發(fā)布時間：2024-01-02 10:36:44
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的水文與水資源工程研究方向樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：通江水文站；國家級水文站；二類；駐測
為了加快推進傳統(tǒng)水文向現(xiàn)代水文轉變、從行業(yè)水文向社會水文轉變，為水利和經濟社會發(fā)展提供可靠支撐。按照“巡測優(yōu)先、駐巡結合、測報自動、應急補充”的思路進行測驗管理體制創(chuàng)新，對水文測站分類管理和測驗方式進行分析，以達到簡化水文工作流程，減輕工作負擔，有效利用人力、物力資源，充分運用信息技術、空間技術等現(xiàn)代科技手段，全面提升水文監(jiān)測的自動化水平，以便能夠提供更加準確可靠地水文數據。實現(xiàn)水文信息采集自動化、傳輸網絡化、處理科學化的目的，對通江水文站測驗方式加以分析。
1 測站概況
通江水文站位于四川省通江縣春在鄉(xiāng)秦家?guī)X村，坐標位置東經：107°15′，北緯：31°54′。該站設于2002年，集水面積約6455km2，距河口距離86km，是建立在長江流域渠江水系通江干流上的國家級重要水文站，距上游大小通江匯合口處大約6.5km，作為通江流域的控制站，該站承擔著各項水文基本資料收集任務及下游各地的防汛任務。
通江水文站位于通江干流，流域水系發(fā)達，水量充沛，上游分別建有大通江的九浴溪電站、小通江的石牛嘴電站，在2002-2009年，測驗河段為自然河段，河床由石板、亂石組成，兩岸為基石，基本測流斷面順治長約1km，下游200m有彎道為高中水控制，下游1400m有淺灘為低水控制，受上游大小通江流域的電站影響，水位變化頻繁，最低水位在328.5m左右，最高水在343.5m左右，儆詼剛嵌嘎湫禿傭巍2009年后，下游4km處修建有高坑電站，使得本站完全處于電站的庫區(qū)，導致該站水位抬高10.5m左右，洪水過程受電站閘門開啟高度及電站發(fā)電流量影響。2014年通江水文站上游100m處建有春載大橋，在河中修建有5座橋墩，對洪水過程有一定的抑制作用，自2009年電站蓄水以來，受調洪影響，水位變化頻繁，最大變幅為5.87m，一般水位變幅接近3m。
通江水文站屬于國家級重要水文站，自建站以來，流量和泥沙一直按照一類精度站的要求觀測。
2 設站功能分析調整
通江水文站承擔著各項水文基本資料收集任務，包括水位、流量、蒸發(fā)、降水、泥沙、水質和墑情等項目，由于通江水文站建站時間不長，中高低水受電站影響大，線性不規(guī)律，并且地理位置處于通江縣城下游，是通江流域的控制站，對大小通江流域沿線及下周城市的水清預報作用較大，承擔著巴中市內通江縣、平昌縣、達州市、四川省防辦、長江委的防汛任務，所以測站功能不做調整。
3 監(jiān)測項目分析調整
通江水文站測驗項目有水位、流量、蒸發(fā)、降水、泥沙、水質和墑情。由于收集到的資料系列不長，水位、流量、降水等仍需繼續(xù)觀測，通江流域只有該站設有蒸發(fā)和墑情，鑒于通江水文站目前的測站功能和測驗任務，對通江水文站的測驗項目不做調整。
4 流量泥沙精度分析調整
通江水文站屬于國家級重要水文站，自建站以來，流量和泥沙一直按照一類精度站的要求觀測。2009年之前水位-流量關系線呈多線型分布，關系線比較紊亂，2009年之后受下游高坑電站影響，ZQ關系線散亂，所以在平水期，流量采用發(fā)電流量推算，高水期，本站采用纜道施測洪水過程，同時結合電站閘門下泄流量和發(fā)電流量采用連實測流量過程線法推算。泥沙按照一類精度站的要求[2]，每日8時采用橫式固定一線0.6一點法采樣。本站下游受河道采砂影響，水流特性不是很好。自2015年起，因水利系統(tǒng)對河道采砂的大力整治，目前該河道已全面禁止采砂，測驗河段再無較大影響因素。
為貫徹水利部下發(fā)的《水文監(jiān)測改革指導意見的通知》（[2016]275號文）精神，積極推動巡測工作，該站流量和泥沙受電站影響已經達不到一類精度站的要求，建議把流量和泥沙降級為二類精度站。
5 測驗管理方式是否調整分析
5.1 流量級劃分
由于通江水文站受下游電站影響，水位失真，不能代表本站的河流特性，根據流量規(guī)范4.4.3規(guī)定[1]，但測站水量較小或水位受工程影響嚴重時，可采用頻率流量進行流量級劃分。
根據測站多年施測最大流量QM，計算頻率并繪制頻率曲線，取頻率p為90%說所對應的流量為高水流量；根據測站各年平均流量Q，計算頻率并繪制頻率曲線，取頻率p為50%所對應的流量為中水流量，取其頻率p為90%所對應的流量為低水流量；采用全年平均流量，頻率為90%計算所得到的流量為65.5m3/s，通過和每年的最小流量比較相差太大，所以低水流量采用各年最小流量，計算頻率并繪制頻率曲線，取頻率p為10%的流量為枯水流量，通江水文站系列資料較少，本次分析采用本站系列資料及借用了下游杜家河水文站的43年的流量資料，用面積比例的2/3次方計算所得，各流量級分析結果如下：
通過上面各級流量的分析計算，整理處通江站流量級劃分成果如下：
5.2 測驗管理方式調整
通江站自建站以來，最大流量達到12400m3/s，最小流量受電站影響只有0，高中低水控制完全受高坑電站閘門開啟高度影響，ZQ建立不起任何關系，本站實測流量與閘門下泄流量之間的關系帶型也比較寬，完全不呈規(guī)律，流量和泥沙測驗條件差，水位和降水目前采用人工觀測和固態(tài)數據相結合，蒸發(fā)和墑情仍然采用人工觀測。通江站位于通江縣中心，距離青峪水位站、神口河水位站、碧溪水文站距離都在一個小時左右，考慮到通江站的測驗項目、交通條件以及周邊站點測驗方式的改變，建議通江站采用常年駐測的管理方式。
5.3 單值化分析
通過上述分析，該站水位-流量不呈關系，不能通過單值化處理形成穩(wěn)定的水位流量關系線。
6 結束語
通過以上分析，該站目前為通江流域的大河控制站，且為國家重要水位站，流量和泥沙受電影調控影響較大，精度可降為二類，現(xiàn)有測驗項目為水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)和墑情。測站功能為基本水文資料收集、防洪報訊，測驗方式采取常年駐測的管理方式[3]。
參考文獻
[1]中華人民共和國國家標準.河流流量測驗規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2015.
[2]中華人民共和國國家標準.河流懸移質泥沙測驗規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2015.
[3]中華人民共和國水利行業(yè)標準.水文巡測規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2015.
關鍵詞：研究生；試驗；授課；培養(yǎng)模式
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0196-02
隨著社會的發(fā)展，水資源的自然資源基礎作用已越來越明顯，我國已確立了水資源為三大戰(zhàn)略資源之一的地位。水文與水資源工程正是水資源開發(fā)利用和管理中的重要的工程技術學科。大連理工大學水土保持專業(yè)研究方向依托于水環(huán)境研究所、隸屬于水文水資源學科。大連理工大學的水文水資源學科偏重于軟科學，在模糊水文學和水資源模糊集分析理論、水庫洪水調度自動化、防汛決策支持系統(tǒng)科學等方面的研究居國內領先地位，但在原始數據的獲取如現(xiàn)場觀測和模型試驗等方面相對較弱。試驗侵蝕學是運用模擬試驗裝置在精密監(jiān)測和一定的控制條件下，對被選擇的侵蝕對象或地貌特征進行野外試驗或模型試驗研究的侵蝕學分支。建立基于試驗侵蝕學的水土保持專業(yè)研究體系，加強試驗基地建設，培養(yǎng)一批擅長流域水土保持原型觀測和模型試驗的創(chuàng)新型人才，對于進一步提高該學科的綜合實力有著十分重要的現(xiàn)實意義。
一、創(chuàng)建良好的試驗條件
良好的試驗條件是培養(yǎng)水土保持人才必要的物質保證。
（一）與科研項目結合，為研究生學習創(chuàng)造良好的物質條件
讓研究生參與具體的科研項目是鍛煉學生科研能力的有效方法，同時，項目的研究資源也是支持專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質條件。目前，水環(huán)境研究所正在承擔多項水土保持方向的國家自然科學基金和省部級基金項目，為該專業(yè)方向的研究和學習奠定了良好的物質基礎。碩士研究生的論文選題面向科學研究、面向生產實踐，以提高碩士論文的研究水平。由于碩士論文成果要運用到實際的工程中，促使導師和學生都對論文工作更加認真和重視。實際項目背景也為碩士論文工作的順利開展提供了有力的物質保障。論文選題時既要有一定的難度和深度，能夠比較全面地培養(yǎng)學生的綜合能力，又要考慮到受碩士論文研究時間、研究深度的限制，難度不能太大，學生經過努力以后能夠按時、獨立完成。從水土保持研究方向的特點來看，鼓勵碩士生獨立設計、完成一些基礎試驗效果比較好。碩士研究生學習期間，通過學習，應該能夠獨立查閱文獻、獨立設計和完成較基礎的水土保持試驗、并對試驗結果進行初步的分析。從水環(huán)境研究所往年培養(yǎng)的歷屆水土保持方向碩士生來看，凡是重視論文試驗的學生，學位論文質量都比較高，也比較容易在核心期刊。
（二）探索試驗基地的建設方法
水土保持研究的原始數據可以通過現(xiàn)場監(jiān)測、現(xiàn)場調查、現(xiàn)場試驗、模型試驗等方法獲得。水土保持室內模型試驗不可能完成所有研究任務，因此，開展校外試驗基地建設，廣泛進行水土保持現(xiàn)象的現(xiàn)場試驗和監(jiān)測、調查是很必要的。大連理工大學水環(huán)境研究所一直與清華大學黃河研究中心保持密切的合作關系。已與該中心聯(lián)合建成了模擬和觀測設施較為先進的“大連理工大學―清華大學土壤侵蝕試驗室”，近年來，每年都分派1～2名研究生，到清華大學黃河研究中心的李各莊基地進行為期3～4個月的水土保持試驗。大連理工大學水環(huán)境研究所還與中國科學院水土保持研究所經常進行研究人員互訪、項目合作等學術活動。多年的校外合作經歷證實，嚴謹、踏實的學術作風是獲得同行認可的基本條件。在校外做試驗，試驗的設計、組織水平，工作人員的勞動態(tài)度，都不僅僅代表課題組，更代表大連理工大學的形象。嚴謹、勤奮的工作態(tài)度，才能獲得同行的認可和尊重。同時，精心設計、精心組織，才能順利把試驗做好。在校外基地工作，時間非常緊張，因此，應提前準備認真、詳細的試驗方案；試驗基地一般都設在郊區(qū)或者鄉(xiāng)下比較偏僻的地方，許多試驗器材、試驗儀器無法在當地購買，所以應提前購買、落實。另外，應與合作單位以及試驗工人互相尊重、互相體諒，才能把試驗工作做好。最重要的是，只有認真做實驗，并做出較好的科研成果，才能證實所做的工作是有意義的，才能獲得合作單位長久、持續(xù)的支持。與校園內相比，校外基地的生活、工作條件一般比較艱苦、單調，因此，如何引導學生保持積極、樂觀的生活態(tài)度尤為重要。多出高水平的科研成果是激勵學生努力學習、努力工作的最好動力，同時，多方面發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘試驗基地的優(yōu)勢，也是提高同學們士氣的好辦法。
（三）探索試驗儀器的有效管理方法
大連理工大學水環(huán)境研究所的試驗儀器購置經費主要有兩個來源：一是學科建設經費；二是研究所承擔的科研項目經費。近年來，水環(huán)境研究所在黃土高原水土保持、城市透水面集水效應現(xiàn)場試驗、砂基透水磚研制和物理性能試驗研究等方面做了大量工作，已擁有多套可用于現(xiàn)場試驗的移動式降雨模擬設施，并已建成擁有MX-2010地貌儀、坡面徑流量含沙量動態(tài)測量系統(tǒng)、RR1008土壤水分自動測定系統(tǒng)、TYE-2000B壓力機等先進設備的水土保持試驗室?！八h(huán)境研究所水土保持試驗儀器設備登記表”根據已有儀器分類登記，定期更新，發(fā)到研究所每位學生手中。這樣，學生在設計試驗方案時，可以充分利用現(xiàn)有設備；另外，由于儀器的詳細參數、入庫時間、點驗狀態(tài)等項在登記表中都有詳細說明，可以促進儀器的妥善保管，防止公共資產流失。水環(huán)境研究所一直鼓勵和支持自主研制專業(yè)試驗儀器，2006年以來在水土保持方向上已獲授權發(fā)明專利7項。試驗室日常工作由專人負責，借用儀器須履行登記手續(xù)，新購儀器及歸還的儀器須及時登記入庫，以使現(xiàn)有設備發(fā)揮最大效益。
二、改進研究生指導辦法
掌握合理的指導方法才能順利地培養(yǎng)出多層次、合格的研究生人才。
（一）研究生課程的教學質量
課程建設是研究生培養(yǎng)方案的重要內容。目前，作者承擔“流域環(huán)境保護與管理”、“水文水資源水環(huán)境領域研究進展”中“水土保持研究進展”兩部分內容。教學實踐中，將基礎知識與工程實踐相結合，理論聯(lián)系實際，不斷吸收本領域內國內外研究前沿成果，凝練和提高多媒體課件，形成內容完善、知識新穎的講義，以發(fā)展和完善課程內容；同時通過討論式教學、報告式教學、體驗式教學等多種教學方式，將學生吸引到教學活動中，使學生學習能力得以充分體現(xiàn)，培養(yǎng)學生的自主性、能動性和創(chuàng)造性，構建以學生為主體的教學模式。啟發(fā)式、互動的授課方法，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的一個重要途徑。作者主講的“流域環(huán)境保護與管理”是面向水利工程學院的專業(yè)選修課。2013年有30名碩士研究生選修該課程。課程內容以教師講授為主，每次課均由主講教師課堂授課；期間也通過上課提問、優(yōu)秀論文演講等措施，與學生互動，激發(fā)同學們的學習興趣，另外，還通過課間5分鐘歡樂視頻，營造輕松、愉快的學習氣氛。通過課程論文寫作，確保絕大部分同學掌握課程的基本知識，并使有興趣、學有余力的同學有所創(chuàng)新。“流域環(huán)境保護與管理”共7章19節(jié)，學生在第一節(jié)課就布置課程論文題目，每位學生可選其中一節(jié)為題。選題時可2人選同一題、分別寫；多人選同一題者，以主講教師最早收到的前兩人的郵件為準。要求學生寫作時，廣泛閱讀文獻，緊密結合課件，采用綜述的寫作方法，對課堂講課內容進行豐富和完善，其目的在于鞏固和擴展課堂上老師講授的基礎知識。如果撰寫的課程論文與已有教材或者已發(fā)表期刊論文的重復率達20%以上的話，該論文以0分計。課程快結束時，評選出5篇優(yōu)秀論文，并讓這些優(yōu)秀論文的作者上臺，每人作8分鐘演講。由于一直嚴格貫徹以上的課堂紀律，嚴格中彰顯公平，加上任課老師認真?zhèn)湔n，該門課程的講課效果較好，受到同學們的好評。
（二）因材施教，根據學生的志向和能力確定不同的指導方案
關鍵詞：水文測驗；監(jiān)測資料；管理；對策
概述
水文監(jiān)測資料是國家重要的基礎信息資源之一，是水利工程建設、水資源開發(fā)利用、科學研究和國民經濟建設的基礎數據資料。它被廣泛應用于防汛抗旱、江河治理、水利工程規(guī)劃設計、水資源管理與開發(fā)利用、水生態(tài)與水環(huán)境保護修復、水科學研究及其他國民經濟建設。長期以來，水文監(jiān)測資料主要以《水文年鑒》、整編成果的紙質文檔形式，分別儲存于各基層水文管理部門與其上級單位；近幾年來，隨著計算機技術的不斷普及，許多單位都建立了水文資料數據庫，方便了資料的檢索、查詢與提供；在適時水文資料的傳輸、處理方面，有的單位實現(xiàn)了水文資料的自動測報。但是，根據水文資料的獲得、作用及特點，在管理、共享方面應有與時俱進的對策，充分發(fā)揮水文資料的使用價值和經濟效益，為國民經濟建設服務，為廣大水文職工謀福利。
水文監(jiān)測資料的獲得、用途與特點基本水文監(jiān)測資料，是由國家基本水文測站監(jiān)測，并經過整編后的資料。主要有水位、流量、泥沙、氣象等觀測項目的成果。
水文監(jiān)測資料的獲得
基本水文測站是國家水文站網中的一個單元，主要負責基本水文資料收集、報汛等。根據設站目的，通過查勘，選擇有較好控制的測驗河段，設置基本水文勘測斷面；分析測驗河段水文要素的變化特性，制定相應的測驗方案；采用先進的測驗技術、儀器與設施收集各種水文要素的原始資料；實測的水文監(jiān)測原始資料，只能反映水文要素的局部或某一時刻的特性，具有時間上離散、空間上孤立、項目上單一的缺點；必須按科學的原理、方法，統(tǒng)一的標準、規(guī)格，整理成系統(tǒng)、完整的水文要素過程資料，以簡明的圖表形式匯集成冊，確保其完整性、可靠性與一致性。并經過審查、匯編，以紙介質文檔（水文年鑒）或磁介質文檔（電子文檔）等形式刊印或貯存，便于提供使用。
水文監(jiān)測資料的作用
水文監(jiān)測資料是水利及一切與水有關聯(lián)的國民經濟建設的重要基礎信息和決策依據。通過水文站網，采用水文測驗方法取得的各種第一手基本資料（或稱數據），包括水文原始記錄和由記錄整理匯編成的水文特征值統(tǒng)計、各種水文資料報告等?；舅谋O(jiān)測資料由國家設立專門水文機構長年累月地收集和整編，具有普遍性和通用性，能滿足工業(yè)、農業(yè)、國防和科研各部門的需要。
長期以來，水文監(jiān)測資料在水利和國民經濟建設中，特別是在防汛抗旱、環(huán)境保護、水土保持、生態(tài)維護、水資源管理等方面，發(fā)揮了其不可替代的作用，取得了顯著的經濟效益與社會效益。
1.3 水文監(jiān)測資料的特點 水文資料具有代表性、完整性和科學性，且不同項目的資料是有機聯(lián)系的整體。系列具有長期的連續(xù)性，能反映水文變化的全過程，便于探討其客觀存在的規(guī)律性；實測的數據具有準確性，能充分滿足使用部門的需要，發(fā)揮資料的實用價值；水文測驗和整編具有統(tǒng)一的標準，能保證資料的質量和通用性，便于在同一基礎上進行資料的對比、分析和得到正確的結論。
2 水文監(jiān)測資料的儲存管理與提供方式
2.1 儲存管理 我國大部分水文部門的水文監(jiān)測資料，一般分兩級管理。一級是基層水文管理單位負責原始記錄，整理、整編成果，以及刊印資料的管理；另一級是基層水文管理單位的上級單位負責整編成果、刊印資料的管理。即：基層水文管理單位（地、市局，或分局）負責自記圖紙及水文觀測記載簿，流量、泥沙測驗原始記錄，逐時水位、流量、含沙過程線圖，水位～流量關系曲線圖，手工整編成果、刊印資料等的儲存與管理；基層水文管理單位的上級單位（省局）負責整編、電算、刊印成果的儲存與管理。
水文監(jiān)測資料的貯存形式，一般分為紙介質與磁介質兩種。紙介質與磁介質資料在市級和上級水文機構，都設有專用的庫房，具有良好的管理環(huán)境和規(guī)范化的管理體制。水文監(jiān)測資料的借閱與應用，均要通過相關的領導許可及經辦人員的簽名。
在磁介質資料的管理方面，江西水文在全國分布式水文數據庫系統(tǒng)的基礎上，利用原有MS-DOS平臺下的程序，開發(fā)研制了基于WINDOWS平臺下的水文數據庫，可以將庫中的數據轉換成相應的EXCEL表格，滿足了現(xiàn)代新的辦公軟件下的使用，為水文資料更廣泛、高效地應用，打下了堅實的基礎。
提供方式
隨著計算機的普及，基本水文測站都配備了相應的設備，為收集原始資料提供了技術保障。水文監(jiān)測資料整編程序，也由原來本省編制的水文整編程序，換成了長江水利委員會水文局編制的《南方片水文資料整編程序》，方便統(tǒng)一水文數據庫建立。
提供的水文監(jiān)測資料主要是逐時成果、逐日成果、極值成果、多年統(tǒng)計成果等資料。1987年以前，向社會提供水文監(jiān)測資料，采用每年刊印的《水文年鑒》。隨著計算機的普及運用，1988年后停止刊印《水文年鑒》，一般以磁介質的方式向外提供。并且，建立了較為完備的水文數據庫，完善了數據檢索、查詢系統(tǒng)，方便了水文監(jiān)測資料的提供與使用。
3 管理與運用中存在的問題
一是在水文監(jiān)測資料的應用方面，只重視水文監(jiān)測資料的提供與管理，沒有進行分析、研究，使得水文監(jiān)測成果的技術含量低，經濟效益不高，其潛在的作用與優(yōu)勢沒有充分地發(fā)揮；二是早期水文監(jiān)測資料是手工整編，沒有進入數據庫，檢索、查詢困難，共享程度低；三是水文監(jiān)測資料的管理水平有待進一步提高。
4 管理與運用的對策 4.1 深加工，增強水文的技術優(yōu)勢和市場優(yōu)勢
加強對水文監(jiān)測資料的深加工、拓展水文服務面，是增強水文發(fā)展實力和提高水文服務能力的重要手段。水文要轉變觀念，在重視測驗整編的同時重視測驗成果的分析研究，既要注重收集資料，又要緊密聯(lián)系經濟發(fā)展和水利建設需要，對水文監(jiān)測資料進行分析研究的深加工，增加成果的技術含量，由向顧客提供基礎水文監(jiān)測資料轉變?yōu)樘峁┭芯砍晒?，提高水文服務的經濟效益，將資料優(yōu)勢轉化為技術優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。
4.2 重開發(fā)，提升信息管理水平
對現(xiàn)有水文數據庫進行升級和查漏補缺，根據水利發(fā)展的新思路，開發(fā)提供深層次信息的數據庫查詢、加工軟件，完善水文監(jiān)測資料管理信息服務系統(tǒng)，為水文監(jiān)測資料的存儲、加工、管理和共享提供全面技術支持，滿足各個層面的需求。
強管理，讓顧客滿意
加強水文監(jiān)測資料的管理，樹立正確的服務意識，以熱情、快捷的服務方式，讓水文顧客滿意。同時，要嚴格按照水文資料保密的規(guī)定，在提供資料的過程中，對資料要嚴格依照有關規(guī)章、程序，做好特殊水文資料的保密工作。
5 結語
隨著《水文條例》的頒布實施，水文監(jiān)測資料的管理和應用有了法律法規(guī)的保障。全國水文監(jiān)測資料管理信息服務系統(tǒng)在可預見的將來會得到進一步的完善，達到水文監(jiān)測資料真正意義上的共享。
參考文獻：
山東省水文水資源勘測局關于水文資料使用管理辦法
關鍵詞：水利工程；生態(tài)環(huán)境；影響分析
中圖分類號： TV212；X82 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2016.22.038
目前，我國已經建設了具有防洪、發(fā)電、供水和灌溉作用的水利工程系統(tǒng)，對農業(yè)及農村經濟發(fā)展產生了很大的促進作用。但同時也引發(fā)了很多的生態(tài)環(huán)境問題，主要對地質、氣候、水文等造成了影響。為了促進水利工程的長期發(fā)展，必須及時對產生的生態(tài)環(huán)境問題進行分析。
1 水利工程發(fā)展現(xiàn)狀分析
隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人們對資源的開發(fā)力度不斷加大，如何實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展已經成為當前研究的主要問題。為了深入落實綠色可持續(xù)發(fā)展，必須控制水利工程建設力度，結合水資源的再生與無污染等特點建設水利工程，充分發(fā)揮水利工程在環(huán)保型社會建設中的作用。
2 水利工程建設對生態(tài)環(huán)境的影響
2.1對氣候與大氣的影響
隨著水利工程的不斷發(fā)展和建設，對當地氣候條件產生了較大影響，主要影響氣溫、風速、濕度、降水。相關數據顯示，房屋人口密集的空氣通透性明顯低于水面上空空氣通透性，而且紫外線也比陸地上高，氣溫相對較低。一般當地的氣候情況與當地大氣環(huán)流具有很多關聯(lián)，但是隨著水利工程的不斷建設，給當地氣候產生的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面： 一是對大氣的影響。大氣影響是水利工程建設產生的最大影響，而且也是全世界關注的熱點問題，因此很多國家已經把該問題列為生態(tài)整治問題。從我國當前的現(xiàn)狀來看，由于我國很多電站都建立在峽谷水庫，不會占據森林面積，所以對大氣的影響不大；二是對降雨的影響。在水庫區(qū)域中的水量儲蓄較充足，但由于修建水庫時，很多水直接照射陽光，增加了降雨量。雖然水庫附近降雨變化不大，但對周圍很多區(qū)域產生了很大影響，降雨量較大；三是對氣溫的影響。水利工程建設完成后，工程區(qū)域的很多地面都變成了水面，提高惡劣能量交換力度，改變了氣溫，導致平均氣溫有所上升。
2.2 對河流水文系統(tǒng)的影響
水利工程的建設對河流水文系統(tǒng)的影響較大，主要受水庫建設影響。只有充分利用好水匣和水庫，才能及時改善河流的航運條件，進而充分發(fā)揮河流航運價值，促進河流航運產業(yè)的發(fā)展。同時水匣與水庫的合理利用，可以提高灌溉、排澇儲蓄洪等作用。但是水利工程的大幅度建設也產生了一些弊端。如果建設水利工程時，不能合理操作，就會產生各種發(fā)展問題，給水資源造成較大的影響。例如，上游水利過度攔截水量，導致下游水資源不斷減少，水位下降，嚴重時將造成斷流。在此種情況下，很容易產生較多的泥沙淤積和海水倒灌，對農業(yè)發(fā)展造成了較大影響。除此之外，水利工程的快速發(fā)展還會造成不同程度的水資源污染。隨著水利工程的不斷建設和發(fā)展，改變了原始河流狀態(tài)，增加了下瀉流量，容易擴散污染物污染，沉降作用不明顯。
2.3 對土壤土質的影響
水利工程完成建設后，經常會改變沿岸水體的性狀，一般會增加水庫周邊區(qū)域水位，此種情況下會浸沒該區(qū)域土地，直接改變了土壤性質，一般會造成土壤鹽堿化和沼澤化。另外，隨著水利大壩的成功建設，還會產生地震、滲透滑坡等地質災害，尤其是大型水利水庫，主要原因是大體積蓄水增加了水壓，在水壓作用下，斷裂面與巖層裂縫會受到軟化，進而破壞巖層和地殼的應力，從而產生地質災害。
2.4 對水質的影響
水利工程的建設與河流水質密切相關。河流清澈程度與水體沉降具有很大作用，只有充分沉降時才能發(fā)揮作用。但是一般水中雜質要沉降，必須要滿足兩項條件，一是減慢河流水速度；二是延長滯留時間。但是隨著水利工程的不斷建設改變了水流速度，促進了浮游生物的繁衍，導致水體越來越渾濁。另外，水利工程的建設不能及時擴散水中污染物，容易造成水質問題，使水質質量越來越差。當水質條件較差時，一旦滿足不了原有植物的生長需求，就會導致植物在水底腐爛，增加了二氧化碳含量，產生了嚴重的溫室效應現(xiàn)象。
2.5 對水生生物的影響
水是水生生物的主要生存環(huán)境。隨著水利工程的建設，改變了原有生物環(huán)境，很多生物如不能適應當前的變化就會死亡，影響生態(tài)系統(tǒng)中生物的生長，導致水利工程周邊的植物大面積死亡，增加了水中氮磷成分，影響了魚類的繁衍，很多魚類瀕臨滅絕，嚴重影響了生態(tài)平衡。
3 結語
水利工程的建設產生的生態(tài)環(huán)境問題較多，給人們的生存空間造成了較大危害。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須提高對水利建設的重視，將這些問題考慮到水利建設中，結合實際認真處理。同時控制好水利工程建設量，制定環(huán)境保護措施，實現(xiàn)生態(tài)與經濟的協(xié)調發(fā)展。
參考文獻
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因水而來入清華
洞庭湖西緣的澧縣因澧水蜿蜒穿越縣城而得名，那里正是雷志棟的家鄉(xiāng)。
1954年，長江出現(xiàn)了歷史上罕見的洪峰，還在上高中的雷志棟也加入了抗洪的隊伍。站在城墻上，眼前那一片中猶如孤島的縣城，讓雷志棟至今難忘。而這一次的經歷也將雷志棟的一生與水聯(lián)系了起來。1955年。雷志棟從“水鄉(xiāng)”走入清華大學水利系，開始了他50多年與水結緣的學術道路。
1958年9月，國家開始興建密云水庫，雷志棟作為畢業(yè)班學生也加入到這項水利工程的建設中，下工地、做測量、畫圖紙……在現(xiàn)存的工程設計圖中就有一張出自雷志棟之手。
本科畢業(yè)時，已獲得留校讀研資格的雷志棟因為學習成績優(yōu)異參加了國家南水北調綜合考察隊滇西北分隊的考察工作。在今天看來，雷志棟這一次的行程是難得的旅行路線：從成都入云南，過大理、宿麗江，再至香格里拉。但一心關注水利考察的雷志棟無暇顧及周圍的風景。在一張考察途中拍攝的照片上，淺色上衣、深色褲子的雷志棟意氣風發(fā)。背后的景色卻很難讓人產生對香格里拉的聯(lián)想。
讀研期間，雷志棟師從施嘉煬教授。名師的指點、自身的刻苦勤奮，讓雷志棟的學術造詣突飛猛進。據曾負責水利系教務工作的老師回憶，雷志棟研究生畢業(yè)20多年后，仍有人來借閱他的畢業(yè)論文。
創(chuàng)新水運行模式
作為雷志棟的博士生，尚松潔認為恩師治學中的最大特點是前瞻性。的確，“前瞻性”貫穿了雷志棟1979年以來近30年的治水生涯。
1979年，雷志棟和水文水資源所的老師們開始將目光投向土壤水及相關問題的研究。在此之前，水利系在這方面是個空白；但社會經濟的發(fā)展對農田水利不斷提出新的要求，水資源緊缺、節(jié)水、環(huán)境和生態(tài)等問題不斷涌現(xiàn)，“土壤水”是極其重要的基礎性研究方向。
上世紀80年代，國外提出的“非充分灌溉”概念得到了國內的認同和重視。雷志棟和項目組教師承接了國家重大基金項目和重點基金項目，對“非充分灌溉”問題進行了較為系統(tǒng)地研究，初步形成了非充分灌溉的理論和技術框架。
當時。我國水利界普遍認同的水循環(huán)研究和水資源評價的基本問題是“三水轉化”，即“降水”、“地表水”和“地下水”之間相互轉化，忽視了土壤水在水分運動過程中的參與作用。上世紀80年代中后期，雷志棟和同志們提出了“大氣水”、“地表水”、“土壤水”、“地下水”之間的“四水轉化”概念。應用這一概念，他們結合華北地區(qū)的觀測試驗，研究了地下水評價的主要參數，首次論證了地下水深埋下入滲補給的存在及其補給系數，提出了新的潛水蒸發(fā)公式，從理論和試驗上對給水度概念做出了正確的解釋，對地下水資源的評價與研究具有重要意義。
在外行看來。加入“土壤水”似乎只是在“三水轉化”中增加了一環(huán)，但這一環(huán)完全改變了傳統(tǒng)的水運行研究模式。這一模式是雷志棟和項目組教師們在最基礎的工程實踐中一點一滴摸索出來的。為了能夠研究土壤水的運行規(guī)律。大家專門運來土在新水利館親自動手、夜以繼日地開展試驗。
“雷志棟老師之所以能夠獲得今天的成功，是與他從基礎工作做起、執(zhí)著追求分不開的?！迸c他共事多年的老師們這樣評價。
這種腳踏實地、追求卓越的精神還表現(xiàn)在治學的每個細節(jié)上。1988年，雷志棟作為第一作者的《土壤水動力學》出版。這本凝結了大家近10年心血的著作是我國第一部土壤水動力學方向的專著。盡管寫書的準備過程中，對相關知識的積累已經相當完備。但雷志棟一直追求精益求精、幾易其稿。該書出版后不但獲得了水利部“優(yōu)秀科技圖書一等獎”的榮譽稱號，而且為該領域在較短時間內達到國外同類研究的先進水平發(fā)揮了重要作用，1989年到2006年間僅在《中國期刊全文數據庫》中被引用次數就達636次。
“認識一個復雜的問題、解決一個重大的工程技術問題，需要長期的、基礎性的工作積累?！崩字緱澱f，“不能急功近利，急于求成?！笔瓿梢粫?。雷志棟認為很值。
結緣塔里木，科研無止境
在進行理論研究的同時。雷志棟堅持在水利一線工作。從上世紀80年代中期開始，他一直在我國北方干旱、半干旱區(qū)進行實踐。全國6個灌溉面積超過500萬畝的特大型灌區(qū)中，有4個都留下了雷志棟工作的身影，現(xiàn)場監(jiān)測試驗、做灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃、進行用水管理和灌溉信息化建設……為當地水資源的改善傾盡心力。其中，在新疆塔里木河流域工作的時間最長，至今已有17年。
雷志棟與新疆“結緣”于一次實地考察。那次考察回來，雷志棟不無感慨地說：“邊疆有人才，但邊疆缺技術?！蹦菚r，“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略還沒有提出，生態(tài)保護的理念也不似今天這樣深入人心。在選擇進行新疆地區(qū)水文水資源研究這個方向時，雷志棟再一次顯現(xiàn)出自己在科研工作中的前瞻性。
新疆的工作從葉爾羌河平原綠洲開始。葉爾羌河位于塔里木盆地西部、屬喀什地區(qū)，流域面積8.57萬平方千米，綠洲面積約1.5萬平方千米。雖然灌溉面積只占綠洲面積的三分之一。但卻是我國西北最大的綠洲、全國第四特大型灌區(qū)、塔里木河四源流之一。那是一片年平均降水量不到北京常年平均降水量(585毫米)十分之一的沙漠綠洲，灌溉用水大多來自冰川融水和高山積雪。如何合理利用這些水資源，讓這些“冰山上的來客”更好地服務于人民生產生活，成為亟待解決的問題。另外，水中含有的鹽分會導致土壤的鹽堿化，而鹽堿化是影響綠洲灌區(qū)農業(yè)生產的重要原因之一。
“在新疆常常聽到這樣的問題，我們的水哪里去了?水中的鹽哪里去了?這些問題激發(fā)了我對解決干旱地區(qū)水文水資源問題的決心?！崩字緱澱f，“而且，當地有很多志同道合的水利工作者。他們很辛苦，也樂于為水利奉獻，他們需要我們的幫助?！?/p>
從1992年開始，雷志棟帶著項目小組走進了新疆，每年至少要去2到4次，每年累計要呆兩個月以上。剛開始的時候，交通不發(fā)達，從北京到烏魯木齊要坐72小時的火車，再經過兩天才能到達工作地點。每次去具體觀測點，一出門就是一二百公里，曾經跑壞了兩輛車。在觀測點，雷志棟手把手地教當地工作人員如何監(jiān)測。七、八月的新疆，白天天氣酷熱，想在樹下躲躲，“就有幾百只蚊子撲上來”。一年都盼不來的雨水卻在野外測量的時候不期而至。
雷志棟和項目小組面臨的困難還不止工作條件的艱苦。1993年，新疆發(fā)生“2號病”，在疫情沒有徹底結束前，項目小組就進入了工作區(qū)；上世紀90年代，項目組還在新疆遇到了一些社會不安定情況，相距最近的一次離他們不到10公里；當地醫(yī)療條件差，一位教師藥物中毒、危在旦夕……這些情況雷志棟都曾遇到過。作為項目組負責人，每次遇到這樣的事情，除了為大家奔忙。他心里還比別人多了一份壓力。
但這些都沒有動搖項目組繼續(xù)工作的決心。
到1998年，項目組不僅建立了綠洲灌區(qū)的水鹽監(jiān)測系統(tǒng)，而且研究了當地水資源消耗的過程和機理、綠洲灌區(qū)鹽分的三個去向，建立了干旱區(qū)綠洲灌區(qū)“四水轉化”模型。更為重要的是，在《葉爾羌河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃》的編制過程中，原本提出要擴大灌溉面積。項目組應用“四水轉化”研究成果對擴大灌溉面積對生態(tài)的影響進行了分析，提出了減少開荒140萬畝的建議，既節(jié)省了約2.8億元的墾荒投入，又有力維護了自然生態(tài)現(xiàn)狀。
在葉爾羌河地區(qū)研究工作接近尾聲時，雷志棟又開始對塔里木河干流整治及生態(tài)環(huán)境保護進行研究，將視野從綠洲內部擴大到更宏觀的干流大系統(tǒng)和生態(tài)研究上。
塔里木河作為我國第一、世界第二的內陸河，隨著源流社會經濟發(fā)展、用水量增加，干流來水不斷減少。大片胡楊死亡。下游綠色走廊瀕臨消失，具有戰(zhàn)略意義的“218”國道受到嚴重威脅。在國家“九五”科技攻關項目的支持下，雷志棟率領項目組對塔里木河干流的整治及生態(tài)環(huán)境保護進行了研究。提出了源流與干流水量演變的分析方法，分析了1955年到1995年源流和干流年水量的趨勢變化，提出了干流河道水均衡、水資源轉化消耗模型和干流水資源配置方案。是國務院批準投資107億元的“塔里木河近期綜合治理”工程的一項前期性工作。
2002年，《葉爾羌河平原綠洲四水轉化關系研究》和《塔里木河干流整治及生態(tài)環(huán)境保護研究》同時獲得2002年國家科技進步二等獎。作為《葉爾羌河平原綠洲四水轉化關系研究》的項目負責人和《塔里木河干流整治及生態(tài)環(huán)境保護研究》的第二負責人，雷志棟的工作功不可沒。
《葉爾羌河平原綠洲四水轉化關系研究》項目結題后，雷志棟并沒有結束對葉爾羌河地區(qū)水資源的分析，而是將分析從對基本問題的探究推進到如何配置水資源、保護生態(tài)環(huán)境上。這一工作獲得了2007年“大禹”科技進步二等獎，成果在西北內陸干旱區(qū)類似綠洲地區(qū)可以直接推廣應用。
為了能夠有更多時間搞好科研，雷志棟的每個暑假幾乎都在新疆度過，每個雙休日都會到辦公室工作，春節(jié)期間也少有休息。而今，這已經成為雷志棟的習慣。每天早飯過后，他就會來到辦公室，“為我們這個專業(yè)做點事情，協(xié)助年輕人做點事情”。
采訪手記：
關鍵詞：大壩 建設環(huán)境 梯級規(guī)化 環(huán)境評價
一、 研究背景與目的
目前我國處于經濟高速增長期，為支持社會經濟的發(fā)展，研究表明在未來20年中，在為解決水資源短缺與合理配置、防洪、滿足電力供應等方面的要求，仍然需要建設大壩。但大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響受到空前的關注，全世界大多數的國家都在比以往任何時候更加認真地考證、研究、推遲，甚至在某種極端情況下中止或放棄新的水電開發(fā)方案。
大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響隨著公眾環(huán)保意識的提高日益受到關注，“怒江水電開發(fā)規(guī)劃”、“溪洛渡、向家壩電站建設”、“岷江楊柳湖水利樞紐工程論證”等項目與生態(tài)環(huán)境保護的矛盾受到社會的熱切關注是這些問題的集中體現(xiàn)。一方面，我國的現(xiàn)代化需要水利水電資源的開發(fā)，另一方面，大壩建設帶來的生態(tài)環(huán)境問題關系到流域可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)水利水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展是時代的要求。如何協(xié)調水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護的關系，做到人與自然和諧共處，是未來大壩建設必須考慮的問題?？梢灶A見，生態(tài)環(huán)境影響問題將成為未來水利水電工程建設的限制性因素。
國家環(huán)境影響評價制度的引入，對促進建設項目的環(huán)境保護起到巨大的作用，《環(huán)境影響評價法》的頒布為工程建設對環(huán)境的影響從法律角度提出更高的要求。
目前水利水電工程環(huán)境評價工作主要基于影響預測評價，由于生態(tài)環(huán)境影響效應的長期性和復雜性，目前我國對大壩對生態(tài)環(huán)境的影響主要基于概念性的評價，較少考慮工程實施后運行期內流域生態(tài)系統(tǒng)功能的變化，以及流域生態(tài)系統(tǒng)結構、功能的退化，以及相應的恢復措施等，對生物及其生境的影響缺乏有力的數據支撐。
隨著科技與認識水平的提高，建設項目環(huán)評已不能滿足日益提高的環(huán)境保護要求，其不足也日漸顯露出來。隨著“環(huán)境影響評價法”的實施，對流域規(guī)劃環(huán)境評價提出要求，而水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價在我國基本上屬于空白，只在一些流域或區(qū)域進行了概念性的工作，尚無完整的評價理論、技術、方法與標準體系。
開展水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價，既有政府管理部分的要求，也有流域開發(fā)利用的客觀需求。近年來由于區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題日益突出，區(qū)域環(huán)評、規(guī)劃環(huán)評、戰(zhàn)略環(huán)評一直是環(huán)境科學研究領域的熱點。
開展大壩環(huán)境影響回顧評價研究，總結已建工程建設及其運行對生態(tài)環(huán)境的影響的程度范圍，及工程建設中采取的生態(tài)效應舒緩措施的有效性，對于系統(tǒng)認識大壩建設淹沒、阻隔、徑流變化對生境、生物多樣性、水質、社會等多方面的影響，對于認識大壩建設對生態(tài)環(huán)境的“真實”影響，提出針對性的環(huán)境影響減緩措施非常重要，對于未來設計建設生態(tài)友好型的綠色大壩，提供系統(tǒng)的基礎數據。
通過對大壩環(huán)境影響回顧評價研究：
（1）客觀、公正、科學地評價大壩在多年運行后，在生態(tài)環(huán)境方面帶來的利與弊；
（2）為改善環(huán)境及大壩的管理、運行等提出建議和措施，減少不利影響；
（3）考慮到社會、經濟、文化等方面在未來會發(fā)生巨大 變化，對諸如大壩之類的工程建設，其經濟、社會、生態(tài)方面的要求會越來越高。從中總結以往的經驗和 教訓，樹立面向未來的設計理念和工作思路；
（4）將獲得的科學成果轉化成文化意識形態(tài)的文章及書籍，在大眾宣傳媒體上作好宣傳，使公眾對大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響問題有一個全面、正確的認識。
水資源的綜合開發(fā)需要對生態(tài)環(huán)境因素作全流域綜合考慮與評價。在經過大壩環(huán)境影響回顧評價研究，總結已建工程建設及其運行對生態(tài)環(huán)境的影響的程度范圍，及工程建設中采取的生態(tài)效應舒緩措施的有效性的基礎之上，以某典型流域開發(fā)規(guī)劃為例，把生態(tài)環(huán)境問題放在重要的位置，對規(guī)劃環(huán)境影響評價的理論方法、指標體系、關鍵影響因素等開展系統(tǒng)研究，最終得出生態(tài)環(huán)境友好型的綠色水利水電工程環(huán)保標準體系。從規(guī)劃、勘測、設計、施工、運行管理各個階段的環(huán)節(jié)，優(yōu)先考慮生態(tài)環(huán)境問題，實現(xiàn)資源開發(fā)利用與環(huán)境保護雙贏。這是開展研究的目的所在。
二、大壩建設環(huán)境影響回顧性評價研究
在實事求是的調查基礎之上，對我國大壩建設帶來的環(huán)境影響開展回顧性評價，從規(guī)劃、建設、運行等層次分析大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響。從兩個層次來開展研究工作
（1）開展中國大壩建設與生態(tài)環(huán)境影響系統(tǒng)調查；
（2）通過案例分析開展大壩建設對生態(tài)環(huán)境的敏感問題 的分析；
1、建立中國大壩建設與生態(tài)環(huán)境影響案例庫 在系統(tǒng)收資的情況下，選擇代表性的大壩，綜合考慮大壩規(guī)模、開發(fā)目的、運行方式、河流生態(tài)環(huán)境特征等因素，分析不同參數組合對河流的生態(tài)功能與結構的影響。建立大壩環(huán)境影響案例庫。
2、大壩建設對生態(tài)環(huán)境影響回顧評價 選擇典型案例，系統(tǒng)分析大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響，針對目前關心的熱點科學問題，從規(guī)劃、工程建設層次重點分析回顧流域水電站梯級開發(fā)規(guī)劃、水庫（電站）建設對生態(tài)環(huán)境的正負面影響，以及已采取的生態(tài)減免措施的有效性進行評估。 主要研究方向：
（1）流域梯級開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響評估 在對典型流域梯級水電站運行與生態(tài)環(huán)境影響回顧調查的基礎上，系統(tǒng)研究典型流域大壩建設開發(fā)對流域生態(tài)環(huán)境的累積影響；探索流域開發(fā)對環(huán)境影響的關鍵因素。對流域開發(fā)規(guī)劃的生態(tài)環(huán)境合理性進行回顧及分析。
（2）水文調節(jié)變化對生境的影響回顧評價 水文形勢的改變對于生境的影響是大壩建設對生態(tài)環(huán)境的重要影響，針對單一電站（水庫），通過對比大壩建設前后長系列水文資料的對比，概括重要的生態(tài)水文學指標的變化，結合指示性生物的種群變化，分析生境變化對于生物生長史、種群與數量的變化的影響?；蛘咄ㄟ^系列遙感數據對比，分析生境的變化 。
（3） 河流湖庫化對水質的影響研究 河流湖庫化是大壩建設的最直接影響，特別是建在流域下游的水庫，湖庫富營養(yǎng)化是水庫的主要環(huán)境問題，總結水文周期變化、污染源等與水質及富營養(yǎng)化的關系，為水庫的運行管理、水源地的保護提供技術支持。
3、大壩建設的社會影響回顧評價研究 包括投資型移民安置賠償方法的研究、遺留問題解決方法、替代方案的研究、移民新村的環(huán)境保護、生態(tài)建設等理論方法研究。對社會、文化、歷史、文物、民族的深層次影響的回顧評價。 三、梯級開發(fā)規(guī)劃環(huán)境影響評價的特點 梯級開發(fā)對環(huán)境的影響評價不同于單一工程，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）在空間尺度上，評價時空范圍的準確劃定是關于評價能否真實反映其影響的基礎，對流域開發(fā)規(guī)劃一般認為以流域的界限為評價的空間范圍，如果考慮到對一些洄游性魚類的影響，河口也應包括在范圍內。范圍較單一工程廣闊的多。
（2）在時間尺度上，梯級開發(fā)評價應在流域規(guī)劃階段，并貫穿流域規(guī)劃的整個階段。 由于我國江河的早期開發(fā)，大多沒有考慮環(huán)境影響，因此，在這種條件下，對一些已進行了一定程度開發(fā)的流域，不能僅局限于對規(guī)劃期內的影響，還要考慮到過去、現(xiàn)在、將來的影響。流域內眾多的開發(fā)項目，后期開發(fā)項目對環(huán)境的影響是在先期開發(fā)項目對環(huán)境影響基礎上的迭加（包括加和作用和協(xié)同作用）。
（3）在評價內容上，與流域的生態(tài)環(huán)境緊密相關，與流域的整體環(huán)境目標相一致，強化電站間以及流域中其他開發(fā)項目對環(huán)境的協(xié)同作用和加和作用，重點評價這些項目對流域生態(tài)環(huán)境的累積效應及累積影響。
（4）在評價方法上，傳統(tǒng)的環(huán)境影響評價方法是評價的重要基礎，但傳統(tǒng)是重點評價工程項目對環(huán)境的直接或間接影響，對累積效應的評價考慮的很少，而累積效應的評價是流域環(huán)境評價的最為顯著的特點，流域梯級開發(fā)也不例外。
（5）在評價的目標上，流域的開發(fā)與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展是流域開發(fā)的重要目標。最終目標是：使累積影響最小化、綜合影響最小化。（曲面極值的求解問題）
累積影響最小化其含義包括以下幾個方面：
累積度最低——累積度反映了流域開發(fā)環(huán)境效應或影響在時空尺度上的累積程度，累積度越低，流域開發(fā)對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成的損害越小。
累積區(qū)最小——累積區(qū)的大小反映了流域開發(fā)環(huán)境效應或影響在空間上的分布特征，累積區(qū)愈小，流域開發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)影響的范圍就愈小。
累積頻率最低——累積頻率反映了流域開發(fā)環(huán)境效應或影響在時間上的分布范圍；累積頻率越低，流域開發(fā)對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)可能造成的影響就越小。
總之，梯級開發(fā)環(huán)境影響評價中要樹立流域水量、水質、水能統(tǒng)一管理的概念，樹立流域是一個生態(tài)系統(tǒng)的概念，綜合考慮開發(fā)活動間的相互影響，統(tǒng)籌兼顧生態(tài)保護與建設發(fā)展的關系。
流域梯極開發(fā)對環(huán)境的影響，除具有已知的共性外，還有如下特征：
（1） 影響的群體性
綜合開發(fā)有利于發(fā)揮梯級群體的優(yōu)勢。以防洪為例，由于流域洪水時空分布的不均勻性，以及各梯級水庫容積與淹沒損失等差異，進行梯級群水庫統(tǒng)一防洪調度，能達到有效攔蓄洪水、調度靈活、效益好、損失少的效果。一般梯級水電站對生態(tài)環(huán)境的累積影響，大于單項工程的影響之和，還是小于單個工程影響之和，應視具體情況研究而定。這就是梯級水庫對環(huán)境影響的群體效應。梯級開發(fā)在航運、發(fā)電、灌溉等功能方面，對生態(tài)環(huán)境有利影響的群體效應與防洪工程的群體效應也是一致的。
如：奚落渡巨型水電站（12000MW)為例，經該電站調節(jié)所引起的不穩(wěn)定流，日變幅達4500個流量，相當于金沙江多年平均流量，使下游河段航運及生態(tài)環(huán)境受到極大影響。在金沙江流域規(guī)劃時，布置了一個反調節(jié)水庫———向家壩電站(6000MW)，基本消除了奚落渡水電站不穩(wěn)定流下泄對下游河段帶來的生態(tài)環(huán)境問題。發(fā)揮梯級水庫對生態(tài)環(huán)境有利影響的群體效益，是在系統(tǒng)學指導下，以統(tǒng)一調度、宏觀控制來實現(xiàn)的；而減緩梯級水庫對生態(tài)環(huán)境的不利影響，則多是在梯級工程的布置上，采取相應措施來解決的。
（2）影響的系統(tǒng)性
河流梯級開發(fā)為流域建立了一個工程群—社會—經濟—自然的人類復合生態(tài)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互制約、相互影響，組成一個具有整體功能和綜合效益的集群。在這個集群中，人和工程對環(huán)境的作用與干擾大大加強了，它對環(huán)境的影響性質、因素、后果都是系統(tǒng)的。在這個人類復合生態(tài)系統(tǒng)里，若工程群規(guī)劃得當，實施得力，就能與自然相協(xié)調、相融合；反之，這個系統(tǒng)將是不穩(wěn)定的，甚至工程群對這個系統(tǒng)主體的人，不是帶來利益，而是造成災難。
（3） 影響的累積性
梯級開發(fā)對環(huán)境影響突出的特點就是具有累積性。有些生態(tài)環(huán)境因子的變化，不僅受一個工程的影響，而且還受到梯極其它工程的影響，這些影響具有疊加、累積性質。
如：紅水河梯級開發(fā)對水溫的影響，就是一例。
紅水河共分10級開發(fā)，從上游到下游為：天生橋一級、龍灘、巖灘、大藤峽等。抬高水位在100m以上的有天生橋一級和龍灘，庫容最大、水庫最深的為龍灘電站。
天生橋一級庫區(qū)河段，多年平均水溫為19.8℃。龍灘水庫河段，多年平均水溫為21℃。天生橋一級和龍灘梯級，水庫水溫都具有穩(wěn)定分層特性。天生橋一級水庫下泄水流使龍灘水庫入庫年平均水溫降低3.9℃，降低最大達6.3℃。龍灘水庫不僅受本身建庫的影響，且還受天生橋下泄水流水溫的影響。而巖灘水庫則同時將受龍灘和天生橋水庫下泄低溫水的累積影響。
（4） 影響的波及性
流域梯級開發(fā)對環(huán)境影響的范圍，一般比單一工程對環(huán)境影響所涉及的范圍大，它所影響的區(qū)域，除固定的影響區(qū)、常年影響區(qū)外，還隨工程的施工與運行所涉及的范圍而不同。如：紅水河梯級開發(fā)，不僅對紅水河流域的社會、經濟、環(huán)境產生影響，同時對紅水河上游、下游以及有利益關系的跨流域、跨地區(qū)產生影響，如對貴州、廣東等省的社會經濟影響較大，對珠江三角洲的生態(tài)環(huán)境沖擊也較大。
（5） 影響的潛在性
單個梯級對環(huán)境的影響雖也有潛在性，但易于區(qū)別與防范，而梯級開發(fā)對環(huán)境潛在的影響則要復雜得多。
在流域已建幾個工程情況下，如誘發(fā)地震、塌岸、滑波，潛在著三者同時發(fā)生的可能性，也存在著幾個梯級同時誘發(fā)地震的可能性。
對水庫水質如泥沙的富集作用，使有毒、有害物質沉積于水庫，這些物質可能是潛在的二次污染源，要預測它對水生生物及人體的危害，及其發(fā)生區(qū)域、時段、條件，以及梯級間的相關影響、疊加作用、鏈鎖反應都是十分復雜的。
景觀資源也具有潛在性，只有在開發(fā)利用后，這種潛在效益才顯示出來。
四、梯級開局對流域環(huán)境的影響及對流域資源構成的影響
河流的不同梯級開發(fā)方式，對流域環(huán)境的影響是不同的，特別是控制性水庫的布置、開發(fā)時序，對流域的環(huán)境影響具有重要作用。如果高壩大庫興建在上游、中游或下游則會有不同的情況出現(xiàn)。
高壩大庫修建在上游 ，對流域環(huán)境產生的影響主要是該梯級本身對區(qū)域環(huán)境的影響以及水文、泥沙情勢、水質水溫變化對下游生態(tài)環(huán)境的決定性影響。
紅水河梯級開發(fā)正好是龍頭水庫在上游，這種布局對流域環(huán)境影響最明顯的是防洪和泥沙，提高梯級電站的綜合出力。
龍灘水庫壩址以上集水面積占紅水河流域面積的71.3% ?？蓪⑽鹘掠维F(xiàn)有10年一遇的防洪標準提高到40年一遇。龍灘水庫對下游洪水的削峰作用，提高了下游各梯級的防洪標準，減少了庫區(qū)淹沒損失。
珠江流域年平均懸移質輸沙量為8千多萬噸。天生橋一級、龍灘水庫興建后，每年將有4千多萬噸泥沙淤積在水庫內，這將大大提高以下各梯級水庫的使用壽命。
上游河道坡降大，河谷狹窄，人煙稀少，交通不便，經濟不發(fā)達，因此在上游修建高壩大庫，淹沒損失所造成的經濟影響一般較中下游為小。
☉ 高壩大庫修建在中游，中游是上游與下游的過渡地段，隨著工程所處位置的不同及其對流域的控制程度不同，對生態(tài)環(huán)境的影響往往具有過渡的特性，即一方面具有高壩大庫建在上游的特性，另一方面又有高壩大庫建在下游的特征。
以漢江丹江口水利樞紐為例。設計蓄水位170m。由于它處于中游地區(qū)，能找到腹地形成大庫容，可為下游防洪地區(qū)和灌溉用水地區(qū)調節(jié)徑流，攔蓄洪水。但在1958年興建丹江口水庫時，由于移民一時難以安置，故工程初期蓄水位157m，減少20多萬移民。 漢江流域現(xiàn)已修建了石泉、安康、丹江口等大、中型水利水電工程。從現(xiàn)有漢江水資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的分析可知，中游地區(qū)興建高壩大庫對生態(tài)環(huán)境的影響往往是全流域的。它既承接上游石泉、安康等梯級水沙情勢、水化學特性、水生物變化對它的影響，又對庫區(qū)周圍及下游地區(qū)的生態(tài)與環(huán)境產生廣泛而深遠的影響。
☉ 高壩大庫修建在下游，流域下游一般是流域經濟發(fā)達的地區(qū)。河道坡降小、水面寬，交通方便，工、農業(yè)較發(fā)達，城鎮(zhèn)多、人口密集、污染程度大是流域下游河段的共同特性。在這個河段修建高壩大庫對生態(tài)環(huán)境影響的特點是：對流域水沙情勢控制強，特別是對洪水的控制作用及有效性都很高；庫區(qū)淹沒損失大；移民問題大、對河口地區(qū)的影響大；對流域水生生物和社會經濟具有全域的影響等。
例： 五強溪水電站位于湖南沅水下游，它的興建對下游沅水末端及洞庭湖地區(qū)的生態(tài)環(huán)境均產生深遠的影響。在56年編制的《沅水流域規(guī)劃報告》中，該電站正常蓄水位160m，要淹沒耕地近3.6萬hm2，遷移人口38.1萬人。72年，對沅水中下游河段規(guī)劃進行復核，研究了降低五強溪正常蓄水位的方案。從78年起，對正常蓄水進行了反復論證，到 86年才確定正常蓄水位108m。1986年開工，至1997年，搬遷人口總計120407人. 五強溪水庫正常蓄水位的變化，主要是由于淹沒所引起的移民及環(huán)境問題，它并非是一個在經濟上、技術上最優(yōu)的方案，而是折衷和相互妥協(xié)的產物。
當前對三門峽水利樞紐對渭河影響的反思也是類似問題。
☉ 閩江水口水電站、黃河小浪底水利樞紐工程都建于流域下游。水口電站對閩江河口地區(qū)的影響，小浪底攔河、攔沙對下游河勢穩(wěn)定的作用及對河口地區(qū)的影響，水庫嚴重富營養(yǎng)化的傾向等，都具有下游河段興建高壩大庫對生態(tài)環(huán)境影響的典型特性。
梯級開發(fā)對流域資源構成的影響
1、資源構成的變化特點
河流梯級的開發(fā)與水資源的利用，實質上是通過工程措施把資源從一種生產領域轉移到另一種生產領域的過程。河流水資源的開發(fā)，防洪、灌溉，可提供廉價電力、改善航運、發(fā)展水產養(yǎng)殖、供給生活用水等，對流域的經濟發(fā)展起著推動作用。但隨著大壩的興建，水庫的形成，土地、生物、礦產資源均可能減少。這種資源構成的變化，有些是不可逆的，有的將轉化為另一種資源，如土地資源的淹沒，可能轉化為水面資源和景觀資源。
☉ 如：由于土地資源的稀缺性，流域梯級開發(fā)應把土地資源的損失減到最小。要合理配置和利用有關自然資源，充分利用梯級形成后的水面資源和景觀資源，要把資源的永續(xù)利用作為流域規(guī)劃評價的目標之一。流域的開發(fā)與治理，同時為勞力資源的利用與技能的提高提供了機遇。
2、生態(tài)系統(tǒng)的沖突與平衡
☉ 一條河流是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。這個生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定，是在歷史長河中所形成的，流域梯級開發(fā)則破壞了這個系統(tǒng)的平衡。隨著大壩的興建，從陸生生態(tài)變成水生生態(tài)，而這種變化是在短期內完成的，變化是急劇的。
☉ 水庫蓄水后，水位抬高、水面擴大引起坍塌、滑坡，庫岸在經歷一段再造過程后，才能達到新的平衡；梯極的興建，打亂了原有河流的輸沙平衡，河流的沖淤都需經歷一個過程才能恢復原來的輸沙平衡。
☉ 總之，梯級開發(fā)將破壞原有的河流生態(tài)系統(tǒng)，而生態(tài)系統(tǒng)的變化是急劇的，新的生態(tài)系統(tǒng)可能引起物種資源生境范圍的縮小，資源配置的調節(jié)及新的生態(tài)系統(tǒng)的平衡，需要經歷一個過程，這個過程的長短，取決于河流原有生態(tài)環(huán)境的狀況、工程規(guī)模、社會的干擾及人為控制程度。 當代水工程建設的實踐證明，維持與保護河流的生態(tài)平衡并使之良性循環(huán)，是河流規(guī)劃應遵循的準則，水資源開發(fā)利用只有在環(huán)境可承受的范圍內才是可取的。因而，水資源開發(fā)應把環(huán)境可承受程度作為臨界尺度。
3、社會結構的解體與重構
☉ 流域的梯級開發(fā)，密切地關系著流域內各地區(qū)、各部門及全體社會成員的實際利益與生活環(huán)境質量。不同的梯級開發(fā)方式對流域不同地區(qū)各用水部門的滿足程度、資源損失、淹沒地區(qū)的影響、受益地區(qū)的范圍及數量都是不同的；而效益與損失的復雜性，常常被局部服從整體所掩蓋。在資源水利的理念下，水資源也是有價值的，各地區(qū)、部門對水資源的利用又是以轉化或犧牲其它資源為代價的。
☉ 因此，流域規(guī)劃評價要正確處理上游和下游、近期和遠景、蓄與泄、水量與水質、本流域與臨近流域的關系，并協(xié)調不同部門用水要求；流域的規(guī)劃，梯級方案的選擇，是一個十分復雜的技術、經濟、社會問題。流域規(guī)劃的過程應根據國民經濟的發(fā)展，對水資源合理、有效地利用，并考慮地區(qū)利益以及環(huán)境質量進行綜合選擇，這種選擇應當體現(xiàn)民主和公平的原則，特別要考慮受到不利影響地區(qū)群眾的利益。
☉ 流域的梯級開發(fā)為滿足全流域工農業(yè)用水提供了可能。由于河流天然來水量的隨機性及時空分布的不均性，在水資源開發(fā)利用時，往往要以淹沒一定的土地來換取蓄存水量的容積。而河流梯級開發(fā)對流域社會、經濟結構的影響，首先是由于淹沒及移民所引起的，移民要離開自己祖祖輩輩生存的家園，他們在心理、生活、經濟等方面都將付出代價，對他們的影響是最直接、最深刻的。
☉ 水庫淹沒使原有社會結構解體，特別是大型工程的興建將導致原有行政區(qū)劃、村落結構的解體，而梯級電站建設對社會經濟結構的影響是隨著梯級工程的興建而變化的。這種社會經濟結構的變化，取決于梯級規(guī)劃方案的優(yōu)劣以及第一期工程的實施效果。若梯級開發(fā)方案全面規(guī)劃了水庫淹沒后的社會重構有關問題，若在第一期工程實施中，移民和當地政府及群眾獲得了實際利益，就有利于一個新的更高層次的社會經濟結構的建立，反之，將導致區(qū)域社會經濟的不安定與不穩(wěn)定。
因此，梯級開發(fā)對經濟系統(tǒng)的影響較單項工程的影響更加復雜和深遠。轉貼于 五、流域規(guī)劃環(huán)境影響評價的理論方法、指標體系研究
☉ 遵守流域環(huán)境可持續(xù)發(fā)展原則，根據流域環(huán)境的自然條件和相互作用性、多目標性、動態(tài)性特征，進行水資源開發(fā)的環(huán)境成本分析和評價。用動態(tài)的發(fā)展模式分析經濟和環(huán)境因素，以環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃與綜合管理為主要指標，逐步建立起一套定性，定量因素相結合的評價理論方法，改進和創(chuàng)造適應環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)發(fā)展模式和環(huán)境影響評價指標體系。
1、水利水電規(guī)劃環(huán)評中環(huán)境熱點問題調查與分析
研究目的是為水利水電規(guī)劃環(huán)評確定評價范圍與評價重點。水利水電規(guī)劃涵蓋的范圍非常廣，以流域為例，包括流域開發(fā)利用綜合規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水資源利用規(guī)劃等。這些規(guī)劃包括的內容都不同，對流域環(huán)境的影響的程度范圍也不同，而且這些規(guī)劃間又存在必然的聯(lián)系，調查分析不同規(guī)劃可能引起的環(huán)境問題，便于不同規(guī)劃的環(huán)境影響評價工作有的放矢，也為管理部門提供管理建議。
主要研究內容如下：
☉ 對水利水電規(guī)劃分類及其對生態(tài)環(huán)境的直接與間接影響。
☉ 全流域水質、水量、水能統(tǒng)一管理條件下，水利水電專項規(guī)劃重點環(huán)境問題調查分析。
2、流域生態(tài)、環(huán)境承載力評價理論與方法研究
流域生態(tài)、環(huán)境承載力是流域資源開發(fā)利用的制約因素。水既有資源屬性、又有環(huán)境屬性，水資源的開發(fā)、利用、管理，必須考慮生態(tài)環(huán)境承載力，而目前對評價指標體系、評價方法都沒有系統(tǒng)的研究。同時，評價生態(tài)環(huán)境承載力是科學制定水利水電規(guī)劃的前提。
其涵蓋范圍包括：
☉ 評價指標體系的建立。
☉ 生態(tài)、環(huán)境承載力評價等內容的理論與方法體系。
3、流域開發(fā)對自然生態(tài)環(huán)境及社會經濟總體的累積效應與累積影響評價技術與方法
☉ 在回顧評價的基礎上，系統(tǒng)研究典型流域大壩建設開發(fā)對流域生態(tài)環(huán)境、自然環(huán)境及社會經濟總體的累積影響；探索流域開發(fā)對環(huán)境影響的關鍵因素。
☉ 流域的開發(fā)不僅包括水資源利用與管理，同時還包括土地利用、礦產資源開發(fā)等，這些開發(fā)盡管都在一定的規(guī)劃基礎上開展的，但從單一規(guī)劃的角度看，可能對生態(tài)環(huán)境產生較小的影響，但不同的開發(fā)活動的迭加，往往會產生加和效應或協(xié)同作用，會產生“崩裂性影響”。累積影響評價是流域開發(fā)規(guī)劃階段必須考慮的問題，特別是針對我國流域現(xiàn)已開發(fā)流域的規(guī)劃環(huán)評，建立系統(tǒng)的評價方法技術非常迫切。
4、水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價標準體系的建立
☉ 通過國內外水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價標準體系的調研，根據“環(huán)評法”要求，建立項目開始、執(zhí)行、跟蹤等一系列技術標準體系，建立能夠體現(xiàn)水利水電規(guī)劃特點的規(guī)劃環(huán)境影響評價技術標準體系。
主要研究內容如下：
☉ 水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價技術標準信息的采集。
☉ 水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價技術標準的國內外比對研究。
☉ 水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價技術標準體系的建立與完善。
六、生態(tài)友好的綠色大壩建設與運行的生態(tài)準則研究
1. 水文要素變化對生物資源的影響機制研究 在宏觀上對比長時間和大空間跨度的水文要素變化和生物資源的消長規(guī)律，研究水利水電工程建設所造成的水文情勢變化及泥沙沖淤變化的程度和方式及其對生物資源的影響；微觀上則根據不同生物對水力學條件的趨避特點，研究水利水電工程建設所形成的水力學環(huán)境（流速、流態(tài)、壩下徑流調節(jié)等）對重要生物資源的影響，探討水利水電工程作用與重要生物資源的生態(tài)水文學機制。
2、對重要生物資源不利影響的主要補償途徑研究 針對主要受影響的生物種類和對其產生不利影響的關鍵因素，重點開展：
☉ 重點生物資源生境再造技術(人工棲息地)
☉ 基于生態(tài)水力學的徑流調節(jié)補償技術（如人造洪峰、下泄水溫調節(jié)工程與徑流調節(jié)技術）
☉ 岸坡生態(tài)水工學技術開發(fā)
☉ 水工建筑物的過魚設施技術（魚道、魚梯、魚閘等），魚道水力學、誘魚、導魚技術等。
3、生態(tài)友好的綠色大壩建設生態(tài)準則研究 在上述研究的基礎上，結合國內外的相關研究成果，確立大壩建設與水庫（電站）運行的基本生態(tài)準則，包括最小下泄生態(tài)流量確定的理論與方法、建立適應河流生態(tài)恢復的生態(tài)水文調度，以及基于生態(tài)水文與工程調度相結合的新型水庫調度準則等。
關鍵詞：遙測；水位計；應用；水文巡測
中圖分類號：P332 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-07-0214-1
隨著科學技術進步，水文遙測站中的水位計也得到了一定發(fā)展，其遙測數據更為準確，讀取更為方便，對水文巡測具有重要的指導作用，其應用使得水文巡測工作效率得到有效提高，讓水情部門可實時作出有關的預報，預防有可能發(fā)生的洪水災害，指導人們進行生活生產合理安排。
1 遙測水位工作流程及其應用
1.1 工作流程
遙測水位計作為水文遙測站重要組成，其作用是不可忽視的，水位系統(tǒng)主要由數據采集、傳輸、接收與處理等構成的，數據采集設備通常運用氣介式與接觸式這兩種方式對水位數據進行采集，并通過遙測終端機運用GPRS或者超短波傳輸給接收中心。一般各巡測點河流的水位信息通過計算機處理，可依照時間繪成水位過程線，為水情部門提供可靠數據信息，并作出準確實時預報，同時，運用遙測水位計，可讓很少的人來守站或者無人守站，并進行全天候的工作，遙測水位計還具有自動監(jiān)測及防雷能力，不僅有效節(jié)省了人力及物力支出，還能有效指導人們工程建設、防洪防澇及生產生活的合理安排。
1.2 遙測水位計巡測應用
原來水位計是機械式的水位計，僅能記錄不能傳輸，這樣會使沒人值守站點的流量巡測存在很大盲目性與隨機性，測得的流量時空分布不是很合理，其洪峰流量也經常不能實測到。對原有實測資料進行分析可知，原來巡測的最大流量要比實際洪峰流量值要小得多，其關系的延長幅度經常高于50%，這與水文規(guī)定最大延長幅度為30%是極不相符的，資料質量的可信度非常低。而運用了遙測水位計之后，依據其傳輸水位過程，可有效確定流量測驗最佳的時機，快速掌握水量變化。像某巡測點所記錄的洪水過程及其分布情況，就準確預測了即將發(fā)生水情，有關巡測人員依據站點水位變化，制定了有關的巡測方案，并在洪峰頂部及底部進行了流量實測，此洪峰為該站點本年最高的洪峰，而且本年此河流所發(fā)生全部洪水均被完整實測，有效提高年度資料進行編制的精度；而通過水位流量的分布可知，其分布是合理的，延長幅度在有關要求規(guī)范當中，而且定線精度遠遠高于水文巡測的規(guī)范精度指標，其準確性要歸功于遙測水位計的應用。像遙測水位計中的氣泡水位計，不僅適合無人值守站點測量，而且還不需要建設測井站房，非常適合灘寬淤積無法修建水位測井地區(qū)，節(jié)省了建設費用，加強水文巡測準確性。
2 水文巡測歷年分析以及遙測水位計指導作用
2.1 水文巡測歷年分析
對某巡測點原有的機械巡測水位資料，以及近些年的遙測水位資料進行對比，經過分析之后可以看出，自從使用遙測的水位計開始，實測洪峰流量、定線精度及測次分布等方面的變化是比較大的，原來機械水位計測量時，并沒有實測到一年內最大洪峰的流量，其延長幅度高于50%，而水位流量的關系曲線誤差也遠遠在定線精度之上，并且流量測次比較少，繪制出來的分布不是很合理，沒有完全記錄及掌握水流量變化全部過程。運用了遙測的水位計之后，運用水位計監(jiān)測的功能，可及時了解各巡測點水位的變化情況，并組織有關人員依照合理路線實施流量巡測，這樣不僅能掌握所有水量變化的情況，還能實測最大的洪峰流量，其延長幅度在20%以內，流量測次的分布為合理的，而定線精度提高也比較大。
2.2 遙測水位計的洪水巡測指導作用
通過新疆河流特征以及有關的水利工程建設來看，通常巡測站點應設置在其流域降水較高的區(qū)域，這些區(qū)域的洪水成因是相似的，并發(fā)生洪水時間也具有一致性，基本是以暴雨洪水及季節(jié)性的融雪所造成的，運用遙測的水位數據可對不同站點洪水情況進行實時的監(jiān)控，從而掌握洪水變化的過程，以制定出合理巡測的路線，以及恰當巡測的時間，從而有效掌握每個站點洪水巡測的情況。經過該河流各站點巡測的信息，得出此河流洪水特性，洪水不同類型，依據這些洪水類型可能發(fā)生的時間，以及所經歷的時間長度，并結合有關實時數據，對巡測路線的河流水情制定出方案，盡量在最佳時間獲得巡測點洪水過程。例如2011年此河流的5個巡測站洪峰的流量均出現(xiàn)在一天里，并且洪峰發(fā)生時間相隔較大的為5h，而通行的時間累計能夠達到最長3.9h，經過比較可知，其相差1.1h，這說明測流的歷時是較短的，大部分時間主要花費在了路途上，自巡測點1至巡測點5這段路途上，每個站點的停留時間要小于半小時，在這里對巡測時間與路線進行合理安排，可以說是洪峰流量進行測驗的核心，并且經過常年巡測，從洪峰流量所出現(xiàn)路線與時間來判斷，其中2個巡測的站點是無法及時了解及掌握其洪水過程的，停留時間是比較短的，并且不現(xiàn)實，需要對這兩個站點另外制定有關的巡測方案。
對較為險阻地方可以運用氣泡水位計進行巡測，以獲得更為準確的水文巡測情況，制定出更為合理的水文巡測方案，并指導有關防洪及水利工程的建設，可以說，在水文巡測中，遙測水位計發(fā)揮了很大的指導作用。
3 結束語
遙測水位計的應用，不僅有效改善了原來機械水位計誤差大問題，還實現(xiàn)了無人值守遠程的監(jiān)測，節(jié)省了大量人力、物力及財力，通過遙測水位系統(tǒng)的傳輸功能，將數據信息及時發(fā)送給接收中心，有關人員通過這些實時信息，對河流巡測站的水位變化情況進行及時了解掌握，可有效指導水文巡測的合理開展，并對水情作出準確判斷，制定合理措施，加強人們生命財產安全。
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關鍵詞：QUAL2K；水質風險評價；系統(tǒng)集成；水質模擬；老灌河
中圖分類號：TV122；P333.9 文獻標志碼：A 文章編號：1672-1683（2015）06-1093-04
Abstract：With the increasingly prominent water environment pollution problem，the demand of water quality risk assessment is rapidly increasing as well.In this article，we chose the one-dimensional steady state water quality model-QUAL2K model，which has small data demand and is broadly applied to river network model，to simulate the water quality and evaluate the water quality risk.In order to simplify the model development process，improve the calculation efficiency，optimize display effects of model results，and achieve the application in water quality risk assessment，we transformed the QUAL2K model into B/S architecture system integration，utilized ArcGIS platform to achieve the visually dynamic display of water quality simulation results and thematic map production，and then proposed the water quality risk assessment method from the water quality risk probability based on time step water quality simulation results.The method can provide the decision-making basis for the water environment management.
Key words：QUAL2K model；water quality risk assessment；system integration；water quality simulation；Laoguanhe River
隨著社會經濟的迅猛發(fā)展，人口基數的不斷增大，水資源危機已成為當今世界許多國家面臨的嚴重問題。我國雖然水資源總量相當豐富，但我國水資源量時空分布不均衡、與人口耕地分布不相適應等特點。同時，隨著城鎮(zhèn)化進程的加劇，工業(yè)化的發(fā)展迅速，水質型缺水和資源型缺水導致水資源對社會經濟的制約日益突顯。河流作為工業(yè)和生活等用水的主要來源，其污染嚴重威脅著人們的生存環(huán)境，因此定量評估河流水質風險的需求也顯得尤為突出。
河流水質模型現(xiàn)在已經廣泛應用于水環(huán)境管理中，包括污染物的模擬和預測、水環(huán)境管理規(guī)劃與水質評價等方面。利用數學模型對河流水污染進行控制是十分有效的，它可以分析各種污染物在水環(huán)境中的狀態(tài)和演變規(guī)律，為流域水環(huán)境優(yōu)化管理提供決策依據[1-2]。本文遵循實用性、先進性、可行性、簡潔性、現(xiàn)實性等基本原則，同時，考慮模型數據資料的可獲取性和模型的廣泛適用性，選取對數據需求量相對較少的QUAL2K水質模型為水質模擬與風險評價的模型工具。QUAL2K模型作為一個強大的水質計算模型，在可視化及結果展示方面略顯薄弱，因此在水環(huán)境管理決策支持等應用領域未能廣泛應用。本研究將針對于這一方面的研究缺失，建立基于B/S結構的QUAL2K模型，并在利用ArcGIS Server組件，實現(xiàn)河流一維水質模擬與風險分析，具體的模型系統(tǒng)設計框架見圖1。
1 模型集成與方法
1.1 QUAL2K模型介紹
QUAL模型于1971年由美國德克薩斯州水利發(fā)展部開發(fā)完成，QUAL-Ⅰ模型是其最早的形式[3]；隨后美國水資源工程公司與美國環(huán)保局于1972年合作開發(fā)了QUAL-Ⅱ模型的第一版，隨后根據各版本的優(yōu)秀特性對模型進行更新；1982年美國環(huán)保局推出了QUAL2E模型，通過使用有限差分法求解一維平流彌散物質輸送過程，并通過反應方程求解河網水質，運用隱式向后差分法求解定?；蚍嵌ǔ顟B(tài)下的水質，但是QUAL2E模型仍然存在一些不足之處[4-8]；經過對QUAL2E模型的多次修正和功能擴展，美國環(huán)保局又于2003年推出了最新的QUAL2K版本；后來，Pelletier等人[10]在QUAL2K模型的基礎上開發(fā)了QUAL2Kw模型。該模型可以在Windows的界面下進行操作，并可以通過VBA程序對QUAL2K模型進行修改。QUAL系列模型能夠模擬多個點源和線源的排污、取水，以及支流匯入和流出等功能，也能夠模擬簡單的水工建筑物，如可以添加多個溢流堰等。該模型能夠模擬13個水質指標和3種通用組分等多種指標，通用性強，對數據的需求量小，在國內外得到了廣泛應用[9-14]。
1.2 QUAL2K模型集成
（1）水質模型B/S模式轉化。
本研究將QUAL2K模型的EXCEL界面，通過POI進行B/S模式轉化。運用JAVA調用VBA計算程序，將原本的EXCEL輸入界面轉化為基于建模過程導向式的數據輸入形式，輔助使用者水質建模，其中數據輸入界面包括基本信息、河道信息、初始水質信息、污染源信息、水質參數。河道信息界面需要輸入模擬河道的經緯度、河段長度、海拔、曼寧系數等基本信息。初始水質信息需要填入模擬的初始流量值，以及初始的各河道的水質信息。污染源信息通過河道距離查找的形式，按照河道距離輸入入河排污口及河道取水的相關信息。模型通過底圖查看的功能，可以檢查相關信息是否輸入正確，并根據相關信息進行修正。能夠簡化模擬預測的操作難度。模型通過GIS二次開發(fā)，有效提高了模擬結果的可視化展示效果。
（2）水質模型封裝及結果展示。
運用基礎地形數據、河道矢量數據進行區(qū)域地形配圖，結合河道劃分氣象、模型參數數據建立水質模型系統(tǒng)，用戶可以根據不同的模擬數據設置和參數選擇進行不同時期的水質模擬預測（圖 2（a））。系統(tǒng)通過引導式操作步驟，模型運行，得到水質模擬結果。模擬結果展示有兩種形式：一種為生成模擬結果的線性圖；另一種生成GIS動態(tài)展示動畫（圖 2（b））。
1.3 水質風險評價方法
風險（Risk）是對自然或人類活動造成潛在損失發(fā)生的可能性和危害程度進行度量，其產生具有隨機性和不確定性等特點，是典型的概率事件[15-16] 。水環(huán)境風險評價是評估水環(huán)境系統(tǒng)的質量狀態(tài)超過給定水環(huán)境質量標準的控制限值的程度及其發(fā)生的概率[17]，是防止污染事故、控制環(huán)境污染的有效手段之一[18-20]。本研究提出的水質風險評價對象是監(jiān)測斷面水質類別的概率分布，即根據水質模型時間步長計算得到某計算單元系列水質模擬結果，經過水質評價后，分析其時間尺度上呈現(xiàn)的概率分布。例如計算步長設置5 min，模擬30 d得到每個計算單元8 640個模擬結果，根據《地表水環(huán)境質量標準》GB 3838-2002，確定各時間節(jié)點的水質等級，參考水質超標率的計算方法計算風險概率，水質未達標時間節(jié)點數量為Na，總的時間節(jié)點數為NT，則各模擬點位的水質風險概率為P=Na/NT×100%。
根據水質風險評價結果，將不同水質風險概率分級，其中0～20%為低風險，20%～40%為較低風險，40%～60%中等風險，60%～80%為較高風險，80%～100%為高風險。
2 案例分析
2.1 研究區(qū)概況
老灌河是南水北調中線水源地丹江口水庫上游的一個重要支流，位于河南省西南部，是典型的山區(qū)型河道。老灌河發(fā)源于欒川縣西伏牛山主峰北麓冷水鎮(zhèn)小廟嶺，介于東經111°01′-111°46′、北緯33°05′-33°48′。從馬駒口入盧氏縣，向西南溫口與五里川支流匯合后折向東南，經朱陽關入西峽縣境，流經西峽縣桑坪、石界河、軍馬河、米坪、雙龍等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，穿西峽、淅川縣境，在淅川縣老城東雙河鎮(zhèn)附近入丹江，見圖3。老灌河主要干流長254 km，流域面積4 219 km2，屬南陽市面積3 266 km2，落差1 340 m。老灌河上游約116 km長處于深山區(qū)，兩岸山勢陡峭，群峰聳立，森林覆蓋率達90%。
2.2 QUAL2K模型建模
自然河道受到外界環(huán)境影響較大，水質模型運算時需要將河道依據水動力學和水質特性將河道進行概化，建立合理的河道設置，便于水質模型的結果計算。通過老灌河降雨量和徑流量的相關性分析，確定6月-9月為豐水期，1月-3月為枯水期，其余為平水期。將2012年1月-11月的氨氮、化學需氧量、溶解氧三個水質指標的水質監(jiān)測數據用于模型的率定及驗證，得到豐水期、枯水期、平水期三套率定參數，便于用戶針對于不同的時期進行參數的選擇。2.3 水質風險評價
運用模型系統(tǒng)計算各水期的水質風險結果，運用反距離插值法繪制各水期的溶解氧、氨氮、化學需氧量風險評價分級圖（圖4）。按水質指標分析，對于豐水期溶解氧來說，桑坪鎮(zhèn)至米坪為高風險，西峽水文站和張營區(qū)域為較高風險，平水期和枯水期溶解氧為低風險；氨氮方面，桑坪鎮(zhèn)至米坪風險高，其中豐水期和平水期為高風險，枯水期降低為較高風險，平水期石門水庫下游至許營及豐水期西峽水文站附近也出現(xiàn)不同程度的水質風險，張營斷面上下游全年存在較高風險；化學需氧量方面，桑坪鎮(zhèn)至米坪為高風險，西峽水文站至張營全年處于較高風險至高風險，平水期楊河至許營也存在較低風險至較高風險。整體而言，化學需氧量水質風險較溶解氧及氨氮水質風險高。
結合流域的調研情況綜合分析發(fā)現(xiàn)，老灌河地區(qū)桑坪鎮(zhèn)至楊河區(qū)域受到生活污水及企業(yè)污染較為嚴重，應該控制上游企業(yè)的排污，同時加快地方農村分散式污水處理設施的建設；西峽水文站至張營段受到企業(yè)排污、城市河道污水排放以及農業(yè)面源污染的影響，對下游水環(huán)境影響較大，需要進一步分析研究各類污染物對下游水環(huán)境的影響并制定相應的管理措施，避免水質風險對丹江口水庫水質的影響。
3 結論與展望
QUAL2K模型通過系統(tǒng)封裝集成后，可以在B/S端進行水質建模與模擬計算，實現(xiàn)基于ArcGIS平臺的水質模擬結果可視化展示。集成系統(tǒng)用于水質風險評價方法改進后，可以直觀的渲染展示不同時期河道各水質指標超標的風險概率，為水環(huán)境管理提供數據支持，為水環(huán)境管理決策提供科學的支撐。
QUAL2K模型進行封裝集成后能夠將該模型技術應用于環(huán)境管理的業(yè)務化系統(tǒng)平臺中，方便更多用戶進行本地化的操作應用；簡潔的界面設置和系統(tǒng)的本地化設置，降低了使用者建模能力的要求。模型率定和調試是模型應用中的重點，率定調參工具集成于系統(tǒng)平臺將大大減少人工調試的成本，這將成為未來模型技術的集成與業(yè)務化運行的重要研究方向。
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