2010年, 第27卷, 第10期　
刊出日期：2010-10-01

  

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全国环境与生态水力学会议专辑
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  湘江近年枯季低水位的原因及解决对策

  陈 进, 黄 薇

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 1-4.

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  受气候变化和人类活动的影响，近年来湘江汛后连续出现干旱和超低水位，严重影响了长株潭城市群生产和生活用水安全。分析了超低水位出现的原因；根据地区供水、用水和节水潜力，提出了解决干旱缺水的工程和非工程措施。研究表明：流域降雨量少是湘江连续出现低水位最主要原因，人类活动影响是多方面的，通过采用综合措施，可以解决湘江枯季低水位及地区用水问题。
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  金沙江下游梯级水库配合三峡水库联合防洪调度效果分析

  杨春花,许继军,董玲燕

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 5-9.

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  流域水资源保护补偿标准计算模型

  禹雪中，杨桐鹤，骆辉煌

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 10-14.

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  综合考虑了水量和水质2个方面的因素，首先利用环境水力学方法对上下游水环境影响关系进行描述，然后结合下游地区的引水量，对上游地区水环境保护效果影响下游地区的范围和程度进行量化，反映了水环境影响的自然过程。另一方面，采用环境经济学方法对水环境保护成本进行描述，对上游地区水环境保护的直接成本和间接成本进行量化。最后，将上游地区水环境保护影响的自然过程描述与保护成本的经济量化结合起来，建立了流域水资源保护补偿标准的计算模型。采用建立的计算模型，以新安江水库的生态补偿问题作为实例，进行了生态补偿标准的计算和分析。该模型能够更加客观和精细地反映水环境影响和经济补偿关系，能够为我国流域生态保护机制的完善提供理论技术支撑。
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  流域水污染物排放权交易比率技术框架研究

  骆辉煌, 禹雪中, 马 巍, 陈 丹

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 15-18.

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  排放权交易是一种基于市场的经济手段，美国、德国、澳大利亚、英国等发达国家都在排放权交易方面进行了积极的实践。水污染物排放权交易比率是水污染物排放权交易的核心理论技术，在总结水污染物排放权相关研究的基础上，突出以流域水污染物排放权交易为研究对象，建立流域水污染物排放权交易比率的完整技术框架，明确水污染物排放权交易比率的涵义，提出了流域水污染物交易比率计算方法，统一了流域水污染物交易比率的表达方式，并以太湖流域为例开展水污染物排放权交易比率实例研究。
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  重庆市水库型饮用水源地水质安全评价

  张 韵, 李崇明, 封 丽, 郭 胜

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 19-22.

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  在重庆市城市集中式饮用水源地基础环境调查的基础上，对重庆市水库型饮用水源地的水质类别、水质富营养化状况、水质健康风险、水质污染风险进行了评价，并用层次分析法对水安全进行综合评价，从而得出重庆市水库型饮用水源地的水质安全状况，为重庆市开展饮用水水源保护和管理提供参考依据。结果表明,重庆市水库型水源地水质安全良好，良好和中等级的水源地占89%。
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  明渠混合污染物侧向和垂向扩散系数的计算方法及其应用

  武周虎, 胡德俊, 徐美娥

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 23-29.

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  明渠的侧向和垂向扩散系数是衡量岸边水流对污染物质混合输移能力的重要水质参数之一, 其值的准确与否直接关系到明渠水质预测预报成果的可靠性。基于污染混合区的理论计算方法，推导了污染混合区外边界标准曲线和曲面的统一方程，包含最大长度Ls、最大宽度bs和最大深度ds等特征尺度。该曲线形状近似于半椭圆，曲面形状为近似椭球体的一部分，表明污染混合区具有相似性。给出了由岸边污染混合区外边界最大长度、最大宽度或最大深度和平均流速确定侧向或垂向扩散系数的计算公式，提出了采用污染混合区面积或体积进行总体控制的侧向或垂向扩散系数计算方法和采用水面横向积分浓度确定垂向扩散系数的实用方法。通过现场观测结果分析，给出了洸府河下游河段枯水期的侧向扩散系数0.27 m2/s。
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  浅水圆柱绕流流动模式探讨

  李 玲, 晏智锋, 刘昭伟

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 30-34.

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  数值求解了二维浅水方程和RNG k-ε流模型，模拟了不同稳定性系数S和圆柱中心间距G下的单圆柱、两圆柱和三圆柱的尾流流动模式，研究了底部摩擦力对尾流结构的影响。结果表明:随着S增大，尾流在底部摩擦力的作用下趋于稳定，大尺度涡结构逐渐消失。单圆柱尾流区依次出现了涡街（VS）尾流、不稳定漩涡（UB）尾流和稳定漩涡（SB）尾流。多圆柱尾流除了受S数影响外，还与G密切相关。随着G的增大，两圆柱背后依次出现了单钝体绕流、偏转尾流和对称尾流，三圆柱背后则依次出现了单钝体绕流、偏转尾流、对称尾流和非对称尾流。此外，数值结果还表明多圆柱尾流结构不同于单圆柱，多圆柱并排使得尾流更加不稳定。
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  影响潮间带湿地的环境水文因素——以海南东寨港红树林湿地为例

  夏玉强, 李海龙

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 35-38.

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  简述了影响潮间带红树林湿地的环境水文地质因素，报道了海南东寨港红树林湿地保护区红树林剖面和光滩剖面的沉积结构、水动力特征以及地下水水文地球化学性质。监测结果显示红树林剖面潮间带的pH和ORP值整体上要大于光滩剖面，而其TDS值则小于光滩剖面；红树林潮间带浅层水质的变化范围要大于其深层水质，而光滩剖面浅部与深部的水质相近。分析表明:2个剖面潮间带土壤的性质和所处的潮汐环境类似，不同之处是光滩剖面无内陆淡水补给，因而缺少适合红树林生长的咸淡水交换动态环境。该结论有助于理解影响潮间带红树林湿地的环境水文过程，对红树林湿地的保护和管理有一定的科学指导意义。

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  河网模拟JPWSPC方法和分级解法的对比

  朱德军, 陈永灿, 刘昭伟, 王智勇

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 39-43.

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  比较了汊点水位预测-校正法（junction-point water stage prediction and correction, JPWSPC）和经典的分级解法，在处理缓流河网汊点处回流效应时的不同，并对比了它们的计算效率。应用这2类方法时，Saint-Venant方程组都采用Preissmann格式离散，生成的非线性离散方程用Newton-Raphson方法求解。比较表明：这2类方法都能处理普适河网，JPWSPC法无需求解整体连接矩阵，同时不会增加每一时间步的迭代次数，因而节约了系统内存，提高了计算效率；河网中河段数目越多，JPWSPC法的效率优势越明显。
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  黄河口湿地健康评价（英文）

  郭 彬，江春波，杨 晨

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 44-49.

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  湿地健康评价旨在判断湿地健康状况和趋势，以便制定有效的管理策略和修复措施。针对黄河口湿地建立了一个新的指标体系，并使用模糊综合评判法对黄河口湿地进行了健康评价。结果表明，1992年到2008年黄河口湿地整体上处于亚健康状态。同时，还对东营市1992-2008年经济状况进行了分析评价，结果表明经济的快速增长对湿地健康有负面影响。影响黄河口湿地健康的主要因素是：来水来沙量减少、湿地恢复工程和东营市经济的快速增长。
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  竖缝式鱼道结构及水力特性研究

  罗小凤, 李 嘉

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 50-54.

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  随着越来越多大坝堤堰的修建，鱼类的洄游和繁殖受到了严重的影响。为了保持鱼类的生存繁衍，许多水利枢纽工程中都建有鱼道。研究利用fluent软件模拟了竖缝式鱼道的流场，并用模型试验对数值模拟进行了验证，分析了竖缝式鱼道导板的长度及导角大小对鱼道内流场的影响。研究结果表明:在鱼道流量及水池长宽比一定的情况下，若不考虑边壁的阻碍作用，导角越大，竖缝射流的衰减速度越快，主流轨迹的弯曲程度也越大，也越容易冲撞到边壁；导板的长度基本上对主流的扩散及衰减没有影响，但能通过改变主流在鱼道内的位置来改变边壁对流态影响程度。
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  近岸海域温排水的三维数值模拟

  崔 丹, 金 峰

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 55-59.

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  采用基于无结构三角形网格有限体积法的三维水流运动与温度输运数学模型模拟潮流场与温度场，模型守恒性好，且能实现对工程区域的贴体模拟。通过潮位潮流实测资料对模型进行了验证，数值模拟结果与实测数据吻合较好。对待建电厂温排水的输运与扩散进行了模拟计算，给出了温排水的时空分布及取水口的温升过程线，为电厂取排水口的设计以及温排水环境影响评价提供了科学依据。
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  三峡小江回水区藻类集群与主要环境要素的典范对应分析研究

  郭劲松，李 哲，张 呈，黄 杨，龙 曼，方 芳

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 60-64.

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  三峡成库后支流回水区水华频繁发生，备受关切。基于2年的野外跟踪观测结果，利用典范对应（CCA）分析方法，建立了藻类生境要素同藻类集群演替的多元统计模型。研究发现，所建立的CCA模型有效且具有较高的显著性；水库季节性调蓄所形成的不同藻类生境条件是诱导集群出现演替的关键。在低水位运行下，藻类生境近似于天然河道，总悬浮颗粒物和流量变化对集群影响明显，水体扰动剧烈迫使耐受于不稳定水动力条件的藻种易于形成优势；而在高水位运行状态下，藻类生境接近深水湖泊，适宜于低温和具有运动功能的藻类将耐受于该生境状态并在集群中占优。
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  钉螺适宜孳生地环境与水情变化响应关系研究

  马 巍, 廖文根,匡尚富,刘建军,连友喜

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 65-69.

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  基于钉螺的生态水力学特性和水情变化对疫区钉螺适宜孳生地环境变化的趋势性影响，提出了表征钉螺适宜孳生地环境变化的水情指标，并以我国目前钉螺分布范围最广且血吸虫病疫情最难防治的洞庭湖为例，分析了湖区水情变化特征，推求了近年来洞庭湖区钉螺适宜孳生地环境面积大小，揭示了洞庭湖区钉螺适宜孳生地环境面积与以城陵矶站汛期平均水位为指示性指标的疫区水情变化间的响应关系，结果表明洞庭湖区钉螺适宜孳生地环境与疫区水情变化线性相关性显著。该成果可为洞庭湖疫区疫情预报预防、血防查螺及水利灭螺等提供技术服务。
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  天然河道中鱼类对水深、流速选择特性的初步观测——以长江江口至涴市段为例

  杜 浩，班 璇，张 辉，危起伟，陈大庆

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 70-74.

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  将长江江口至涴市天然河道的鱼类水声学调查数据和水文学观测数据相结合，在对流速和水深空间插值基础上，提取不同鱼类规格和密度对应水深和流速的特征值，从而研究鱼类对天然河道中水层平均流速、水深2个环境因子的选择特性。研究结果表明：①不同规格的鱼对流速和水深的选择存在差异，规格小的鱼选择了较低的流速和较宽的流速范围，规格大的鱼选择了较高的流速和较窄的流速范围；规格小的鱼选择的水深明显高于规格大的鱼，喜好的水深范围也宽于规格大的鱼。②鱼类密度对流速的选择性不明显，但对水深的选择性明显，即深水区鱼类密度较高。③研究江段范围内江口镇附近江心洲两侧流速变幅范围较其上、下游江段宽，并且江心洲两侧鱼类的分布密度也高于其邻近上、下游段鱼类密度。可见，江心洲的存在提供了流速多样性格局，丰富了鱼类生境的多样性。本研究方法可为评价河流栖息地适宜性及生态功能提供借鉴。
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  中华鲟自然繁殖的水文状况适合度研究

  张 辉，危起伟，杜 浩，刘志刚，沈 丽

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 75-81.

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  对三峡水库运行前（1983-2002年）后（2003-2005年）中华鲟产卵场产卵季节（10-11月）的水文状况进行了比较分析，并根据所建立的水文要素适合度模型，对三峡水库运行前（1983-1986，2002年）后（2003-2005年）8个年份产卵季节水文状况对于中华鲟产卵的适合度进行了分析。结果表明：2003年三峡水库蓄水以来中华鲟产卵场产卵季节的水文状况发生了显著变化，产卵季节平均水温上升了 1.48 ℃ （ 8.2% ），含沙量降低了 0.36 kg/m3（ 91.8% ）。平均适合度模型的分析结果表明，虽然整个产卵季节水文状况对于产卵的综合适合度呈现出先上升后下降的趋势，但整个产卵季节水文状况的适合度都比较高，并且中华鲟的产卵活动并不总是发生在水文状况适合度最佳（即综合适合度波峰值）的时候，说明水文状况并不是决定自然繁殖发生时间的唯一因素。产卵前含沙量的变动趋势由水库运行前的稳中下降转变为运行后的稳中上升，说明含沙量的剧烈下降可能对中华鲟的自然繁殖活动不利。中华鲟自然繁殖发生时间应是多种因素综合作用的结果，除水文状况外，科研捕捞活动、年度之间自然繁殖群体的生物学差异等都可能对自然繁殖活动发生的具体时间产生影响。
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  三峡水库蓄水前后春季长江口鱼类浮游生物群落结构特征

  刘淑德，线薇微

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 82-87.

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  根据1999年、2001年、2004年和2007年春季长江口及其领近海域40个站位鱼类浮游生物拖网调查资料，采用相似性分析，探讨了长江口及其邻近海域春季鱼类浮游生物的组成、群落结构及生物多样性。分析结果表明：三峡水库蓄水后的2004年长江口春季鱼类浮游生物丰度迅速下降，仅为1999年的 13.9% 和2001年的 4.3% ，2007年略有回升；鱼类浮游生物群落结构年度间差异显著，2004年鱼类浮游生物群落结构与1999年和2001年相异性最高，鯷和凤鲚种群数量变动对其群落变异的贡献率最大，群落相似性以2004和2007年最高，达 71.17% ；与蓄水前相比，蓄水后的长江口鱼类浮游生物群落多样性也显著下降。
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  1998-2001年长江口近海鱼类群聚结构及其与环境因子的关系

  于海成, 线薇微

  长江科学院院报. 2010, 27(10): 88-92.

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  根据1998-2001年长江口近海4个航次鱼类拖网调查数据，运用群落生态学分类和排序方法，分析了长江口近海鱼类群聚结构特征及其与环境因子的关系。筛选后的64个站次的48种长江口近海鱼类分属10目28科，鲈形目种类最多，灯笼鱼目，鲈形目和鲱形目鱼类丰度共占总丰度的 99.81% 。龙头鱼、七星底灯鱼和黄鲫为秋季优势种，银鲳和皮氏叫姑鱼为春季优势种。相同季节年度间的鱼类群聚差异不显著，春季(5月)和秋季(11月)鱼类群聚有明显的季节分化。CCA分析显示：1998-2001年长江口近海鱼类群聚的主要影响因素是水深、底层温度、底层溶解氧、表层总磷和pH值。