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第一篇生态水利论文范文参考：基于生态的水利工程水量水质联合调度及效应评价研究
随着传统水利向可持续发展为目标的生态水利的转变,水利工程的职能也将发生变化,除了满足社会经济发展的需求之外,还要考虑对生态环境保护和改善的功能,以实现经济与生态环境与社会的协调发展.
本文从哲学、生态经济学、社会学三个层面对生态水利进行思考,剖析了生态水利的内涵,构建水生态动力学系统仿真模型框架.以河道系统为研究对象,建立了河网水量水质联合模拟数学模型,通过水流水质数值计算,实现水量水质的联合模拟.分析了水生生态系统能流、物流通道和TN、TP迁移转化构成的复合系统,以TN、TP为指标,建立了河流水生态系统的系统动力学模型框架,追踪TN、TP的迁移转化趋势,对水环境状况进行监控.从发挥已有水利工程改善生态环境的功能出发,以研究区内系统综合水质改善程度最大、对防洪影响程度最小、研究区内系统综合缺水量最小为目标,建立了河网水量水质多目标联合优化调度数学模型.针对水利工程的生态环境功能评价的需求,联合采用层次分析法和模糊数学评价方法建立了水利工程生态效应分析评价模型. 以连云港市区河网为例,建立了水量水质联合优化调度模型,确定合理的调水方案.应用水利工程生态效应分析评价模型,评判了水利工程功能改善在维护生态环境中的作用.采用调查统计资料对调水前后河道生态环境改善情况进行了定性定量分析.第二篇生态水利论文样文：基于复杂水资源系统的水利工程生态调度研究
水利工程是实现水资源持续利用的重要手段,而现行水利工程调度对于河流生态环境流量的需求考虑较少,对河流生态系统造成一定威胁.为实现人水和谐健康发展,落实十八大提出的生态文明建设的具体要求,现有生态调度的研究和实践中尚存在“生态效应根源不明、生态环境需水底线不清、生态调度方法不灵”等问题,亟需开展研究.针对“生态效应根源不明”的问题,通过生态效应理论的分析,提出了水利工程*生态效应,构建了可量化的水利工程*生态效应评价指标体系；针对“生态环境需水底线不清”的问题,提出了利益相关者参与法确定河道内生态环境需水的计算方法,并提出了层次化用水分析方法；针对“生态调度方法不灵”的问题,提出了水利工程生态调度二层结构方法,构建了相应的模型,并对典型水利工程优化调度方案进行研究.论文的主要研究内容和结论如下：(1)水利工程生态效应评价指标体系研究从是否受到人类干预的角度将生态效应划分为自然生态效应和社会生态效应,构建了生态效应综合评价指标体系；分析了水利工程生态效应的概念和内涵,提出了水利工程*生态效应及其作用关系,构建了可量化的水利工程*生态效应评价指标体系.对陕西省渭河流域大型水利工程生态效应进行评价,结果表明：降雨量的减少以及温室效应导致的气温升高对流域的水文情势和水资源本底值有一定影响.水利工程上游支流站点受人类活动干扰较小,各项指标基本与自然状态接近,干流站点由于受上游工程调蓄作用,导致河流自然节律发生变化,各项指标均有显著改变,水利工程一级生态效应是所有生态效应的驱动力.(2)利益相关者参与法确定河道内生态环境需水基于利益相关者理论,提出了利益相关者参与法确定河道内生态环境需水的内涵,基于已有生态环境功能分区的研究成果,选取生态环境功能断面,在分析河流生态系统常规分项生态环境流量的基础上,考虑了支流汇入、干流重点断面取水以及水量平衡原理,并让政府部门作为生态系统公共效益的代表,参与利益相关者的讨论,最终确定断面生态环境需水的*管理目标,为生态调度的实施提供边界条件和调度目标.以陕西省渭河干流为例,采用利益相关者参与法确定林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县5个重点断面的生态环境流量*管理目标：一级管理目标分别为5.4m3/s、8.4m3/s、10.0m3/s、 12.0m3/s和12.0m3/s,二级管理目标分别为8.6m3/s、11.6m3/s、15.1m3/s、20.1m3/s和12.0mVs,*管理目标分别为12.8m3/s、23.5m3/s、31.7m3/s、34.3m3/s和34.1m3/s.(3)竞争条件下的层次化用水分析基于成本效益理论,考虑用水过程不同阶段成本效益间的敏感性程度不同,提出了层次化用水的内涵,将用户的水量需求划分为三个层级,即最低需水量、适宜需水量和最大需水量,确定了不同层级用户用水的优先级别,为实现水资源的合理配置、保障河道内生态环境流量的实施提供科学的计算方法.以陕西省渭河流域九大灌区为例,分析了2020年九大灌区50%、75%、90%频率年最低灌溉需水量分别为11.17亿m3、13.34亿m3、15.78亿m3,适宜灌溉需水量分别为21.13亿m3、29.02亿m3、32.60亿m3,不同频率年最低灌溉需水量为适宜灌溉需水量的45%-60%左右.以宝鸡峡灌区为例,分析了不同层级灌溉需水、河道内生态环境需水、发电引水之间的优先级关系,第一级：极低限生态环境需水量>,最低灌溉需水量；第二级：适宜灌溉需水量>,低限生态环境需水量；第*：适宜生态环境需水量,发电引水与灌溉用水相结合,不单独考虑其优先顺序.(4)水利工程生态调度二层结构方法与模型从复杂水资源系统水量影响关系入手,针对水利工程实际入流受全流域尺度多因素综合效应的影响,提出了水利工程生态调度二层结构方法.第一层结构为基于“二元水循环”理论的复杂水资源系统模拟,采用ROWAS模型分析了各类影响因素对于整个水循环系统的扰动,为水利工程生态调度的研究提供实际入流和供水范围；第二层结构是在上层边界控制条件下,以FORTRAN为开发工具编制的水利工程生态调度优化模型,该模型引入调度线对多目标进行供水约束,采用粒子群算法对调度线进行优化,直至得到符合各目标保证率要求下的最大供水量,拓展了河流生态调度的研究途径.(5)水利工程优化调度方案研究以陕西省渭河流域为例,构建了渭河流域水量模拟调控模型,根据全流域水循环影响因素设置水量模拟边界控制情景,为流域内宝鸡峡水库和魏家堡水利枢纽的优化调度研究提供实际入流和供水范围.根据供水目标优先级和河道内生态环境需水设置了工程调度策略,采用优化调度模型得到不同边界控制情景下宝鸡峡水库和魏家堡水利枢纽的推荐调度策略.分析发现考虑河道内生态环境需水后的优化调度其灌溉供水量与常规调度下的灌溉供水量基本相当,并且优化调度后的生态环境需水保证率较常规调度有所提高,验证了模型的可行性.
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第三篇生态水利论文范文模板：赣江中游大型水利工程对鱼类及其生态环境的影响研究
水利工程建设在发挥具大效益的同时也引发了诸多的河流生态环境问题,其对水生生物尤其是对鱼类的影响是世界环境科学和生态学领域十分关注的课题.当前随着我国水利工程建设步伐的加快,国内学术界就水利设施对鱼类影响的研究有过许多报道,比较典型的是围绕三峡工程对长江鱼类的影响研究,取得了很多的科研成果.随着部分河流梯级水利工程的建设,人们也开始重视水利枢纽群对鱼类资源及其生态环境的累积影响等.
赣江作为长江八大支流之一,是鄱阳湖水系第一大河流,水资源丰富,水能蕴藏量大,目前正在加大水能开发利用程度.本研究通过现场采样、数据分析、问卷调查等方法,较系统地就赣江中游已建成运用的万安水利枢纽以及正在建设之中的石虎塘航电枢纽、峡江水利枢纽等三座大型水利枢纽工程对赣江鱼类资源及其生态环境的影响进行了分析和预测.本文尝试建立了水利枢纽群生态优化调度模型,并就有效保护鱼类资源,弥补或减缓工程建设对鱼类带来的负面影响,提出了一些对策措施,以期实现赣江清洁能源的开发与水生生物保护的双赢.具体研究内容和结果如下：
1、2009年～2010年对受万安水利枢纽影响的赣江赣洲段进行了鱼类资源采样调查,共采集鱼类标本8972尾,记录鱼类79种,隶属7目17科68属,结果显示当地主要鱼类有黄颡鱼、鮈类、鳜、银鲴、鳊、鳖、飘鱼、乌鳢、鲇类等.渔获物重量组成中,黄颡鱼(19.66%)、鲴(17.08%)最多,其次为鳜类(14.89%)、乌鳢和鲇类(11.59%)等.就个体数量百分比来说,黄颡鱼类(32.20%)和鳖、飘鱼类(14.57%)占优势,其次为鲴(13.69%)和鮈类(10.19%).
万安水利枢纽建成运行,使赣江赣洲至万安江段由自然流动水体转为相对静止的库区,导致四大家鱼等江河洄游性鱼类减少,鳊、鮊、鲴类等以浮游生物和有机碎屑为食饵的鱼类数量增加,坝下江段食底栖生物的鱼类如黄颡鱼、乌鳢、鲇类增多,鱼类区系组成发生了一定的变化；通过调查研究,证实坝上赣州江段仍然存在四大家鱼产卵场,其位于万安水利枢纽坝上80km左右的赣县储潭镇老虎角；坝下游的百嘉下、泰和、沿溪等三处鱼类产卵场的功能受到不同程度的影响.
2、2009年～2010年对在建的石虎塘航电枢纽工程影响的赣江泰和段进行了鱼类资源采样调查,调查*采集鱼类标本5763尾,记录鱼类48种,隶属于3目6科39属,其中以鲤科鱼类最多,共35种,占总种数的72.92%,鳅科2种,占4.17%；鲇科1种,占2.08%；鲿科5种,占10.42%；鮨科4种,占8.33%；鳢科1种,占2.08%.工程影响范围内常见的重要经济鱼类有：银鲴、花鳃鲤、鲫、鳊、鱤鱼、乌鳢、青鱼、草鱼、赤眼鳟、鲇、鳜、鲢、鳙等.其中草食性鱼类,如草鱼、鳊,赤眼鳟和以底栖无脊椎动物为食的鲤、青鱼、鲇、银鲴,及凶猛性鱼类鮊、鳜等为优势种群.渔获物统计结果表明,银鲴、黄颡鱼、银鮈、赤眼鳟、鳊、鲶分别占渔获物总量的58.69%、6.65%、4.08%、1.52%、2.18%、2.09%,本文认为受万安水利枢纽影响,处在万安坝下江段的泰和段,由于河水含沙量的降低,使得底栖生物滋生,食底栖生物的鱼类增多.预测石虎塘航电枢纽工程运行后的一段时间内,随着河流生境向水库生境转变,此种格局将更加明显.
石虎塘航电枢纽工程的建设将引起大坝上、下江段水位、流速等水文因子的改变,使得泰和县澄江、沿溪产卵场的原有生态条件发生变化,将会给这二处产卵场造成较大的生态影响,从而影响鱼类在此产卵繁殖、栖息.工程建成后,产卵场的位置和规模将继续发生变化,甚至可能导致消失.
3、2009年～2010年为研究峡江水利枢纽工程建设对鱼类的影响,本文对峡江至新于江段进行了鱼类资源采样调查,调查*采集鱼类标本5567尾,记录鱼类71种,隶属7目16科58属,结果显示当地主要鱼类有鳊、银鲴、赤眼鳟、半鳖、鲤、黄颡鱼、鳜、翘嘴鮊、草鱼.渔获物重量组成中,赤眼鳟(21.77%)、鳊(15.17%)最多,其次为银鲴(11.81%)、鲤(11.52%)、翘嘴鮊(7.60%)、半鳖(6.57%)等.就个体数量百分比来说,半鳖(19.25%)和银鲴(13.89%)占优势,其次为鳊(11.09%)和赤眼鳟(8.46%).
峡江水利枢纽工程建设将使坝下江段沿岸带生境层次简化,水位自然变幅趋小,对产飘浮性卵鱼类的繁殖以及产黏性卵鱼类的正常发育不利；大坝阻隔鱼类洄游进入库区；工程建成后,随着水深、水温、水流速的改变,坝上库区四大家鱼产卵所需的水文条件丧失,促使坝上库区吉水、金滩、槎滩、小江、巴邱等5个鱼类产卵场消失,坝下江段的巴邱、仁和、新干3处鱼类产卵场因水位在繁殖季节无大幅度涨落,两岸的淹没区大为减少,鱼卵黏附基质相应减少,产卵场功能将丧失.但工程将有利于坝上的2处鱼类越冬场和6处鱼类索饵场,而位于坝下的邓家索饵场,由于水量减少,水位降低,饵料生物将减少.
4、本文尝试建立水利枢纽群生态优化调度模型并在赣江中游梯级水库上进行了模拟应用研究,采用了POA算法,分析了生态目标的加入对水库原有功能产生的影响.模拟调度结果表明,考虑生态因素后对水库经济效益即发电量的总体影响不大,建议在石虎塘航电枢纽和峡江水利枢纽运行后,与上游万安水利枢纽共同进行考虑生态适宜需水量的联合调度,以缓解工程建设对河流水生生物尤其是鱼类的影响.
5、鉴于赣江中游水利工程对鱼类已经产生和即将产生的负面影响,本研究根据三座水利枢纽特性及赣江水生态特征,提出了水资源生态调度、修建鱼道,增殖放流,建立水产种质资源保护区、鱼类自然保护区,加强资源监测和科学研究,借鉴鄱阳湖及长江流域禁渔期的成功经验,于每年4月1日至6月30日在赣江设立禁渔期等方面的对策和建议.
第四篇生态水利论文范例：水利生态系统可持续发展研究
水是人类与生态系统存在和发展不可或缺的因素之一,由于水资源严重不足,目前水生态环境安全面临严峻挑战.为此,我国已经规划实施了一系列以保障生态用水,维护生态平衡为目的水利生态项目.水利生态项目能否长期稳定发挥作用,如何实现水资源与生态系统的协调及可持续发展是迫切需要解决的问题.本文将水利生态项目所涉及的主体以及边界条件作为一个整体,即水利生态系统,对系统的可持续发展机理进行了全面的研究,为建立和完善水利生态项目在投资决策、规划、管理及其评估中的理论和方法提供了依据,具有很高的理论意义和应用价值.
在分析水利生态系统的结构、功能和特征的基础上,本文引入水权、补偿、绩效评估等制度作为弹性约束变量,建立了完善的、反映系统中各主体耦合效应的水利生态系统可持续发展模型.基于智能工程的理论,定义了一系列智能工程算子及其串行、并行及混合等结构形态,形成了以智能工程算子为主体的模型求解方法.
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建立了反映水利生态系统状态的绩效评估指标体系,通过对指标的分析和评价,定义了绩效水平指数来定量表达系统的绩效水平.按照状态空间分类的方法进行绩效评估.建议采用静态与动态绩效评估相结合的方式,综合反映系统状态的变化规律和趋势.
建立了水利生态系统水量配置优化模型.将生态系统恢复所产生的价值用系统的绩效来反映,并且与生态供水的成本相联系,形成了基于多主体合作理念和协商平台的合理有效配水模式,通过协商平台,完成了水利生态系统的最优配水计算.建立了水利生态系统风险评价的模型,采用粗糙集理论、神经网络理论、蒙特卡罗模拟方法等构建了水利生态系统风险分析的集成模拟方法.在保障生态系统可持续的基础上,用可持续发展测度进行水利生态系统可持续发展状态的评估.由于可持续发展测度的计算考虑了风险因素的作用,能够更科学、合理地表达水利生态系统的发展状态.
最后,完成了案例中水利生态系统发展变化的数字模拟研究,描述了系统在不同工况下的可持续发展路径并作出了相应的评估.
综合上述,本文通过建模、分析、求解及实例验证,对水利生态系统的可持续发展机理进行了全面的研究,提出了科学、有效的评估模式,可以指导水利生态系统可持续发展的研究.
第五篇生态水利论文范文格式：面向河流生境改善的水库调度建模理论与方法研究
水资源是一种清洁可再生能源,它对人类社会经济发展起着举足轻重的作用.通过水利工程的建设和运行,人类对自然径流过程进行人工干预从而实现天然径流能量的转换和资源的重新分配.水利枢纽在防洪、供水、发电、航运、灌溉等方面产生了巨大的社会及经济效益.但是,大坝阻隔造成河道破碎化、片段化现象严重,水库的调度运行对水资源时空分布也产生了剧烈的改变,这些不利影响导致河流生态系统遭到较为严重的破坏,引发了一系列生态问题如库区富营养化、生物多样性下降、湿地退化等.随着生态问题的日益凸显以及社会环保意识的逐渐增强,如何通过水库合理运行减轻水利工程对生态系统造成的不利影响已成为水库调度研究领域中的热点问题.目前,我国已建大坝数量位居世界首位,大规模的流域水电建设对河流生态系统造成了严重甚至不可逆转的破坏.传统以经济效益最大化为核心的调度理念已无法适应实现河流生态环境保护与修复的工程需求,加之我国水库生态调度研究与实践起步较晚,因此亟需研究并发展具有科学性且符合我国国情的生态调度建模理论与方法.本文围绕长江中游主要水生态问题,以河流生境改善和修复为目标,采用生态水文学、生态水力学、复杂系统建模理论相结合的建模途径,对水库生态调度建模理论与方法进行了深入的研究,初步取得了以下具有理论意义及工程实际应用价值的研究成果.
(1)考虑到已有物理栖息地模型仅能在具有较完备生态监测资料河段使用的局限性,本文提出了基于Mamdani型模糊推理和基于自适应神经模糊系统的物理栖息地模拟方法.研究采用三角形网格上求解二维浅水方程的Godunov型有限体积模型进行流场模拟,从而计算得到栖息地内各单元的流速及水深.以此为基础,分别采用Mamdani型模糊推理机及自适应神经模糊系统将河流物理要素转换为适宜度,最终建立研究河段流量-加权可用面积关系曲线,并以此确定生态需水量.为验证模型有效性,以长江珍稀保护物种中华鲟为研究对象,对其葛洲坝下产卵场进行物理栖息地模拟.与已有研究及生态监测资料的对比结果表明,本文提出的模型可靠有效,有助于生态监测资料匮乏的河流开展相关生态保护及河流管理.
(2)以水利工程对河流天然径流过程的影响为切入点,采用水文变指标法、变异范围法、Mann-Kendall趋势检验法以及R/S法定量计算并分析了三峡梯级建设运行对河流生态水文特征的影响.此外,提出采用生态水力学指标评价水利工程对生态系统影响的方法,并以中华鲟为目标物种,定量评价了三峡水库蓄水对中华鲟自然繁殖的影响,从而为实施水库生态调度提供了理论支撑与数据支持.
(3)针对长江中游生境改善与修复的需求,提出了一种考虑多重生态需水的水库多目标生态调度模型.研究以月为时间尺度,考虑生态系统、四大家鱼产卵、中华鲟产卵的生态需水量及防止气体过饱和与河口咸潮入侵发生的临界流量,建立了以生态溢缺水量最小及年发电量最大为目标的水库多目标调度模型,采用智能优化算法对模型进行求解,快速得到了关于不同目标的非劣调度方案集,并以此为基础对各调度目标间的相互影响规律进行解析.研究结果表明,实施水库生态调度可在牺牲部分经济效益的同时,有效提高下游河流生态系统需水的保证率.研究成果可为三峡梯级水库实施生态调度提供理论支撑与技术指导.
(4)生态需水量计算方法众多,针对不同的对象和保护目标,可得到不同的河流生态需水量.由于生态系统的特殊性和复杂性,这些生态流量难以通过实验进行检验和确认.此外,径流在年内分配不均,使得河道内流量对生态系统健康的影响呈现高度非线性.针对这些问题,本文建立了基于Vague集相似度量的水库生态多目标调度模型.模型将适宜生态流量的边界定义为区间,将针对不同生态保护目标计算所得的生态流量纳入考虑,采用Vague集描述水库下泄流量对生态系统需求的满足程度,推求该满足程度Vague集与理想情况Vague集的相似度,建立了以该相似度最大为生态目标和年发电量最大的水库多目标生态调度模型.研究工作以三峡梯级为实例,进行了模拟仿真演算,取得了合理的结果.研究成果不仅丰富了水库生态调度的建模思路,而且也拓展了模糊数学在该领域的应用.
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生态水利引用文献:
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