梯级水电开发对河流生态完整性的影响机理与调控模式

The environmental effects of the cascade dam development becomes the focus in the world. However, the effect mechanism of the cascade deveolpment on rivers and the responding regulation patterns are not clearly enough. Further study needs to be done on the these areas. Taking the Lancang River as a case study, the effect mechanism of the cascade on river ecological integrity was revealed based on the reasearch of the relationship between them. Subsequently, the coupled model between the cascade development and the river ecological integrity was constructed. The ecological regulation patterns based on the "point-line-plane-space" frame which has multiple targets,multiple scenarios and multiple stages of the Lancang River were putted forword finally. The research findings of the project has important significance to the theory basis and the method system of the related disciplines. Also, the rearch findings are helpful for the protection and restoration of the Lancang River and other rivers in the southwest area of China.

梯级水电开发的环境影响已成为国内外研究的热点，然而梯级水电开发对河流生态完整性的影响机理还尚未明确，基于梯级高度的生态调控模式也有待于进一步深入。针对目前存在的问题，以澜沧江干流为研究区，通过分析澜沧江干流单项水电工程与河流生态完整性变化的关系，明确水电工程对河流生态完整性影响的方式和途径，进而揭示梯级水电开发作为效应源的驱动机制和河流生态系统的响应机制，构建基于阈值理论的水电梯级开发与河流生态完整性变化的耦合模型，并基于此提出多目标-多情景-多阶段、点-线-面-空间相结合的生态调控模式。本项目对相关学科理论基础的发展和方法体系的完善具有重要意义，为深入研究梯级水电开发对河流生态完整性的影响奠定理论和方法基础，为澜沧江和西南河流的保护和恢复提供理论和决策支持。

水电在产生巨大正面效益的同时，对河流生态完整性也产生了一定的胁迫，引发系列生态环境问题，我国水电开发已由经济制约阶段进入生态环境制约阶段。研究梯级水电开发对河流生态系统的影响机制，维持水电梯级开发胁迫下的河流生态完整性，符合国家的当前需求。.主要开展了以下研究内容：1）基于对生态系统结构和功能以及二者之间的关系分析进一步完善了生态完整性的概念和内涵。2）从单项指标和整体上揭示了水电工程的驱动机制和河流生态系统的响应机制，从机理上和类型上分析了水电工程的累积效应。3）预测了澜沧江干流水电梯级开发后各关键指标的变化，包括径流、水温、水质、土壤侵蚀、泥沙淤积、地震诱发等级、生物多样性维系功能、水资源调节功能、防洪功能等。4）构建水电工程胁迫下河流生态完整性变化预测模型。5）基于阈值理论，提出了水电梯级开发胁迫下河流生态安全调控模式。.研究结果表明，在不考虑生态修复措施的条件下，随着澜沧江干流梯级水电开发的推进，澜沧江生态完整性呈明显的下降趋势，从建坝前的0.825（优）下降到0.309（差）。水电工程胁迫下河流生态完整性变化预测模式公式为 ，适用于高山峡谷地区水电梯级开发的生态完整性预测。.本研究以澜沧江流域为案例，研究其对河流生态完整性的影响机理，构建二者之间的耦合模型，并基于此提出梯级水电开发的优化调控方案，所构建模型可用于指导我国西南地区河流及其它具有类似开发条件河流的环境影响预测，具有一定典型性和代表性，具有重要的现实意义和社会意义。