大型水库生态效应研究
【摘要】：水利工程的生态效应是近几年来提出的新概念,是指水利工程建成之后对自然界的生态破坏和对生态修复两种效应的综合结果。水利工程生态效应分析是针对已建成的水利工程对人居环境的影响、对野生动植物影响、对自然规律影响、对经济增长影响的分析,为水利工程是否要保留,或者是需要改善功能提出科学依据。
本文在前人研究基础上,参照大型水库工程生态效应评价相关理论,提出水库工程生态效应评价指标体系,并研究生态效应评价指标体系建立的数学方法。提出了大型水库工程生态效应评价的一般内容:生态效应的现状调查、生态系统功能区划分、建立生态系统评价指标体系、建立生态系统评价数学模型等。其中生态效应的现状调查包括自然环境状况调查和社会经济状况调查。根据水资源开发利用现状及规划,将水功能区划分为两级体系。利用层次分析法建立了生态效应评价指标体系。
白石水库地区的生态效应问题,主要是由于库区蓄水造成地下水位过高引起的,本文根据研究区Cl-和TDS浓度检测数据,对Cl-和TDS的分布规律进行模拟,分析大小凌河流域由于海水入侵引起的生态效应特征。
利用地表水-地下水耦合模型,计算白石水库最小下泄流量。以下游河道以及河口湿地保护为目标,研究河口湿地健康维持所需要的入海需水量大小,提出设计水库的下泻生态流量的最低值。由于生物生长周期对水量的要求,需要精确到月的下泻生态流量。从湿地生态系统健康角度和保护水资源功能分区出发,提出河口湿地生态系统的健康和保护水资源功能目标区,分析流量变化对湿地生态系统和水资源功能的影响效应,以此提出相应的生态流量需求。
最后,为保证白石水库下游地区生态系统的健康发展,根据大小凌河流域水资源供需平衡分析及预测,针对目前辽宁西部整体处于缺水状态这一实际情况,本文提出了跨流域调水和修建地下水库供水工程建设方案,并进行了可行性分析。工程建成后,可以在很在程度上满足生产和生活需要。
【关键词】：【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TV62;X171.1
【目录】：
- 中文摘要4-5
- Abstract5-11
- 第一章 前言11-25
- 1.1 研究背景及意义11-14
- 1.1.1 研究背景11-13
- 1.1.2 研究目的13-14
- 1.1.3 研究意义14
- 1.2 国内外研究现状与进展14-21
- 1.2.1 国外研究现状与进展15-18
- 1.2.2 国内研究现状与进展18-20
- 1.2.3 现行水利工程生态效应评价存在的不足20-21
- 1.3 研究内容及技术路线21-22
- 1.3.1 研究内容21
- 1.3.2 技术路线21-22
- 1.4 创新点22-25
- 第二章 大型水库工程生态效应研究25-41
- 2.1 大型水库生态效应评价的理论基础25-29
- 2.1.1 生态效应概念25-27
- 2.1.2 河流连续理论27-28
- 2.1.3 洪水脉冲理论28
- 2.1.4 河流生态系统健康理论28-29
- 2.2 大型水库生态效应特征29-35
- 2.2.1 生态调节效应29-30
- 2.2.2 屏障效应和岛屿化30-31
- 2.2.3 截留效应31-33
- 2.2.4 边缘效应33-34
- 2.2.5 水温效应34-35
- 2.3 大型水库工程生态效应评价方法探讨35-41
- 2.3.1 生态环境现状调查35-36
- 2.3.2 生态系统功能区划分36
- 2.3.3 生态效应评价指标体系36-38
- 2.3.4 评价方法38-41
- 第三章 生态环境需水理论41-57
- 3.1 生态环境需水相关概念41-45
- 3.1.1 国内外生态环境需水研究现状41-43
- 3.1.2 生态环境需水的分类43-45
- 3.2 生态需水的研究范畴45-48
- 3.2.1 干旱区生态需水45-48
- 3.2.2 入海河流生态系统需水48
- 3.3 生态需水机理研究48-51
- 3.3.1 水因子的生态作用48-49
- 3.3.2 生物对水因子的适应49-50
- 3.3.3 生态需水机理50-51
- 3.4 生态需水遵循的原则和理论研究基础51-57
- 3.4.1 遵循的原则51
- 3.4.2 生态需水研究的理论基础51-57
- 第四章 河流生态需水57-77
- 4.1 河流基本生态需水57-62
- 4.1.1 水文学方法57-59
- 4.1.2 物理生境模拟法59-60
- 4.1.3 生态学评价方法60-62
- 4.2 保障河流系统生物多样性的生态需水研究62-71
- 4.2.1 研究边界及尺度的确定62-63
- 4.2.2 生态系统结构、功能和水分的关系63-65
- 4.2.3 生态需水模型研究65-71
- 4.3 生态用水比例71-77
- 4.3.1 生态系统保护目标的确定71-72
- 4.3.2 生态用水和经济用水关系的分析72
- 4.3.3 生态用水影响因素分析72-73
- 4.3.4 生态用水比例—衡量流域水资源可持续发展的指标73-77
- 第五章 白石水库生态效应及生态需水量计算77-103
- 5.1 研究区概况77-84
- 5.1.1 自然地理概况77-80
- 5.1.2 研究区的地质概况80-81
- 5.1.3 水文地质条件81-82
- 5.1.4 水资源开发利用现状82-84
- 5.2 基于海水入侵的生态效应分析84-89
- 5.2.1 水文地球化学模型85-86
- 5.2.2 地下水溶质运移模型86-89
- 5.3 白石水库最小下泄流量计算89-103
- 5.3.1 白石水库地表水地下水耦合模型的建立89-97
- 5.3.2 最小下泄流量的计算97-103
- 第六章 基于生态保护的水资源可持续开发利用措施103-113
- 6.1 现状水资源供需状况103-108
- 6.1.1 流域社会经济现状103-104
- 6.1.2 需水量计算104-106
- 6.1.3 水资源供需平衡分析106-108
- 6.2 水资源供需平衡预测108-111
- 6.2.1 社会经济发展指标预测108-109
- 6.2.2 需水量预测109-111
- 6.2.3 水资源供需分析预测111
- 6.3 水资源可持续利用建议111-113
- 第七章 结论与建议113-115
- 7.1 结论113-114
- 7.2 建议114-115
- 参考文献115-129
- 攻博期间发表的学术论文及其他成果129-130
- 致谢130
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