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水利水电工程对河流生态环境的调控方法

发布时间: 2022-11-10

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术服务
成果类型: 新技术
行业领域:
电力、热力、燃气及水生产和供应业,电力、热力生产和供应业
成果介绍
我国水电资源丰富,水电资源理论蕴藏量年电量、技术可开发年电量、经济可开发年电量均居世界首位。作为洪涝灾害频繁、水资源与能源资源短缺的国家,加快具有防洪、发电、供水、航运等综合效益的水利水电工程建设步伐,一直是我国社会经济可持续发展的必然需求。通过30年大规模的建设,金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、南盘江、红水河、澜沧江、黄河上游的水电开发得以迅速发展,目前全国水电总装机已突破2亿kW,2015年水电装机容量计划达到3亿kW。过去资金和技术是制约水利水电建设的主要因素,但现在生态环境保护已经成为水利水电发展的瓶颈。已有的水库工程建设实践表明,工程上下游水文泥沙情势的变化,会引起水库支流库湾富营养化过程快速加剧,水华爆发现象频繁发生,水生生物特别是珍稀鱼类生境连通性受到破坏,产卵过程所需要的水动力条件不复存在、江湖关系调整等一系列生态问题。由此可见,水利水电工程对河流生态环境的调控方法及应用,是面向国家重大需求且亟待解决的重大科学问题,也是当前当前水利水电工程、水文学水资源、河流水动力学、地下水动力学、水环境学领域的研究热点。
成果亮点
(1)成功地构建了融合多源数据、具有物理机制的水文模型耦合系统,建立了水电工程调控改善水文与水动力环境的理论、方法和关键技术,揭示了水利水电工程对不同敏感水域水文与水动力环境变化的影响机理。 (2)研发了大型水库多维、多场耦合富营养化模拟系统;揭示了水温分层对库湾水华的影响机理,提出了利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法;揭示了水华动力学的非线性、复杂性和随机性特征;提出了抑制库湾水华暴发的水库调度方法。 (3)揭示了大型水库运行方式、下泄流量和水温、溶解气体饱和度、水体紊动对鱼类生境及繁殖的影响,量化了重要水生生物自然繁殖的适宜水环境阈值,丰富了基于水库生态调度改善重要水生生物产卵繁殖条件的理论与方法。 (4)建立了“陆-水交界带的环境过程”的模拟模型,阐明了水利水电工程影响和复杂水动力条件下污染物入水通量在不同时间尺度下的变化,提出了以改善盐水入侵为目标的优化调度原则。提出了梯级水电工程生态环境刚性约束和柔性需求的生态补偿技术准则。
团队介绍
戴会超 男 1965.01 教授 河海大学 余钟波 男 1964.11 教授 河海大学 蒋云钟 男 1969.05 教高 中国水利水电科学研究院 杨文俊 男 1966.10 教高 长江水利委员会长江科学院 蔡庆华 男 1964.09 研究员 中国科学院水生生物研究所 李凌 男 1968.03 教授 河海大学 王玲玲 女 1966.05 教授 河海大学 毛劲乔 男 1978.06 副教授 河海大学
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”能源互联网产业科技服务团 (中国电机工程学会) 评价时间:2022-11-10

许唯临

四川大学

教授

综合评价

该成果重点研究了水利水电工程影响下的流域水文与水动力环境变化问题、水库富营养化及水华调控及模拟问题、水利水电工程对重要水生生物的胁迫问题、特大水库群影响下的河口生态环境结构和功能的动态演变等问题。成果主要创新点如下: (1)成功地构建了融合多源数据、具有物理机制的水文模型耦合系统,建立了水电工程调控改善水文与水动力环境的理论、方法和关键技术,揭示了水利水电工程对不同敏感水域水文与水动力环境变化的影响机理。 (2)研发了大型水库多维、多场耦合富营养化模拟系统;揭示了水温分层对库湾水华的影响机理,提出了利用内波改善河道型水库支流库湾水温层化特性的方法;揭示了水华动力学的非线性、复杂性和随机性特征;提出了抑制库湾水华暴发的水库调度方法。 (3)揭示了大型水库运行方式、下泄流量和水温、溶解气体饱和度、水体紊动对鱼类生境及繁殖的影响,量化了重要水生生物自然繁殖的适宜水环境阈值,丰富了基于水库生态调度改善重要水生生物产卵繁殖条件的理论与方法。 (4)建立了“陆-水交界带的环境过程”的模拟模型,阐明了水利水电工程影响和复杂水动力条件下污染物入水通量在不同时间尺度下的变化,提出了以改善盐水入侵为目标的优化调度原则。提出了梯级水电工程生态环境刚性约束和柔性需求的生态补偿技术准则。 评价专家组认为,成果应用于葛洲坝、三峡水利枢纽等水库调度,产生了显著的社会效益和生态效益。
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