長江科學(xué)院流域水環(huán)境和水生態(tài)研究回顧與展望

李青云，黃 茁，黃 薇，譚德寶，范北林

(長江科學(xué)院 a.流域水環(huán)境研究所;b.水資源綜合利用研究所;c.空間信息技術(shù)應(yīng)用研究所;d.河流研究所，武漢 430010)

1 概述

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及水資源開發(fā)力度不斷加大，我國正面臨著水資源短缺、水環(huán)境惡化、水生態(tài)退化等問題。這些問題不僅直接影響人們的生活質(zhì)量，更制約著流域社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，流域水資源開發(fā)和利用中要加強(qiáng)水資源保護(hù)，應(yīng)進(jìn)一步改善水環(huán)境和生態(tài)。

長江科學(xué)院以水利水電科學(xué)研究為主，為國家水利事業(yè)，長江流域治理、保護(hù)、開發(fā)以及水行政管理提供科技支撐。在圍繞重大水利水電項目工程科研問題的同時，長江科學(xué)院也逐步關(guān)注并研究了與工程相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題。與此同時，逐步設(shè)置了與水環(huán)境、水生態(tài)相關(guān)的研究專業(yè)和機(jī)構(gòu)。2002年前后，根據(jù)社會需求和專業(yè)發(fā)展的需要，成立了一批公益性研究所，如長江流域水旱災(zāi)情與生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測研究所(后改名為空間信息技術(shù)應(yīng)用研究所)、水資源綜合利用研究所、水土保持研究所;2009年，根據(jù)新的形勢和學(xué)科發(fā)展需要，經(jīng)長江水利委員會批準(zhǔn)，新組建了流域水環(huán)境研究所，該所按照科技創(chuàng)新的要求配置高端人才，專門從事流域水環(huán)境及生態(tài)相關(guān)領(lǐng)域的跨學(xué)科研究應(yīng)用工作。

本文綜合回顧了長江科學(xué)院相關(guān)專業(yè)所近10年來在水環(huán)境與生態(tài)水利方面的科研工作，并對流域水環(huán)境研究所的專業(yè)定位和研究方向進(jìn)行介紹和展望。

2 研究回顧

2.1 健康長江研究

2.1.1 健康長江評價指標(biāo)體系研究

當(dāng)前河流生態(tài)系統(tǒng)不斷受到人類活動的干擾和損害，恢復(fù)和維持一個健康的河流生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)成為近年來河流環(huán)境管理的重要目標(biāo)。

河湖健康評價是20世紀(jì)90年代以來在西方發(fā)達(dá)國家興起的流域綜合管理的技術(shù)手段，是河湖生態(tài)系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容，對實(shí)現(xiàn)水資源綜合管理和流域生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)具有重要意義。為貫徹“維護(hù)健康長江，促進(jìn)人水和諧”為基本宗旨的治江新理念，在水利部第一批公益性行業(yè)科研專項“健康長江指標(biāo)體系的建立及其應(yīng)用研究”(項目編號:200701010)資助下，長江科學(xué)院健康長江課題組，圍繞“保障防洪安全、合理開發(fā)利用、維系優(yōu)良生態(tài)、穩(wěn)定河勢河床”4大目標(biāo)，針對長江水循環(huán)特點(diǎn)和水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，以河流生態(tài)與環(huán)境自然評價指標(biāo)為重點(diǎn)，初步建立了長江健康評價的指標(biāo)體系及指標(biāo)數(shù)據(jù)庫;應(yīng)用該套評價指標(biāo)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)，對長江的健康狀況進(jìn)行了全面評價及預(yù)測;開展了指標(biāo)體系的應(yīng)用保障制度研究。該項目首次對健康長江的內(nèi)涵、評價指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)、評價標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究;同時針對長江流域的資源、環(huán)境等特點(diǎn)，應(yīng)用水利工程學(xué)、系統(tǒng)理論、生態(tài)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等多學(xué)科理論與方法，提出了采用多口徑尺度評價河流健康的方法和標(biāo)準(zhǔn)。項目部分成果已應(yīng)用到《長江流域綜合規(guī)劃》修編中，為長江開發(fā)、保護(hù)和管理提供了重要參考。

2.1.2 河流生態(tài)完整性評價

生態(tài)完整性評價是河湖健康評價的核心。生態(tài)完整性研究能夠快捷準(zhǔn)確地反映出水電工程建設(shè)對保護(hù)區(qū)生境影響的程度和趨勢，客觀的評價結(jié)果將有助于化解民眾對于水電建設(shè)影響程度的擔(dān)憂與質(zhì)疑。

受中國長江三峽集團(tuán)公司委托，長江科學(xué)院和中國科學(xué)院水生生物研究所合作進(jìn)行了“長江上游珍稀特有魚類國家級自然保護(hù)區(qū)生態(tài)完整性研究”，在保護(hù)區(qū)及其毗鄰水域開展生境結(jié)構(gòu)與環(huán)境條件調(diào)查，從歷史與現(xiàn)狀2個層面進(jìn)行分析，全面評價目標(biāo)區(qū)域的生態(tài)完整性。主要內(nèi)容包括:建立水生生態(tài)系統(tǒng)完整性評價框架體系，結(jié)合長江上游珍稀特有魚類國家級自然保護(hù)區(qū)現(xiàn)狀與監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定生態(tài)完整性評價的技術(shù)方法與有效指標(biāo)，建立保護(hù)區(qū)水域生態(tài)完整性框架評價體系，利用上述建立的綜合評價方法，通過蓄水前后的評價指標(biāo)比較，結(jié)合重點(diǎn)保護(hù)對象種群現(xiàn)狀，客觀地評價保護(hù)區(qū)實(shí)際保護(hù)效果，并對保護(hù)區(qū)的適應(yīng)性管理提供建議。

2.2 河流生態(tài)需水量及生態(tài)調(diào)度研究

生態(tài)系統(tǒng)對水的需求是近十幾年最熱門的研究內(nèi)容之一。研究的熱點(diǎn)已從河流生態(tài)基流(最小生態(tài)需水量)的單一指標(biāo)，轉(zhuǎn)向考慮滿足生態(tài)全過程需求的生態(tài)水過程(水位過程和流量過程)。同時，旨在滿足大壩下游關(guān)鍵水生生物生態(tài)水力學(xué)條件(如產(chǎn)卵要求等)的生態(tài)調(diào)度研究也受到廣泛重視。

2.2.1 河流生態(tài)環(huán)境流量

在世界自然基金會(WWF)資助下，開展了中國河流生態(tài)環(huán)境流量的系統(tǒng)研究，從河流生態(tài)系統(tǒng)需求的角度，結(jié)合我國河流特點(diǎn)及其服務(wù)功能，對環(huán)境流量的定義和內(nèi)涵進(jìn)行了論述;結(jié)合我國河流的地帶性分布、水文特征、河流所面臨的生態(tài)環(huán)境問題和水資源管理現(xiàn)狀，對我國河流進(jìn)行了環(huán)境流量分區(qū)，并分區(qū)討論了適合我國和長江流域河流特點(diǎn)的環(huán)境流量確定方法，以長江流域為典型案例，討論了如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境流量的管理。并于2011年6月份出版了《中國環(huán)境流研究與實(shí)踐》一書，研究成果引起了社會的廣泛關(guān)注。

此外，在“健康長江河道生態(tài)環(huán)境需水滿足程度研究”項目中，對長江流域不同類型河流上河道生態(tài)環(huán)境需水量的計算方法進(jìn)行了探討;計算了代表性河道生態(tài)環(huán)境需水量與河道生態(tài)環(huán)境需水滿足程度，并分析了人類活動的影響，根據(jù)計算結(jié)果，對長江流域各代表性河段的健康狀況進(jìn)行了評價。

2.2.2 水庫生態(tài)調(diào)度研究

水庫在為人類帶來經(jīng)濟(jì)與社會效益的同時，也對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的脅迫。為減緩水庫運(yùn)行對河流生態(tài)環(huán)境的影響，開展生態(tài)調(diào)度已成為流域管理的一項重要內(nèi)容。

在國家自然科學(xué)基金重大項目(30490235)、國家科技支撐項目(2006BAB05B02)的資助下，以河流生態(tài)需水理論為基礎(chǔ)，初步提出了長江流域典型斷面的生態(tài)流量過程，建立了考慮生態(tài)流量需求的梯級水庫多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，探討了實(shí)施流域生態(tài)調(diào)度的相關(guān)管理體制與機(jī)制。結(jié)合三峽工程和長江中下游水生生態(tài)系統(tǒng)，特別是“四大家魚”的生境需求，采用平面二維水流泥沙數(shù)學(xué)模型和生態(tài)調(diào)度的研究成果，預(yù)測了三峽工程運(yùn)用初期，河段沖淤變化規(guī)律及其對河勢、水位、流速流態(tài)等水沙環(huán)境的影響，研究了三峽工程的生態(tài)調(diào)度及對策措施;針對目前水庫生態(tài)調(diào)度存在的問題和困難，研究認(rèn)為建立科學(xué)合理的管理體制和機(jī)制是實(shí)施流域內(nèi)水庫生態(tài)調(diào)度管理的關(guān)鍵，并對建立長江流域梯級水庫生態(tài)調(diào)度的管理體制和機(jī)制提出了建議。

2007年中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項目“水庫生態(tài)調(diào)度理論、方法和應(yīng)用研究”，用河流水文變化評價的IHA指標(biāo)和RVA方法評價和預(yù)測了金沙江下游、長江中游和漢江在水利工程運(yùn)行前后的水文變化情況;初步建立了水庫生態(tài)調(diào)度的優(yōu)化模型，提出了求解方法;針對長江流域的典型水庫，開展了生態(tài)調(diào)度的實(shí)例研究;研究提出了水庫生態(tài)調(diào)度的總體目標(biāo)、基本原則、實(shí)施步驟和管理機(jī)制。

2.3 水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境影響

目前，我國的水利水電建設(shè)在經(jīng)歷了以技術(shù)約束、資金約束和市場約束為主的時期后，正進(jìn)入生態(tài)和環(huán)境約束占重要地位的時期。在水利工程建設(shè)中如何趨利弊害，改變以往的某些工程理念，改進(jìn)工程的設(shè)計規(guī)劃方法，使未來的水利工程不但能滿足人的需求，也能兼顧生態(tài)系統(tǒng)健康與穩(wěn)定，這些問題是擺在現(xiàn)代水利工作者面前的重要課題。目前，發(fā)達(dá)國家的科學(xué)家和工程師正在深入研究水文、水質(zhì)等各種因子與水域生物群落及生境的相關(guān)關(guān)系，其中水利工程對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的影響問題研究也成為其中的熱點(diǎn)。長江科學(xué)院在這方面的研究工作主要集中于河流梯級開發(fā)及生態(tài)環(huán)境累積影響和不同時空間尺度涉水工程生態(tài)環(huán)境影響研究兩方面。

2.3.1 河流梯級開發(fā)及生態(tài)環(huán)境累積影響

水利部現(xiàn)代水利科技創(chuàng)新項目專題“長江流域水資源開發(fā)利用對生態(tài)與環(huán)境的疊加累積效應(yīng)研究”(2005－2007年)，從維系流域生態(tài)系統(tǒng)完整性、生物多樣性的角度出發(fā)，研究了長江流域梯級水庫建設(shè)和運(yùn)行調(diào)度對水生物的阻隔作用、對長江水生物生境要素的累積疊加影響;分析了流域水資源開發(fā)利用對典型濕地生境及其生物的影響，對濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響，流域水資源開發(fā)利用對長江口生境要素及生物群落的疊加影響等。

2.3.2 不同時空尺度涉水工程生態(tài)環(huán)境影響研究

2007年中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項目“千年時間尺度涉水工程生態(tài)環(huán)境影響回溯方法研究”，把具有千年時間尺度的古代涉水工程的生態(tài)環(huán)境演變過程看作是在千百年來的歷史原型上的實(shí)驗，對古代涉水工程的類型及其對生態(tài)環(huán)境影響特點(diǎn)進(jìn)行研究;探討了建立多角度、多學(xué)科交叉的生態(tài)環(huán)境評價研究平臺的手段與方法。這些探索工作為進(jìn)一步認(rèn)識涉水工程對環(huán)境生態(tài)影響的規(guī)律以及生態(tài)環(huán)境的影響預(yù)測和對策制定，有較大的啟發(fā)和參考價值。

水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費(fèi)項目(201101027)“農(nóng)村水電生態(tài)環(huán)境影響評價及保護(hù)對策研究”，重點(diǎn)以我國西南地區(qū)的農(nóng)村水電(5萬kW以下)為例，進(jìn)行農(nóng)村水電開發(fā)的區(qū)域分布與發(fā)展趨勢研究;分析農(nóng)村水電站(群)生態(tài)環(huán)境的正負(fù)效應(yīng)，研究了農(nóng)村水電站生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系和評價準(zhǔn)則;研究了生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合評價方法、模型和軟件;研究提出農(nóng)村水電站環(huán)保設(shè)計技術(shù)及方法，以及符合國情的農(nóng)村水電站生態(tài)補(bǔ)償措施。通過本項目研究，為開展農(nóng)村水電生態(tài)環(huán)境影響評價提供科學(xué)方法，為農(nóng)村水電環(huán)保設(shè)計提供應(yīng)用技術(shù)，為制定農(nóng)村水電站(群)生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償政策提供理論依據(jù)，為制定農(nóng)村水電開發(fā)、運(yùn)行和管理的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。

2.3.3 水電開發(fā)對濕地生態(tài)的影響

隨著三峽水利工程建成運(yùn)行以及長江上游干流梯級水庫的規(guī)劃建設(shè)，水利工程對洞庭湖、翻陽湖濕地的疊加累積影響正逐步顯露，其主要表現(xiàn)為泥沙對兩湖濕地演化的影響，水文變化對兩湖生物、生境的影響。

在現(xiàn)代水利科技創(chuàng)新項目(XDS2004－02－3)資助下，開展了“水利工程建設(shè)對洞庭湖及鄱陽湖濕地的影響研究”，項目主要論述了水利工程建設(shè)對兩湖灘地、植被、越冬珍稀水鳥、魚類的影響等。研究結(jié)果表明:對洞庭湖，長江干流水利工程減緩了濕地正向演化的速度，但卻加重了濕地正向演化最終的萎縮程度;對鄱陽湖，長江干流水利工程破壞了現(xiàn)有的泥沙沖淤準(zhǔn)動態(tài)平衡過程，大大加速了濕地正向演化的速度。

2.4 水域納污能力計算與評價

長江中下游水功能區(qū)類型較多，面臨的水環(huán)境和生態(tài)問題也較突出。為了客觀、準(zhǔn)確地對各水功能區(qū)水質(zhì)、生態(tài)健康等方面做出評價，需要建立較為完善和可靠的評價指標(biāo)體系，掌握不同水環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對于水域納污能力計算和評價，以及水污染控制和水環(huán)境治理具有重要意義。

其中H為X帶寬矩陣,h為Y的帶寬體(X,Y)的核密度估計,p0(x,y)為聯(lián)合先驗過程的期望概率密度函數(shù).

在中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助下，開展了“水域納污能力計算關(guān)鍵技術(shù)研究”，研究了多沙河流中污染物擴(kuò)散、降解規(guī)律，識別和界定影響污染物擴(kuò)散和降解的因子，典型河道污染物遷移模擬和水域納污能力大小計算方法。通過試驗方式和數(shù)值模擬方式建立污染物遷移、轉(zhuǎn)化與各影響因子之間的量化關(guān)系，將擴(kuò)散與降解研究的成果在數(shù)值模型中耦合，開展污染物遷移轉(zhuǎn)化模擬，并根據(jù)研究區(qū)水質(zhì)目標(biāo)確定污染物排放量，為長江中下游開展更為準(zhǔn)確的納污能力計算提供新思路和新方法。

在水利部公益性行業(yè)科研專項項目“長江中下游干流納污總量控制研究”資助下，開展了水功能區(qū)評價指標(biāo)和評價方法研究。在對研究范圍內(nèi)省界緩沖區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)等重點(diǎn)水功能區(qū)水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)落實(shí)情況進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)流域水功能區(qū)劃和現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)情況，以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，規(guī)范水功能區(qū)監(jiān)測的制度、方法，研究提出水功能區(qū)評價指標(biāo)和評價方法，建立水功能區(qū)評價指標(biāo)體系。

2.5 水環(huán)境監(jiān)測及突發(fā)性水污染應(yīng)急事故

2.5.1 水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

常規(guī)的水環(huán)境監(jiān)測通常分為理化監(jiān)測和生物監(jiān)測2種。生物監(jiān)測水質(zhì)技術(shù)是利用水生物對水體有害物質(zhì)的敏感性，通過對不同水生物在不同水質(zhì)環(huán)境條件下相應(yīng)的活動變化狀況，測定或分析得出水質(zhì)的定性評價結(jié)果，同時生物監(jiān)測還可以反映多種有毒物質(zhì)的綜合作用。

在人力資源與社會保障部留學(xué)人員科技活動項目“藻探針的急性毒性特征響應(yīng)機(jī)理研究”中，根據(jù)微藻對毒性物質(zhì)的光合作用響應(yīng)原理，應(yīng)用國際先進(jìn)技術(shù)手段，創(chuàng)新地提出了利用藻的光合作用響應(yīng)辨析污染物的新思路，根據(jù)微藻對污染物質(zhì)的生物反應(yīng)特性，實(shí)驗測量了重金屬、有機(jī)物、農(nóng)藥等物質(zhì)單一及聯(lián)合作用對四尾柵藻葉綠素濃度、光能轉(zhuǎn)化效率等的影響，重點(diǎn)研究了在30min之內(nèi)污染物對藻體產(chǎn)生的急性毒性效應(yīng);結(jié)合長江某區(qū)域“水華”實(shí)地取樣檢測，進(jìn)行了急性毒性分析技術(shù)在天然水體監(jiān)測中的應(yīng)用，該成果解決了目前尚難以掌握的水質(zhì)綜合毒性分析中污染快速識別問題，對于完善水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)、提高水環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警能力具有較高的理論意義和應(yīng)用價值。

2.5.2 突發(fā)性水污染應(yīng)急響應(yīng)

突發(fā)性水污染事故頻發(fā)，已經(jīng)引起全社會的高度重視，目前我國以流域尺度為對象的水污染事故應(yīng)急管理信息系統(tǒng)的研究還較鮮見。

在科技部社會公益研究專項“三峽水庫突發(fā)性水污染事件應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)研究”項目中，運(yùn)用“3S”技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三位虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信等先進(jìn)手段，按照突發(fā)性水污染事故應(yīng)急管理體系的要求，運(yùn)用水動力學(xué)及水污染數(shù)值模型及“3S”技術(shù)，研究實(shí)現(xiàn)基于三維虛擬環(huán)境的突發(fā)性水污染物擴(kuò)散仿真技術(shù)，并構(gòu)建突發(fā)性水污染應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)，為保障三峽水庫水質(zhì)安全，最大程度地減少突發(fā)性水污染事件可能造成的危害提供先進(jìn)可靠的技術(shù)支持。該研究的成果已在長江三峽庫區(qū)萬州段獲得了實(shí)際應(yīng)用。

2.6 水環(huán)境模擬和應(yīng)用

長江科學(xué)院承擔(dān)過長江水環(huán)境評價和保護(hù)、三峽水庫水環(huán)境問題和數(shù)值模擬研究。主持的水利部“948”項目“基于OpenMI的綜合流域水環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)”，開展了水環(huán)境模擬、預(yù)警平臺建設(shè)以及水環(huán)境健康評價指標(biāo)體系的研究。開發(fā)了基于EFDC的調(diào)水調(diào)沙軟件，使用EFDC軟件開展了湘江、松花江等河流的突發(fā)性污染事故模擬研究工作，開展了三峽庫區(qū)整體一維水、沙、污染物耦合模擬，以此為基礎(chǔ)預(yù)測了三峽工程蓄水后水環(huán)境變化，在一維、二維以及三維水沙、水溫、水質(zhì)等方面的數(shù)學(xué)模型技術(shù)研究等方面積累了豐富的經(jīng)驗，對非點(diǎn)源模型SWAT的建模機(jī)理與應(yīng)用也有較深入的研究基礎(chǔ)。

2.7 農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)控與防治

農(nóng)業(yè)面源污染主要指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動引起的各種污染物(沉淀物、營養(yǎng)物、農(nóng)藥、鹽分和病菌等)以低濃度、大范圍的形式對土壤和水圈的污染。與點(diǎn)源污染(集中排放污水)相比，面源污染具有發(fā)生隨機(jī)性、污染物排放時間及途徑不確定性、污染負(fù)荷時空差異性大等特點(diǎn)，防治比較困難。

在科技部社會公益研究專項(2005DIB4J061)、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目和2008年國土整治事業(yè)費(fèi)等項目資助下，開展了村鎮(zhèn)面源污染監(jiān)測信息系統(tǒng)示范建設(shè)，利用全數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等現(xiàn)代化高新技術(shù)構(gòu)建了村鎮(zhèn)面源污染監(jiān)測信息系統(tǒng)，應(yīng)用該系統(tǒng)可對村鎮(zhèn)面源污染進(jìn)行模擬和動態(tài)監(jiān)測。利用生物浮島技術(shù)開展了農(nóng)業(yè)面源污染治理研究。還以長江流域為例，深入剖析了流域內(nèi)主要面源污染物來源區(qū)特點(diǎn)，以及農(nóng)業(yè)面源污染對流域水環(huán)境的影響;開展了面向流域可持續(xù)發(fā)展要求的流域水環(huán)境政策法規(guī)研究，對水環(huán)境保護(hù)立法、面源污染防治條例及配套政策和市場機(jī)制進(jìn)行了研究;依據(jù)循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本理念，討論了適合于我國的可持續(xù)發(fā)展循環(huán)性生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。

2.8 其他研究工作

除上述研究范疇外，長江科學(xué)院還陸續(xù)開展了“跨流域調(diào)水對生態(tài)環(huán)境的影響及對策”，“城市化過程中的水環(huán)境問題研究綜述”，“長江流域城市污水處理現(xiàn)狀與節(jié)水效應(yīng)淺析”，“水庫溫室氣體排放問題”和“流域水環(huán)境保護(hù)政策與法規(guī)探討”等研究。

3 流域水環(huán)境研究展望

眾所周知，流域是一個整體，它由若干子流域組成，以水為載體的水循環(huán)、土壤流失、污染物和營養(yǎng)物的循環(huán)等都是在流域整體內(nèi)完成的。這些物質(zhì)的循環(huán)對流域的資源、環(huán)境、生態(tài)都有很大的影響。只有從流域角度，才能完整地研究這些物質(zhì)的循環(huán)過程，進(jìn)而對流域水環(huán)境的規(guī)劃、管理和治理提供科技支撐。

鑒于上述認(rèn)識，結(jié)合水利行業(yè)優(yōu)勢和單位特點(diǎn)，長江科學(xué)院流域水環(huán)境研究所的主要研究定位是:以流域為單元，研究各類物質(zhì)產(chǎn)生的“源”和“匯”及其在流域內(nèi)的循環(huán)過程和平衡條件，在此基礎(chǔ)上，研究流域水環(huán)境的演變過程及規(guī)律，開發(fā)水環(huán)境與生態(tài)的治理和修復(fù)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)流域水資源的可持續(xù)利用提供技術(shù)支撐。

主要研究方向展望如下:

(1)流域水環(huán)境演變研究:從流域尺度上全面系統(tǒng)地研究、評價水環(huán)境特征和背景濃度，建立流域、區(qū)域水環(huán)境安全控制背景濃度或者基準(zhǔn)，提出長江水環(huán)境安全閾值;研究流域尺度的氮磷循環(huán)規(guī)律;開展全球氣候變化下長江流域環(huán)境演變問題。

(2)流域水環(huán)境規(guī)劃與管理研究:根據(jù)現(xiàn)行流域與區(qū)域相結(jié)合的水資源保護(hù)機(jī)制體制的不足，及其對水資源保護(hù)事業(yè)發(fā)展的制約，從促進(jìn)流域水資源保護(hù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用的角度，開展水資源保護(hù)管理機(jī)制體制相關(guān)研究，研究提出可以滿足新形勢的流域水環(huán)境管理理論、制度和法律法規(guī)等。

(3)水體納污能力計算及流域水功能區(qū)水環(huán)境模擬技術(shù):重點(diǎn)研究典型自然背景條件下河流納污能力的計算方法;研究湖泊動態(tài)納污能力計算中流速、降解系數(shù)等參數(shù)確定的理論方法;研究不同環(huán)境管理的要求和管理模式下，納污能力計算中邊界條件的合理取值方法和關(guān)鍵技術(shù);研究復(fù)雜條件下水域納污能力計算中動態(tài)因子的定量控制關(guān)系及模擬技術(shù)研究。

(4)流域水環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)技術(shù):研究流域尺度的水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)技術(shù)，重點(diǎn)研究面源污染綜合防控工程技術(shù)和湖泊大面積受污水體的快速修復(fù)和應(yīng)急處理技術(shù);在面源污染綜合防控工程技術(shù)研究中，重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)清潔小流域建設(shè)技術(shù)體系集成研究。

(5)流域水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境影響評價理論和方法:生態(tài)效應(yīng)的逐漸顯現(xiàn)使水利工程的長期生態(tài)環(huán)境影響受到高度重視。擬著重對長江流域重點(diǎn)工程建設(shè)和運(yùn)行中的生態(tài)環(huán)境影響跟蹤監(jiān)測與研究，客觀揭示不同尺度水利工程生態(tài)環(huán)境影響的方式、程度及其變化規(guī)律。

［1］陳 進(jìn)，黃 薇.水資源與長江的生態(tài)環(huán)境［M］.北京:中國水利水電出版社，2008.(CHEN Jin，HUANG Wei.Water Resources and Ecological Environment of Yangtze River［M］.Beijing:China Water Power Press，2008.(in Chinese))

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