河流通量学概述

1、河流通量学概述演讲人：演讲人：目录页CONTENTS PAGE 2 立项依据与科学目标1 1主要科学问题2 2研究思路与技术路线3 34 4过渡页TRANSITION PAGE 3 1立项依据和科学目标河流健康的核心气候变化与人类活动对河流影响河流主要存在问题河流通量学国际前沿学科立项核心理念立项基本思路立项科学目标 4 1.1 河流健康的核心维持正常的物质通量河流系统是生态( 生物) 系统、物理系统、生物地球化学系统和社会经济系统构成的综合体系。 河流相联系的河流生态系统的健康, 与河流相联系的物理系统、生物地球化学系统和社会经济系统的健康； 其内涵包括河道、流域生态环境系统和流域社会经济发

2、展与人类活动等三个方面的健康； 河流系统自身结构和功能的相对稳定性； 满足基本水量的前提下, 具有稳定的河道、适度的洪水、清洁的水质、健康的流域生态系统和持续的造物能力； 健康河流体现人水和谐, 不仅关注河流的生态系统, 也协调河流的服务功能, 包括供水、通航、行洪、输沙等。河流健康涵义 5 1.1 河流健康的核心维持正常的物质通量河流通量包括河流通量包括淡水通量泥沙通量溶解态营养盐通量生源要素通量污染物质通量等派生：从泥沙物质的输运、沉降、沉积、再悬浮、再沉积的动力过程角度看 ,泥沙物质的通量还包括水平(侧向) 扩散通量、垂直沉降通量、沉积通量和净通量。核心思想：维持正常的河流物质通量 维持

3、河流基本形态且水循环正常运行的能力； 安全排泄一定量级洪水的能力； 保障人类一定经济社会发展水平的水资源供给能力； 维护河流生态系统良性运行的能力； 承载一定程度污染的能力。河流健康标准正常、稳定正常、稳定 6 1.1 河流健康的核心维持正常的物质通量 利用泥沙运动力学、河床演变、水文水资源学、生态环境等学科的有关理论, 采用资料分析、模型计算、理论研究等手段, 深入分析产生河流健康的主要影响因素及其灵敏度, 确定判别河流健康的指标, 这些指标是维持河流健康的临界阈值, 构成了控制河流系统健康运行的指标体系。核心思想：维持正常的河流物质通量 建立一套评估体系，评估在自然力与人类活动双重作用下河

4、流演进的长期过程中河流健康状态的变化，通过管理工作，促进河流生态系统向良性方向发展; 寻求一种相对的评估基准点，从这个基准点出发，研究长期的河流健康状况变化趋势; 通过建立一种协商机制，在河流的开发者、保护者及社会公众之间达成健康标准的共识，平衡水资源开发与环境保护之间的利益冲突.河流健康概念不是一个严格定义的科学概念，而是通俗意义上的管理评估工具。 7 1.2 气候变化和人类活动对河流影响气候变化和人类活动对河流系统造成极大影响大气水循环改变；全球变暖，冰川融化；江河消失频现；水资源分布两极分化加剧；暴雨、干旱天气增加；河流温度升高，影响淡水生态系统；河流系统土壤含水量减少；洪涝、干旱等灾害

5、频繁；水土流失加剧等气候变化（主要）过度开采、使用，水资源减少；水质严重破坏；河流污染物、营养盐问题；河流改道，引发侵蚀等灾害；河床人工破坏，破坏自然通量运移等人类活动综合作用综合作用通量失衡 8 1.3 目前的主要问题水量变化：洪水、断流泥沙变化：河流形态变化，河口三角洲退化溶质变化：污染增加，富营养化系统性变化：水环境急剧恶化最重要问题：河流消亡 9 1.5 核心理念本项目立项的核心理念： 维护河流的合理物质通量 维持河流通量不同组分的健康互动 10 1.6 基本思路我们的基本思路：多组分多相流河流通量模型多相：液、固、气、溶质；（相互转化）各相组分：液相水、有机质等；固相泥沙、生物体等；

6、气相氧气、二氧化碳等；溶质相氨氮、磷、镁等； 源汇项导致的组分量变； 不同组分的相互转化； 不同组分的相互作用。多相组分任意组分变化分类 11 1.7 科学目标 “河流通量与调控”立项科学目标u建立河流通量理论体系u建立河流通量过程的数值模拟方法u建立河流通量调控优化系统 大陆的环境变迁和气候变化 人类活动的发展史和文明史 海洋动力环境示踪 区域气候、环境突变事件成因的沉积通量解释解决解决过渡页TRANSITION PAGE 12 2主要科学问题河流通量源及其变化特征河流通量变化过程理论河流通量多效应分析河流通量数值模拟方法河流通量配置与调控 13 2.1 河流通量源及其变化特征液相固相溶质相

7、组分水：坡面产流过程、坡面及沟道汇流过程等组分泥沙：土壤侵蚀、泥沙运动力学等点源、面源污染从河流通量的角度出发，将研究对象放在河流通量组分层面，不仅探讨研究对象的变化，更侧重于其他组分之间的互动关系与已有研究不同 14 2.2 河流通量变化过程理论 各种源汇项效应导致的组分量变：河流关系、泥沙沉积 不同组分的相互转化 不同组分的相互作用：泥沙运动力学河流动力学（水与沙相互作用）污染物对流扩散（水与溶质相互作用）建立一套描述所有组分完整过程的统一方程最终目的 15 2.3 河流通量多效应分析 通量特定组分的单一效应 通量不同组分的组合效应不同组分耦合产生的多尺度多方面效应侧重点 16 2.4 河流通量数值模拟方法具体数值模拟方法分类情况： 按尺度分 按方法分 按模拟区域分建立起多尺度、多介质、多过程、多效应的综合模拟方法体系最终目的 17 2.5 河流通量配置与调控 以水为例：水库群联合调度