别和河流相模式重建的正确方法。河漫滩是河流沉积事件记录最为齐全的部位,对河漫滩、天然堤和泛滥平原沉积层序的研究能够揭示更多古河流沉积过程以及古环境、古气候和古生物方面的信息。对季节性河流、受季风强烈影响地区的河流、以及不同气候带河流所发育的独特沉积构造和建筑结构要素的研究不断增加。分支河流体系的概念得到越来越多的应用,但也得到不少质疑。我国学者应当注重对现代河流地貌形态和沉积过程的观察,把河床演变学的定量方法与沉积学的观点、理论和资料相结合,利用露头、三维地震资料和探地雷达技术建立河流砂体内部建筑结构信息数据库,加强对古河流河漫滩和泛滥平原的沉积过程、特征及其控制因素的研究,加强对不同构造和气候条件下河流沉积的差异性研究,不断发展河流沉积学研究技术,加强河流沉积学实验室建设和研究队伍建设,加强国际交流与合作,使我国河流沉积学为国家经济社会发展提供更加有力和有效的支撑,为推动国际河流沉积学发展做出中国人自己的贡献。     

松花江干流中下游河型转化控制因素研究

河型转化机制研究对于分析河流沉积特征具有重要意义。以中国松花江干流中下游为研究对象,利用Google Earth和Arc GIS软件对河流形态参数进行精细测量,进而对不同河段河型发育特征及转化控制因素进行研究,结果表明：1）松花江干流中下游存在曲流河、辫状河和直流河3种类型,依据地貌特征、平面形态和弯曲度自上而下划分为3段,其中上段为低坡度背景下河流逐渐加宽且植被密度逐渐降低的曲辫共存型河流,中A段为低坡度背景下河流较宽且植被密度高的简单辫状河,中B段为高坡度背景下河流宽度集中且植被密度低的直流河,下段为高坡度背景下河流宽度频繁变化的复杂辫状河;2）曲流河向辫状河转化控制因素为植被密度降低引起的堤岸抗侵蚀能力减弱,辫状河向直流河转化控制因素为河流被两侧山谷夹持且伴随坡度陡增造成河流下蚀能力增强,直流河向辫状河转化控制因素为支流注入导致流量和输沙量增大;3）建立了松花江干流中下游3种河型转化模式,上段为渐变曲—辫转化,中段为突变辫—直转化,下段为突变直—辫转化。     

基于陆生植被对河流沉积作用的影响论上三叠统须家河组的冲积构架：以重庆永川普安剖面为例*

尽管还存在一些不同的认识和争论,陆生植被对河流沉积作用的影响,得到了越来越多的地质事实的支持,主要表现在以煤或泥炭的形式保存下来的碳质物质对河堤的保护,从而促进了曲流河与网状河的发育。四川盆地上三叠统须家河组为一套含有煤系地层的冲积序列为主的地层,属于具有前陆盆地性质的磨拉石序列,成为研究植被发育条件下河流序列的典型代表。重庆永川普安剖面的须家河组是以河流相沉积为主的须家河组的典型代表,包括6个正式的岩性段,在其中一段、三段和五段为含煤细粒碎屑岩组成的低能河流相地层,二段、四段和六段由砂质底荷载高能河流相沉积构成,岩石地层划分及其所反映出的旋回性成为层序地层的识别和划分的基础,从而将须家河组划分成3个河流相沉积层序。两个主要的特征赋予了普安剖面须家河组河流相层序序列重要意义：（1）总体向上变粗的而且与现行的河流相层序模式形成巨大差异的河流相沉积序列组成的冲积构架;（2）明显受到植被发育影响的高能底荷载河道相砂岩。基于植被发育对河流沉积作用的影响,对普安剖面须家河组的河流相沉积序列的观察与研究,对长期以来须家河组沉积相分析存在的较大争议将提供重要的线索和思考途径。     

河流动力学进展

从流域产沙、床面形态及河床阻力、泥沙输移、河流形态及其演变、工程泥沙、河流模拟、泥沙测验和环境泥沙等八个主要方面评述了河流动力学研究的内容、方法和现状,分析了存在的主要问题,讨论了未来可能引起关注的若干课题.     

辫状河流演变过程与机理的研究进展

辫状河流属于冲积河流的主要类型,对流水地貌景观、水生栖息地和河流开发与生态保护具有重要科学意义。根据辫状河流演变过程与机理的国内外研究进展,对定义与形态特征进行综合描述,并给出常用的形态表征方法与参数。总结辫状河流的4种野外地形观测方法以及水槽试验和数值模型的应用,比较它们的适合范围;描述辫状河流的不同形态单元的组成,列举沙洲形成、汊道调整与横向迁移、岸滩侵蚀、河漫滩淤积等基本演变规律;对比分析水流功率、床沙粒径、泥沙补给、滨河植被、河谷宽度等影响辫状河流形态动力学过程的主要控制因素;指出青藏高原不同空间尺度辫状河流的形成原因、形态特征和演变规律是河流动力学的重要研究方向。     

华北地下水超采区河湖地下水回补水生态效果评估

为治理华北地区地下水超采问题,2018年,水利部和河北省人民政府联合制定了《华北地下水超采综合治理河湖地下水回补试点方案》,选取滏阳河、滹沱河、南拒马河三条河流开展河湖地下水回补试点工作,并于2019年实施常态化补水。为探索地下水回补对补水河段水生态恢复效果,本研究对补水前后水生生物开展了调查评估工作。结果显示,补水显著改善了补水河段水质,水体氮磷营养盐浓度显著降低;水中浮游植物和浮游动物丰度均显著降低,水体营养状态从富营养型向中富营养型/中营养型转化;底栖动物和鱼类多样性也有一定程度的升高;随着补水持续进行,补水河段河流水质和水生生物状况持续向好。     

河流水沙过程二重性及健康关系分析

水沙被称之为河流系统的基本要素,是整个河流系统的动力因素,本文先对河流水沙的二重性进行了论述,然后对河流健康的潜在威胁进行了分析,随后对河流健康的内涵进行了讨论,从河流系统对水沙过程变化的响应、河流系统对水沙过程的适应性以及河流健康的实质三个方面详细论述了水沙过程变化与河流健康的关系,分析了健康河流在维持河流生态环境及在人类服务中的功能,明确了健康河流和水沙过程调节的基本关系,有利于河流开发和水沙过程控制。     

拒马河流域径流特征分析

拒马河为大清河水系的主要支流。根据拒马河流域紫荆关站、落宝滩站、东茨村站和新盖房站1956-2018年径流资料,应用滑动平均、Mann-Kendall、小波分析和Yamamoto等方法分析了拒马河流域4个水文控制站年径流量的趋势性、周期性及突变特征。结果表明:拒马河流域年径流量一直处于显著下降趋势中。周期性分析可以看出拒马河流域存在16(17)年的第一主周期。突变检验结果显示拒马河流域1980年左右径流量发生突变,突变前后年径流量变化较大。     

河流健康生命评价指标体系的构建

维持河流健康生命,实现人水和谐是我国新时期治河目标。在探讨河流健康生命内涵的基础上,构建了河流健康生命评价指标体系。该评价体系既考虑了人类社会需求的满足程度,又考虑了维持河流自身生命的需要,从生态学、河流地貌学、经济学、河流动力学等多学科综合角度,构建了分层次分类别反映河流结构和河流功能的16个具体指标,并明确相应指标的意义及确定方法,最后选择分层次二元对比专家分析法确定指标权重。     

废弃矿山植被恢复工程地质灾害危险性评估关键问题分析

系统论述了废弃矿山植被恢复工程地质灾害危险性评估的的工作内容、方法、评估范围等关键技术问题。文章提出废弃矿山植被恢复工程地质灾害危险性评估工作兼具地质灾害危险性评估和矿区地质工程环境条件评价的双重目的,为植被恢复工程建设提供必要的设计依据。分区、分段、分单元全方位地质灾害调查和综合评估是开展废弃矿山植被恢复工程地质灾害危险性评估的有效方法,最后分析和讨论了地质灾害危险性的现状评估、预测评估以及适宜性评估等关键问题。