2016.3.31河湖连通

3、研究心得

1）课题一发现河湖水系连通问题需要从时间和空间的广度进行深入探讨。在时间轴上，河湖水系演变进程中，内营力是长时段因子，自然外营力是中时段因子，人类活动相对而言是短时段因子，但因其对自然的影响以及持续性、规模化而逐步向中时段因子转化。内营力是难以改变的限制性因素，因此，河湖水系连通的合理性将很大程度上取决于人类活动是否适应自然外营力和内营力的趋势。在空间上，河湖水系连通的改变必须与经济社会格局和生态格局相适应。

2）课题二研究发现河湖水系连通的环境生态问题不仅仅停留地表水体这一层面，其还有更深层面的连通问题，如河流环境生态系统物质流的连通、能量流之间的连通等，这些使得河湖水系连通的环境影响和生态效应更为复杂，对生态文明建设和可持续发展的影响也更为深远，需要更广范围内和更多层次上的长期协作研究才能完成。因此，课题二建议在未来很长时期内重视这一潜在深层次问题。

课题1

代表性成果：河湖水系连通的理论基础与关键技术

（1）基本内容

在对河湖水系连通的构成要素和本质特征分析的基础上，提出河湖水系连通的定义和内涵。并结合河湖水系连通实践和水利发展趋势，系统论述了河湖水系连通的研究对象、基本原理、研究目的和研究方法，尝试提出了的河湖水系连通理论体系框架，在此基础上，从规划设计和运行管理层面综合构建了河湖水系连通的关键技术体系，为深入研究与开展河湖水系连通战略提供参考。

（2）主要观点

河湖水系是陆地水循环系统的重要组成部分，是水资源形成与演化的主要载体，也是自然生态与环境的重要构成要素。人类文明的起源与发展同河湖水系息息相关，河湖水系分布与连通格局从根本上决定了陆地上水资源的分布格局，影响到区域水资源配置与保障能力，影响到与之相关联的自然生态环境系统和人类社会经济系统的发展与稳定。

河湖水系连通的目的就是为了解决自然水循环和社会水循环在时空分布格局上不匹配的现状，实现自然生态和社会经济的协调发展，最终实现人水和谐。因此，水循环理论是河湖水系连通的核心基础理论。从解决自然水循环与社会水循环复杂问题的角度，河湖水系连通的支撑理论主要有区域承载力理论、灾害风险管理理论、河流湖泊健康理论和流

域生态需水理论等。

河湖水系连通需要连通两条河流或水库湖泊、跨越不同地区、建设复杂工程系统，较普通单项工程要复杂得多，存在诸多技术难点，需要有一个系统、完整且不断发展完善的技术体系，从规划、勘测设计、工程建设、调度运行和管理等各个环节提供技术支撑。从规划设计过程中的必要性、可行性和合理性出发，提出了河湖水系功能与问题识别技术、河湖水系连通需求分析技术、河湖水系连通方案甄选技术和河湖水系连通效果评估技术。从运行管理过程中的关键问题出发，提出了河湖水系连通风险控制技术、河湖水系连通实时监测技术、河湖水系连通水网调度技术和河湖水系连通后评估技术。分别从规划设计和运行管理层面综合构建了河湖水系连通的关键技术体系。

根据流域气象水文特征、生态系统特征等，对全国河湖流域进行分区。并根据各分区的防洪需求、水资源需求和生态系统特点，课题一也提出有针对性的区域连通准则和关键技术。

（3）学术价值与影响

当前中国主要的水问题突出表现为“水多、水少、水脏、水浑”，基于“人水和谐”的治水理念，河湖水系连通将针对中国水问题的迫切需要，通过提高蓄滞洪水能力、水资源承载能力和水体自净能力依次解决“水多、水少、水脏”等问题。恢复由于人类活动和气候变化阻断的本来连通江河水系的生态功能。通过不同水体的水系连通，增加生态多样性，恢复受损水体的生态功能。增加水体的蜿蜒度，提高水体的自净能力。但是，河湖水系连通的真正内涵是什么？是不是所有水体都要连通？如何连通？河湖水系连通的关键技术和技术体系是什么？都需要开展深入研究和探讨。因此，开展河湖水系连通基础理论与关键技术研究具有重要的理论价值，对于实现可持续发展及“人水和谐”具有重要的学术价值与现实意义。

该课题的研究成果已经在水利水电规划设计总院和南水北调管理局的大力协助下应用于河湖水系连通的交流与实践。黄河水利委员会等地方机构也在此基础上进行了技术咨询，相关研究成果在全国河湖水系连通培训会议上做了介绍。在河湖水系连通的理论基础尚为薄弱的情况下，该研究填补了研究的空白，能够为我国未来河湖水系连通理论研究提供相应的理论支撑。

课题2

代表性成果：河湖水系连通的环境影响和生态效应

（1）基本内容

当前研究成果主要集中在有关河湖水系连通的环境影响和生态效应方面，总体分析从直接影响/间接影响、有利影响/不利影响等不同角度开展。在环境影响问题识别方面，结合水质、河道形态、上下游水质关系等不同因素进行了细致剖析；在生态效应问题识别方面，从水系连通对水体生态系统和滨水空间生态系统的影响方面进行了深入分析，并且提出了河湖水系连通健康评价理论体系；同时，还对我国河湖水系连通战略的现存问题以及未来对策提出了相应建议。

（2）主要观点

研究成果表明，河湖水系连通对流域（区域）上下游环境和生态功能产生重大影响。河湖水系支流不但通过地表渠道与下游相连，而且通常经过河床沉积层与下游连通。水系连通不仅表现在水的连通，也涉及泥沙、有机物、营养物和化学污染物的传输，而且还包括已经发现的许多生命体的迁移传输。河流上下游间的生物连通主要表现在水生或半水生生物的扩散迁移方面。这些迁移的生物包括鱼类、两栖动物、植物、微生物和无脊椎动物，其主要特征是：能够为下游生物圈提供食物源，或者至少在其生命周期的一个阶段以上下游作为栖息地。研究还发现，水系河流间、上下游间的生物连通与物理连通、化学连通相互作用，这种相互作用通过诸如养分涡旋（nutrient spiraling）一类的过程实现，在此相互作用过程中，大量的营养物质（如氮或磷）在不同时空阶段被河流生境组分群体交替吸收或释放，而且这类转化环节十分必要，其缺失将会导致下游河流营养负荷的增加，进而产生相应的环境和生态问题。

研究还发现开展河湖水系连通健康评价，评价尺度的选择必须体现环境生态系统结构与功能的完整性；评价维度必须全面，应从纵向、横向、垂向及时间四个维度进行分析；评价内容不应仅仅停留在以人为本的层次上，必须立于生态文明的视野，充分考虑自然系统的功能需求，将人与自然平等看待，统筹考虑环境背景系统、自然生态系统、经济社会系统的完整性，在此基础上评价河湖水系连通的环境功能与生态功能。

此外，在河湖连通战略方面有关环境和生态问题的研究发现：在空间尺度方面，我国当前河湖水系连通工作实施方面过度地强调了大尺度上（跨流域）的连接输送，而对小尺度（地区或流域内）上的连通工作重视不够；在时间尺度方面，当前河湖水系连通对相关环境影响和生态