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流域水环境水生态智慧化管理云平台及应用

水利学报 2021年第2期52卷 142-149页

作者：张万顺王浩武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学中国发展战略与规划研究院湖北武汉430079 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

推动流域管理由信息化向智慧化发展是保障流域高质量发展的关键环节。本文立足流域智慧化管理的多重需求,引入云计算、边缘计算及雾计算技术,构建由大型复杂数值计算任务的云端、个性化简单计算功能的边缘端,以及基础数据处理能力的终... 详细信息

推动流域管理由信息化向智慧化发展是保障流域高质量发展的关键环节。本文立足流域智慧化管理的多重需求,引入云计算、边缘计算及雾计算技术,构建由大型复杂数值计算任务的云端、个性化简单计算功能的边缘端,以及基础数据处理能力的终端三个层次组成的“云边终”协同架构;部署具有相对独立功能的数据中心、模型中心、控制中心及客服中心,通过数据融合集成、多模型耦合高性能算法和“云边终”协同技术,实现流域水环境水生态智慧化管理高效互联多层级多中心的云平台系统。采用该技术开发的三峡库区流域水环境水生态智慧化管理云平台,可对三峡库区流域水环境水生态质量进行精准预报与调控。

关键词：智慧流域云平台水环境水生态 “云边终”协同 3L4C

天目湖沙河水库水生态安全状况长期变化及影响因素

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环境科学 2021年第10期42卷 4739-4752页

作者：杨文斌段文秀崔扬朱广伟吴天浩许海朱梦圆安徽师范大学生态与环境学院芜湖241002 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司长春130021

为构建更为合理的个性化水库水生态安全评价指标体系,以我国东南低山丘陵地区水源地型水库天目湖沙河水库为例,基于2010~2020年逐月水生态监测数据,分析了水库水生态安全状况长期变化特征及影响因素,提出了以满足沙河水库水生态服务功... 详细信息

为构建更为合理的个性化水库水生态安全评价指标体系,以我国东南低山丘陵地区水源地型水库天目湖沙河水库为例,基于2010~2020年逐月水生态监测数据,分析了水库水生态安全状况长期变化特征及影响因素,提出了以满足沙河水库水生态服务功能为目标的生态安全评价方法.结果表明,季节上,夏秋季SD相对较低,而总磷(TP)、浮游植物叶绿素a(Chla)、高锰酸盐指数和蓝藻生物量(BMc)相对较高;空间上,不同区域的水体透明度(SD)存在显著差异(P水生态指标的变化特征认识,应充分考虑水库水生态安全的时空差异性,将水生态安全风险较高的春夏季作为评价期,以Chl-a为核心指标,结合SD和MIB等指标,通过建立关键指标与其他指标的相关关系,构建了沙河水库水生态安全评价体系;评价结果表明,沙河水库10年来水生态安全状况整体优良,但年际波动较大,不同区域的得分差异大,对于存在热分层的区域应采取季节性分3层采样调查数据进行评估.本研究表明在湖库水生态安全管理中选取个性化方案监测评估的必要性;总磷偏高和藻类疯长引发的水体透明度下降和异味物质含量升高是影响亚热带地区水库生态服务功能的主要因素,年际间较大尺度的水文气象条件变化给水库水生态安全带来较大不确定性.

关键词：水库水源地水生态安全评价指标体系叶绿素a(Chl-a)

基于洱海水生态特征的流域最大日负荷总量控制

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湖泊科学 2016年第2期28卷 271-280页

作者：王显丽姜国强周雯王君丽新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 环境保护部华南环境科学研究所广州510655 广东水利电力职业技术学院广州510635

基于洱海水生态历史数据及现状资料,采用概率密度分布曲线法及水生生物基准相结合的方式计算洱海总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和氨氮(NH_3-N)的控制目标,目标值分别为0.36、0.026、4和0.28 mg/L.再根据该水质目标,得到... 详细信息

基于洱海水生态历史数据及现状资料,采用概率密度分布曲线法及水生生物基准相结合的方式计算洱海总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和氨氮(NH_3-N)的控制目标,目标值分别为0.36、0.026、4和0.28 mg/L.再根据该水质目标,得到洱海的最大日负荷(TMDL)总量.TMDL总量采用线性规划法计算,其中污染物响应系数矩阵通过MIKE 21二维水质模型计算所得.安全容余(MOS)则通过一阶误差分析法确定.经过一系列的计算,最终确定洱海的TMDL总量控制计划.计算结果表明,洱海TN、TP、COD_(Mn)和NH_3-N的TMDL总量分别为2005.989、149.671、19258.844和1348.119 kg/d,其MOS所占比例分别为6.152%、5.570%、4.380%和5.021%,表明洱海农业面源污染为该流域主要的污染形式,其允许最大排放量约占全部允许排放量的90%左右.

关键词：水生态水质目标最大日负荷总量农业面源洱海

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水生态一、二级分区技术框架

生态学报 2010年第17期30卷 4804-4814页

作者：刘星才徐宗学徐琛北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室北京100875 四川大学吴玉章学院成都610207

水生态功能分区是流域水环境分类、分级、分区、分期管理的基础。回顾总结国内外水生态功能分区工作的基础上,针对我国流域水生态功能一、二级分区工作,提出了一个可供参考的分区指标体系,探讨了流域尺度水生态分区技术框架的构建以及... 详细信息

水生态功能分区是流域水环境分类、分级、分区、分期管理的基础。回顾总结国内外水生态功能分区工作的基础上,针对我国流域水生态功能一、二级分区工作,提出了一个可供参考的分区指标体系,探讨了流域尺度水生态分区技术框架的构建以及可能存在的问题。该技术框架主要由3部分内容组成:环境要素对水生态因子的驱动机制、分区指标体系和分区技术。作为技术框架的理论依据,驱动机制分析首先以水-陆生态水文耦合模型为框架对环境要素如何影响水生态系统功能进行阐述。指标体系是技术框架的基础部分,主要包括水生态因子和环境要素两大类,其中一级分区指标包括气候、水文和地貌等要素,二级分区指标包括水质、水生动植物、藻类、土壤、植被、土地利用和社会经济要素。针对一、二级水生态功能区采用"自上而下"和"自下而上"的分区方法,为技术框架付诸现实提供了保障。为正在进行的各大流域水生态功能分区工作提供一定的参考依据,同时也希望在这些具体分区工作的基础上能进一步完善本分区技术框架。

关键词：流域水生态分区指标框架

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闸坝调控对河流水生态环境影响特征分析

水科学进展 2016年第3期27卷 439-447页

作者：左其亭刘静窦明郑州大学水利与环境学院河南郑州450001 郑州大学水科学研究中心河南郑州450001

为探讨闸坝工程对河流水生态环境的影响效应,进行实地闸坝调控实验,监测河流水质指标在不同调控(0m^3/s、20 m^3/s、40 m^3/s和60 m^3/s)方式下的空间变化,并调查水生态指标,探析长期和短期的调控干扰对河流水生态环境的影响特征。结果... 详细信息

为探讨闸坝工程对河流水生态环境的影响效应,进行实地闸坝调控实验,监测河流水质指标在不同调控(0m^3/s、20 m^3/s、40 m^3/s和60 m^3/s)方式下的空间变化,并调查水生态指标,探析长期和短期的调控干扰对河流水生态环境的影响特征。结果表明:60 m^3/s调控,有助于闸下污染物的氧化和分解,提高河流水体的自净作用;水体的强烈冲刷和扰动作用促进底泥中污染物向水体转化,极易造成闸下区域水体的突发性二次污染;短期频繁地开闸调控对浮游动植物的密度分布影响显著;长期的调控干扰导致水生生物群落和结构单一,水生态环境显著恶化,闸上区域负面影响更为严重。研究结果可为河流生态修护与可持续流域水环境管理提供科学依据。

关键词：闸坝闸坝调控水质水生态水污染影响特征

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橡胶林种植对纳板河水生态的影响

清华大学学报（自然科学版） 2015年第12期55卷 1296-1302页

作者：赵娜王兆印徐梦珍周雄冬张晨笛清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 河南科技大学农业工程学院洛阳471003

西双版纳位于云南省南部,是国际上生物多样性保护的热点地区之一。橡胶林的大面积种植改变了该区域河流的水力、泥沙和水质状况,研究橡胶林种植对该区域河流生态的影响对于区域生态安全和资源可持续利用具有重要的意义。该文采用野外采... 详细信息

西双版纳位于云南省南部,是国际上生物多样性保护的热点地区之一。橡胶林的大面积种植改变了该区域河流的水力、泥沙和水质状况,研究橡胶林种植对该区域河流生态的影响对于区域生态安全和资源可持续利用具有重要的意义。该文采用野外采样、现场测量和室内鉴定分析相结合的方法,以底栖动物为水生态指示生物,以纳板河为研究河流,对它的生态环境现状进行评价,分析了橡胶林种植对河流水生态的影响。结果表明:橡胶林种植对研究河段的水质影响不大,调查河段水质级别均为Ⅱ级;随着橡胶林种植强度的增加,底栖动物的多样性降低,群落中相对敏感的物种(蜉蝣目、毛翅目和襀翅目)所占比例降低,双翅目的比例增加;底栖动物功能摄食类群组成也随橡胶林种植强度发生变化,随橡胶林种植强度的增加,撕食者的比例增加,捕食者的比例减小。

关键词：纳板河水生态底栖动物橡胶林种植

基于演化博弈的水生态PPP项目第三方监管策略

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水资源保护 2021年第4期37卷 166-172页

作者：张亚琼何楠杨丝雯王雷袁胜楠华北水利水电大学管理与经济学院河南郑州450045 华北水利水电大学公共管理学院河南郑州450045 航空工业哈尔滨飞机工业集团有限公司黑龙江哈尔滨150060

政府与社会资本合作(public-private partnership, PPP)项目运营期较长,容易出现监管俘获从而削弱政府监管职能的问题。以政府方劣后为前提,引入独立的第三方监管机构,对水生态PPP项目进行监管,构建博弈模型,从演化博弈的视角分析政府... 详细信息

政府与社会资本合作(public-private partnership, PPP)项目运营期较长,容易出现监管俘获从而削弱政府监管职能的问题。以政府方劣后为前提,引入独立的第三方监管机构,对水生态PPP项目进行监管,构建博弈模型,从演化博弈的视角分析政府的奖惩策略对博弈双方主体行为的影响。模拟结果显示,监管机构对政府惩罚短期负面影响十分显著,但对长期影响较小;同时,仿真结果发现了政府奖励的范围,也找出了第三方监管机构成本与其监管绩效的关系。

关键词：水生态 PPP项目第三方监管演化博弈

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长江流域水生态调度与长江模拟器研发

中国科学院院刊 2023年第12期38卷 1767-1780页

作者：夏军林忠辉占车生高文娟李云良姚静曾思栋黄仁勇王洪铸武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 长江科学院武汉430010

长江流域的生态保护和绿色发展,是实现美丽中国生态建设的重要内容。文章首先梳理了长江流域上中下游和典型通江湖泊水生态面临的主要问题,并分析了长江流域现有水生态调度实践所取得的成果及其不足;其次概述了近5年来长江模拟器研发的... 详细信息

长江流域的生态保护和绿色发展,是实现美丽中国生态建设的重要内容。文章首先梳理了长江流域上中下游和典型通江湖泊水生态面临的主要问题,并分析了长江流域现有水生态调度实践所取得的成果及其不足;其次概述了近5年来长江模拟器研发的进展,以及长江模拟器在干流河道和通江湖泊水生态调度方面的初步设计;通过长江模拟器进行的干流河道和通江湖泊水文-水动力-水生态耦合模拟实践,初步获得了满足干流典型河段水生态需求的三峡水库生态调度优化方案;最后对长江流域水生态调度的方向和进一步发展长江模拟器提出了建议。

关键词：长江流域长江模拟器水生态生态调度

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水生态监测方法研究进展及在黄河流域的应用实践

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中国环境监测 2022年第1期38卷 58-71页

作者：刘哲张宁彭定华张彦峥张笛秦祥朝生态环境部黄河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心河南郑州450000

水生态监测能够为水生态环境监督、管理和保护提供重要的数据和技术支撑。加强黄河水生态监测,维护流域水生态系统健康,对促进黄河流域高质量发展具有重要意义。从常规水质监测、生境监测和生物监测3个方面,分析了中国水生态监测方法的... 详细信息

水生态监测能够为水生态环境监督、管理和保护提供重要的数据和技术支撑。加强黄河水生态监测,维护流域水生态系统健康,对促进黄河流域高质量发展具有重要意义。从常规水质监测、生境监测和生物监测3个方面,分析了中国水生态监测方法的研究进展及在黄河流域的应用实践。结合黄河流域水生态监测尤其是生物监测相对滞后的现状,探讨了流域水生态监测的发展方向。建议加快黄河流域水生态监测能力建设,建立适用于黄河流域的水生态监测与评价标准体系,探索新兴监测技术与传统技术的有机结合。

关键词：水生态黄河流域常规监测生境监测生物监测