1、河流通量學(xué)概述演講人：演講人：目錄頁CONTENTS PAGE 2 立項(xiàng)依據(jù)與科學(xué)目標(biāo)1 1主要科學(xué)問題2 2研究思路與技術(shù)路線3 34 4過渡頁TRANSITION PAGE 3 1立項(xiàng)依據(jù)和科學(xué)目標(biāo)河流健康的核心氣候變化與人類活動對河流影響河流主要存在問題河流通量學(xué)國際前沿學(xué)科立項(xiàng)核心理念立項(xiàng)基本思路立項(xiàng)科學(xué)目標(biāo) 4 1.1 河流健康的核心維持正常的物質(zhì)通量河流系統(tǒng)是生態(tài)( 生物) 系統(tǒng)、物理系統(tǒng)、生物地球化學(xué)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)構(gòu)成的綜合體系。 河流相聯(lián)系的河流生態(tài)系統(tǒng)的健康, 與河流相聯(lián)系的物理系統(tǒng)、生物地球化學(xué)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的健康； 其內(nèi)涵包括河道、流域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)

2、展與人類活動等三個方面的健康； 河流系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定性； 滿足基本水量的前提下, 具有穩(wěn)定的河道、適度的洪水、清潔的水質(zhì)、健康的流域生態(tài)系統(tǒng)和持續(xù)的造物能力； 健康河流體現(xiàn)人水和諧, 不僅關(guān)注河流的生態(tài)系統(tǒng), 也協(xié)調(diào)河流的服務(wù)功能, 包括供水、通航、行洪、輸沙等。河流健康涵義 5 1.1 河流健康的核心維持正常的物質(zhì)通量河流通量包括河流通量包括淡水通量泥沙通量溶解態(tài)營養(yǎng)鹽通量生源要素通量污染物質(zhì)通量等派生：從泥沙物質(zhì)的輸運(yùn)、沉降、沉積、再懸浮、再沉積的動力過程角度看 ,泥沙物質(zhì)的通量還包括水平(側(cè)向) 擴(kuò)散通量、垂直沉降通量、沉積通量和凈通量。核心思想：維持正常的河流物質(zhì)通量 維持

3、河流基本形態(tài)且水循環(huán)正常運(yùn)行的能力； 安全排泄一定量級洪水的能力； 保障人類一定經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平的水資源供給能力； 維護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)良性運(yùn)行的能力； 承載一定程度污染的能力。河流健康標(biāo)準(zhǔn)正常、穩(wěn)定正常、穩(wěn)定 6 1.1 河流健康的核心維持正常的物質(zhì)通量 利用泥沙運(yùn)動力學(xué)、河床演變、水文水資源學(xué)、生態(tài)環(huán)境等學(xué)科的有關(guān)理論, 采用資料分析、模型計(jì)算、理論研究等手段, 深入分析產(chǎn)生河流健康的主要影響因素及其靈敏度, 確定判別河流健康的指標(biāo), 這些指標(biāo)是維持河流健康的臨界閾值, 構(gòu)成了控制河流系統(tǒng)健康運(yùn)行的指標(biāo)體系。核心思想：維持正常的河流物質(zhì)通量 建立一套評估體系，評估在自然力與人類活動雙重作用下河

4、流演進(jìn)的長期過程中河流健康狀態(tài)的變化，通過管理工作，促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)向良性方向發(fā)展; 尋求一種相對的評估基準(zhǔn)點(diǎn)，從這個基準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，研究長期的河流健康狀況變化趨勢; 通過建立一種協(xié)商機(jī)制，在河流的開發(fā)者、保護(hù)者及社會公眾之間達(dá)成健康標(biāo)準(zhǔn)的共識，平衡水資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間的利益沖突.河流健康概念不是一個嚴(yán)格定義的科學(xué)概念，而是通俗意義上的管理評估工具。 7 1.2 氣候變化和人類活動對河流影響氣候變化和人類活動對河流系統(tǒng)造成極大影響大氣水循環(huán)改變；全球變暖，冰川融化；江河消失頻現(xiàn)；水資源分布兩極分化加??；暴雨、干旱天氣增加；河流溫度升高，影響淡水生態(tài)系統(tǒng)；河流系統(tǒng)土壤含水量減少；洪澇、干旱等災(zāi)害

5、頻繁；水土流失加劇等氣候變化（主要）過度開采、使用，水資源減少；水質(zhì)嚴(yán)重破壞；河流污染物、營養(yǎng)鹽問題；河流改道，引發(fā)侵蝕等災(zāi)害；河床人工破壞，破壞自然通量運(yùn)移等人類活動綜合作用綜合作用通量失衡 8 1.3 目前的主要問題水量變化：洪水、斷流泥沙變化：河流形態(tài)變化，河口三角洲退化溶質(zhì)變化：污染增加，富營養(yǎng)化系統(tǒng)性變化：水環(huán)境急劇惡化最重要問題：河流消亡 9 1.5 核心理念本項(xiàng)目立項(xiàng)的核心理念： 維護(hù)河流的合理物質(zhì)通量 維持河流通量不同組分的健康互動 10 1.6 基本思路我們的基本思路：多組分多相流河流通量模型多相：液、固、氣、溶質(zhì)；（相互轉(zhuǎn)化）各相組分：液相水、有機(jī)質(zhì)等；固相泥沙、生物體等；

6、氣相氧氣、二氧化碳等；溶質(zhì)相氨氮、磷、鎂等； 源匯項(xiàng)導(dǎo)致的組分量變； 不同組分的相互轉(zhuǎn)化； 不同組分的相互作用。多相組分任意組分變化分類 11 1.7 科學(xué)目標(biāo) “河流通量與調(diào)控”立項(xiàng)科學(xué)目標(biāo)u建立河流通量理論體系u建立河流通量過程的數(shù)值模擬方法u建立河流通量調(diào)控優(yōu)化系統(tǒng) 大陸的環(huán)境變遷和氣候變化 人類活動的發(fā)展史和文明史 海洋動力環(huán)境示蹤 區(qū)域氣候、環(huán)境突變事件成因的沉積通量解釋解決解決過渡頁TRANSITION PAGE 12 2主要科學(xué)問題河流通量源及其變化特征河流通量變化過程理論河流通量多效應(yīng)分析河流通量數(shù)值模擬方法河流通量配置與調(diào)控 13 2.1 河流通量源及其變化特征液相固相溶質(zhì)相

7、組分水：坡面產(chǎn)流過程、坡面及溝道匯流過程等組分泥沙：土壤侵蝕、泥沙運(yùn)動力學(xué)等點(diǎn)源、面源污染從河流通量的角度出發(fā)，將研究對象放在河流通量組分層面，不僅探討研究對象的變化，更側(cè)重于其他組分之間的互動關(guān)系與已有研究不同 14 2.2 河流通量變化過程理論 各種源匯項(xiàng)效應(yīng)導(dǎo)致的組分量變：河流關(guān)系、泥沙沉積 不同組分的相互轉(zhuǎn)化 不同組分的相互作用：泥沙運(yùn)動力學(xué)河流動力學(xué)（水與沙相互作用）污染物對流擴(kuò)散（水與溶質(zhì)相互作用）建立一套描述所有組分完整過程的統(tǒng)一方程最終目的 15 2.3 河流通量多效應(yīng)分析 通量特定組分的單一效應(yīng) 通量不同組分的組合效應(yīng)不同組分耦合產(chǎn)生的多尺度多方面效應(yīng)側(cè)重點(diǎn) 16 2.4 河流通量數(shù)值模擬方法具體數(shù)值模擬方法分類情況： 按尺度分 按方法分 按模擬區(qū)域分建立起多尺度、多介質(zhì)、多過程、多效應(yīng)的綜合模擬方法體系最終目的 17 2.5 河流通量配置與調(diào)控 以水為例：水庫群聯(lián)合調(diào)度