河流通量學(xué)概述課件

1、河流通量學(xué)概述演講人：立項依據(jù)與科學(xué)目標(biāo)1主要科學(xué)問題2研究思路與技術(shù)路線341立項依據(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)科立項核心理念立項基本思路立項科學(xué)目標(biāo)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)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

2、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、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)通量維持河流基本形態(tài)且水循環(huán)正常運行的能力；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)良性運行的能力

3、；承載一定程度污染的能力。河流健康標(biāo)準(zhǔn)正常、穩(wěn)定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?。槐┯?、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，破壞自然通量運移等人類活動綜合作用通量失衡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

4、急劇惡化最重要問題：河流消亡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、有機質(zhì)等；固相泥沙、生物體等；氣相氧氣、二氧化碳等；溶質(zhì)相氨氮、磷、鎂等；源匯項導(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1.7 科學(xué)目標(biāo) “河流通量與調(diào)控”立項科學(xué)目標(biāo)建立河流通量理論體系建立河流通量過程的數(shù)值模擬方法建立河流通量調(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2.2 河流通量變化過程理論各種源匯項效應(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)度以沙為例：最優(yōu)輸沙量復(fù)雜系統(tǒng)理論應(yīng)用于河流通量