《【基金標(biāo)書(shū)】2010CB429000-重大水利工程影響下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【基金標(biāo)書(shū)】2010CB429000-重大水利工程影響下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

項(xiàng)目名稱(chēng)： 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全首席科學(xué)家： 王 超 河海大學(xué)起止年限： 2010年 1月-2014 年 8月依托部門(mén)： 教育部一、研究?jī)?nèi)容1、擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題(1) 長(zhǎng)江口水沙和污染物輸移過(guò)程及其對(duì)水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制流域重大水利工程建設(shè)改變河口水沙和污染物的時(shí)空輸移過(guò)程及輸送量，而水沙和污染物輸移過(guò)程及輸送量的變化又是河口生態(tài)系統(tǒng)演變和環(huán)境災(zāi)害的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。重大水利工程影響下河口水沙和污染物分項(xiàng)變化過(guò)程，以及水沙和污染物在時(shí)空上的相互耦合，并與環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)相互作用，形成了河口復(fù)雜的動(dòng)力過(guò)程。各種影響因子之 間作用機(jī)理的差異以及水沙運(yùn)動(dòng)特性和污染物輸移過(guò)程變化必將驅(qū)動(dòng)河口水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌的演變，長(zhǎng)期積累效應(yīng)引起環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)演變。如果 這種變異超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)自調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)將發(fā)生災(zāi)變，甚至 發(fā)生鏈發(fā)性、群發(fā)性的生態(tài)災(zāi)害。水沙 組 合條件和污染物濃度閾值是河口生態(tài)系統(tǒng)功能健康、穩(wěn) 定和安全的控制條件。本項(xiàng)目擬根據(jù)重大水利工程影響下河口水沙和污染物變化過(guò)程研究，探索河口水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌的演變規(guī)律及水沙和污染物變異對(duì)其演變過(guò)程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。這是揭示流域重大水利工程影響下河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)演變過(guò)程和災(zāi)害成因及發(fā)展趨勢(shì)并防患于未然的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。(2) 長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化條件的響應(yīng)過(guò)程和適應(yīng)機(jī)理人類(lèi)活動(dòng)以多種方式改變著河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)，重大水利工程建設(shè)對(duì)河口水量、水位、泥沙、污染物 濃度和生物量產(chǎn)生直接影響，這種影響的長(zhǎng)期效應(yīng)必將導(dǎo)致河口環(huán)境條件發(fā)生變化，變化條件下生態(tài)系統(tǒng)必定隨之響應(yīng)，并不斷演變以適應(yīng)新的變化條件。當(dāng) 變化條件在生態(tài)系統(tǒng)自調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)將發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換，逐漸適應(yīng)變化條件；當(dāng)變化條件超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)安全閾值，河口生態(tài)系統(tǒng)將發(fā)生災(zāi)變，甚至發(fā)生生態(tài)災(zāi)難。特 別是河口環(huán)境條件變化對(duì)生物資源開(kāi)發(fā)利用將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。因此，認(rèn)識(shí)和掌握環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化條件的響應(yīng)過(guò)程，揭示長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化條件的響應(yīng)機(jī)理，是尋求科學(xué)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)安全、防止生態(tài)系統(tǒng)退化和災(zāi)變、制定合理的防治 對(duì)策措施的基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題。(3) 長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全的評(píng)估方法及調(diào)控理論流域重大水利工程建設(shè)對(duì)河口水沙、污染物濃度和生物量產(chǎn)生直接影響，這些影響有些是可修復(fù)的，有些卻是不可逆的。水沙組 合的臨界條件和污染物濃度閾值是河口系統(tǒng)功能健康、生 態(tài)穩(wěn)定、 環(huán)境安全、生物資源可持續(xù)利用的重要控制條件。由于河口與流域系統(tǒng)緊密聯(lián)系，流域水利工程建設(shè)必將對(duì)河口生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，這種影響程度和危害如何，必 須要建立 評(píng)判河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的理論方法，提出河口環(huán)境與生態(tài)安全健康的指標(biāo)體系，評(píng)估流域重大水利工程對(duì)河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)安全的影響程度。當(dāng)影響超出生態(tài)系統(tǒng)承受能力，即導(dǎo)致生態(tài)退化或?yàn)?zāi)變時(shí)，必須調(diào) 控流域重大水利工程建設(shè)和運(yùn)行方案，將流域水利工程對(duì)河口的干擾和影響控制在合理的范圍內(nèi)，通過(guò)合理的調(diào)控措施來(lái)有效防治環(huán)境與生態(tài)災(zāi)害，甚至變害 為利。 這是流域水利工程建 設(shè)中避免負(fù)面環(huán)境效應(yīng)、保障生態(tài)系統(tǒng)安全、維持生物 資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。以上三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題對(duì)保障河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)健康安全、預(yù)測(cè)未來(lái)更多水利工程建設(shè)影響下河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)及調(diào)控防御生態(tài)災(zāi)變都是重要的理論基礎(chǔ)。這三個(gè)科學(xué)問(wèn)題既相互獨(dú)立又緊密聯(lián)系，前面兩個(gè)的問(wèn)題是后面問(wèn)題的基本規(guī)律和響應(yīng)機(jī)制，后面的問(wèn)題又是前面問(wèn)題的調(diào)控對(duì)策。三個(gè)科學(xué)問(wèn)題共同形成重大水利工程對(duì)河口環(huán)境與生態(tài)安全影響的理論體系，對(duì)協(xié)調(diào)流域重大水利工程建設(shè)與河口環(huán)境與生態(tài)安全的關(guān)系、維持生態(tài)系統(tǒng)健康都具有重大的理論意義。2、主要研究?jī)?nèi)容圍繞上述三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，擬開(kāi)展下列三個(gè)方面的主要研究?jī)?nèi)容。第一方面：重大水利工程影響下長(zhǎng)江口物理與化學(xué)效應(yīng)通過(guò)海域動(dòng)力及河口水文、泥沙、污染物和地貌過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)，以及相關(guān)歷史資料收集和遙感信息與數(shù)學(xué)模擬的綜合集成分析，探明對(duì)河口生態(tài)系統(tǒng)有重要影響的物理、化學(xué) 過(guò)程變化特征，揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水沙和污染物變化規(guī)律及其對(duì)長(zhǎng)江口水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，其中前者是變化規(guī)律研究，后者是驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究。它 們 是認(rèn)識(shí)重大水利工程影響下河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)變化規(guī)律與驅(qū)動(dòng)機(jī)制的基礎(chǔ)性研究。(1) 長(zhǎng)江口海域水 動(dòng)力過(guò)程長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力過(guò)程研究是河口環(huán)境與生態(tài)安全研究的基礎(chǔ)和前提，只有掌握河口海域水動(dòng)力過(guò)程，才能探明長(zhǎng)江徑流與海域水動(dòng)力相互作用下的河口潮汐變化規(guī)律，為河口水、沙、污染物和地貌變化研究提供依據(jù)。1) 長(zhǎng)江口及其附近海域潮汐變化歷史過(guò)程和趨勢(shì)。分析長(zhǎng)江口水文、水動(dòng)力、泥沙和鹽度的變化過(guò)程，研究各測(cè)站潮汐特征、變化情況以及原因，建立長(zhǎng)江口及其附近海域三維潮汐預(yù)報(bào)模型，預(yù)測(cè)潮汐和水動(dòng)力變化趨勢(shì)。2) 長(zhǎng)江口及其附近海域三維斜壓近岸流系預(yù)報(bào)模型。針對(duì)長(zhǎng)江口及其附近海域水動(dòng)力的變化趨勢(shì)，建立三維斜壓近岸流系預(yù)報(bào)模型，研究洪枯季長(zhǎng)江徑流不同流量遭遇閩浙上升流的時(shí)空分布規(guī)律。3) 長(zhǎng)江口及其附近海域波浪預(yù)報(bào)模型。建立波浪折射、繞射、反射數(shù)值預(yù)報(bào)模型，研究長(zhǎng)江口及其附近海域由于波浪折射、 繞射、反射所致的波高分布和波向變化情況，討論徑流及外海潮汐潮流對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域波浪計(jì)算的影響。(2) 重大水利工程影響下河口水沙和地貌變化過(guò)程針對(duì)長(zhǎng)江流域重大水利工程快速發(fā)展的實(shí)際情況，開(kāi)展重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水沙和地貌變化過(guò)程及水沙與地貌相互作用研究，是認(rèn)識(shí)和掌握河口物理要素變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能影響的重要內(nèi)容。1) 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口徑流流量與潮位過(guò)程變化規(guī)律研究。分析研究長(zhǎng)江三峽等梯級(jí)開(kāi)發(fā)工程、跨區(qū)域或流域調(diào)水工程、引江濟(jì)湖水質(zhì)改善工程等對(duì)長(zhǎng)江口流量和潮位過(guò)程變化的影響機(jī)制，探索潮汐過(guò)程變化對(duì)長(zhǎng)江口咸淡水交匯帶的影響機(jī)制。2) 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口泥沙輸移過(guò)程研究。分析研究長(zhǎng)江三峽等梯級(jí)開(kāi)發(fā)工程和南水北調(diào)等大型取水工程對(duì)長(zhǎng)江口泥沙輸移過(guò)程變化的影響機(jī)制，探索泥沙入海通量減少和不同水動(dòng)力條件下泥沙沉浮區(qū)域的影響機(jī)制。3) 長(zhǎng)江口地貌變化過(guò)程及地貌與水沙互動(dòng)機(jī)理研究。分析研究河口地貌變化過(guò)程，探索河口水沙條件變化和航道綜合整治工程引起的地貌變化與影響機(jī)理，闡明局部地貌變化引起水流條件、沖淤部位、沖淤速率等變化過(guò)程。4) 長(zhǎng)江口咸淡水交匯區(qū)范圍及鹽度變化過(guò)程研究。通過(guò)長(zhǎng)江口不同水動(dòng)力條件下鹽度和咸淡水交匯區(qū)范圍觀測(cè)資料分析，探索長(zhǎng)江口咸淡水交匯區(qū)范圍及鹽度變化過(guò)程與影響機(jī)理。5) 多因素作用下河口水沙和地貌特征變化趨勢(shì)研究。在上述研究的基礎(chǔ)上，綜合分析流域重大水利工程和河口治理工程共同作用下河口水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌的演變趨勢(shì)，探索河口潮汐過(guò)程、 鹽水入侵程度、滯流點(diǎn)位置及移 動(dòng)范圍、含沙量分布的季節(jié)變化等特性。(3) 重大水利工程影響下河口水環(huán)境變化過(guò)程與效應(yīng)分析研究長(zhǎng)江口水環(huán)境的歷史演變過(guò)程，查明長(zhǎng)江口典型污染物輸移機(jī)理，建立重大水利工程影響下長(zhǎng)江下游河口與匯流河流系統(tǒng)整體耦合的模擬模型，探索引水濟(jì)湖水質(zhì)改善工程對(duì)長(zhǎng)江口污染物總量及對(duì)感潮江段的水質(zhì)影響過(guò)程。1) 長(zhǎng)江口水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與變化歷史過(guò)程。研究長(zhǎng)江口水環(huán)境宏觀歷史演變過(guò)程，揭示不同歷史時(shí)期河口區(qū)水環(huán)境變化在沉積物中的響應(yīng)機(jī)理，探索河口水環(huán)境對(duì)流域重大水利工程建設(shè)和運(yùn)行的響應(yīng)過(guò)程。2) 長(zhǎng)江口典型污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。研究流速、水深、潮位、鹽度、泥沙沉積速率、生物種類(lèi)和數(shù)量及其它水環(huán)境要素對(duì)河口區(qū)污染物輸移轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響機(jī)制，闡明典型污染物在河口的輸移、 轉(zhuǎn)化、累積規(guī) 律。3) 河口水環(huán)境過(guò)程演變及驅(qū)動(dòng)機(jī)制。研究典型污染物（如氨氮、重金屬、持久性污染物）在河口區(qū)的分配和演變過(guò)程，從內(nèi)在機(jī)理和外源擾動(dòng)方面探索不同時(shí)空尺度下河口區(qū)水環(huán)境演變過(guò)程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。4) 太湖“引江 濟(jì)太”工程對(duì)長(zhǎng)江口水環(huán)境的影響機(jī)制。利用河海大學(xué)多年研究太湖流域河網(wǎng)和湖泊水環(huán)境演變和治理所獲取的技術(shù)資料及經(jīng)驗(yàn)成果，探索長(zhǎng)江口與太湖流域河網(wǎng)和湖泊水污染的互動(dòng)機(jī)制，建立“ 引江濟(jì)太”工程影響區(qū)域的長(zhǎng)江河口段、太湖流域河網(wǎng)和湖泊系統(tǒng)整體耦合模型，預(yù)測(cè)“ 引江濟(jì)太”工程對(duì)河口環(huán)境的影響規(guī)律和污染物入海通量。第二方面：河口生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化條件的響應(yīng)過(guò)程與機(jī)制分析長(zhǎng)江流域水利工程建設(shè)的宏觀歷史階段，研究不同歷史時(shí)段的河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能狀況及其演變過(guò)程，探討河口生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)相關(guān)關(guān)系及穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制，揭示河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)重大水利工程的響應(yīng)規(guī)律和機(jī)理，以及對(duì)河口生物資源的影響過(guò)程。(1) 河口生態(tài) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變過(guò)程及影響機(jī)制不同歷史時(shí)期長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能如何，直接反映河口生態(tài)系統(tǒng)對(duì)自然過(guò)程和人類(lèi)活動(dòng)的響應(yīng)和適應(yīng)過(guò)程，對(duì)其進(jìn)行研究有利于尋求變化條件對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的作用過(guò)程。1) 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀調(diào)查分析。通過(guò)收集長(zhǎng)江口主要觀測(cè)站點(diǎn)的水文、潮位、水環(huán)境、生物等 長(zhǎng)時(shí)間原位觀測(cè)資 料，并進(jìn)行補(bǔ)充監(jiān)測(cè)，掌握長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能狀況，了解不同水利工程建設(shè)時(shí)期河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能演變過(guò)程。2) 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程。借助現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料，研究長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與演 變過(guò)程，探索 長(zhǎng)江口生 態(tài)系統(tǒng)的歷史演變過(guò)程，揭示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變的規(guī)律。3) 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的主控因素。研究影響長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的主控因素，探索水、沙、鹽、污染物和生物等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響機(jī)理，揭示主控因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響規(guī)律。(2) 河口生態(tài) 系統(tǒng)對(duì)重大水利工程的響應(yīng)過(guò)程和機(jī)理揭示重大水利工程影響下河口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和規(guī)律，為預(yù)測(cè)變化條件下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)提供理論依據(jù)。1) 河口生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制。分析河口生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)，探 討復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài) 的基本特征和穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，重點(diǎn)揭示生態(tài)系統(tǒng)變化的規(guī)律。2) 重大水利工程影響下河口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和機(jī)理。分析不同歷史時(shí)期重大水利工程的建設(shè)和運(yùn)行類(lèi)型，查明生態(tài)系統(tǒng)變化的驅(qū)動(dòng)因子，建立生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)模型，模擬驅(qū)動(dòng)因子變化的敏感性響應(yīng)和機(jī)理，探討驅(qū)動(dòng)因子變化條件生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)與適應(yīng)過(guò)程，揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)規(guī)律。3) 重大水利工程影響下河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)。應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)模型，輸入未來(lái)變化環(huán)境的可能因子，同 時(shí)分析影響生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變的不確定性因素，以此預(yù)測(cè)未來(lái) 20—50 年長(zhǎng)江流域重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)。(3) 河口生境條件改 變對(duì)重要生物資源的影響研究長(zhǎng)江河口生境改變對(duì)河口重要生物資源在群落結(jié)構(gòu)、生理學(xué)、毒理學(xué)方面影響，闡述由于大型水利工程快速發(fā)展的影響， 長(zhǎng) 江口生境條件改變對(duì)重要生物資源的影響途徑、機(jī)理和效 應(yīng)。1) 長(zhǎng)江口重要生物資源現(xiàn)狀與變化過(guò)程。通 過(guò)長(zhǎng)江河口重要生物資源現(xiàn)狀調(diào)查和與歷史資料對(duì)比分析，研究長(zhǎng)江口重要生物資源的變化過(guò)程，探討評(píng)估長(zhǎng)江河口重要生物資源動(dòng)態(tài)變化方法，掌握重要生物的群落結(jié)構(gòu)特征及變動(dòng)趨勢(shì)，揭示影響重要生物資源的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。2) 鹽水入侵對(duì)河口重要水生生物資源的影響機(jī)制。研究長(zhǎng)江徑流改變條件下，鹽水入侵風(fēng)險(xiǎn)對(duì)河口重要水生生物資源的影響過(guò)程，探討鹽度、溫度等生 態(tài)因子對(duì)典型生物的影響機(jī)制， 評(píng)估鹽水入侵對(duì)珍貴魚(yú)類(lèi)幼魚(yú)種群的風(fēng)險(xiǎn)影響。3) 河口 污染風(fēng)險(xiǎn)對(duì)重要水生生物資源的影響過(guò)程。研究氨氮、重金屬、持久性有機(jī)污染物等對(duì)河口水生生物的毒性效應(yīng)，探討河口水體氧虧對(duì)水生生物影響，尋求河口污染的生物監(jiān)測(cè)方法， 評(píng)價(jià)河口污染對(duì)重要水生生物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。4) 地貌條件改變對(duì)典型底棲生物的影響機(jī)制。研究因重大水利工程建設(shè)導(dǎo)致河口地貌條件改變的生態(tài)效應(yīng)，探討泥沙粒徑改變對(duì)底棲多毛類(lèi)、貝類(lèi)的影響過(guò)程，揭示底質(zhì)沖淤變化對(duì) 底床上生物群落結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理和演變規(guī)律。第三方面：河口環(huán)境與生態(tài)安全評(píng)價(jià)及調(diào)控理論與對(duì)策查明評(píng)判河口環(huán)境與生態(tài)安全的主控因子，建立生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)體系，提出維持河口環(huán)境與生態(tài)安全的臨界水沙條件和污染物濃度閾值，建立包括物理、化學(xué)、生物等過(guò)程的維系河口環(huán)境與生態(tài)安全的重大水利工程聯(lián)合調(diào)控模式。(1) 河口環(huán)境與生 態(tài)安全健康的評(píng)判因子和指標(biāo)體系探明評(píng)判河口環(huán)境與生態(tài)安全的主要影響因子，建立長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全健康的指標(biāo)體系，確定影響河口環(huán)境與生態(tài)健康指標(biāo)量值，評(píng)判長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全狀況。(2) 河口環(huán)境與生 態(tài)安全的臨界水沙條件探索滿(mǎn)足河口環(huán)境與生態(tài)安全的水沙條件，揭示水沙對(duì)環(huán)境和生態(tài)安全影響的機(jī)理，確定引起環(huán)境與生 態(tài)系統(tǒng)突變的水沙閾值，探明重大水利工程影響下的水沙過(guò)程變化對(duì)環(huán)境與生態(tài)安全的貢獻(xiàn)。(3) 河口環(huán)境與生 態(tài)安全的流域水利工程控制理論通過(guò)流域重大水利工程對(duì)長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全影響的研究，探明流域重大水利工程(包括大壩蓄水工程、跨區(qū)域或流域調(diào)水工程、引水濟(jì)湖水質(zhì)改善工程、河口海岸整治工程) 對(duì)河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的影響規(guī)律，建立流域重大水利工程對(duì)河口環(huán)境與生態(tài)安全的聯(lián)合運(yùn)行調(diào)控模式，提出控制流域相關(guān)要素(水、沙、地貌、污染物、生物)物理、化學(xué)和生物 過(guò)程的水利工程優(yōu)化建設(shè)和運(yùn)行方案。(4) 重大水利工程影響下河口環(huán)境與生態(tài)安全系統(tǒng)整體調(diào)控模式研究建立重大水利工程影響下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全流域—河口系統(tǒng)整體調(diào)控模式，耦合上述課題所建立的重大水利工程、水文、泥沙、污染物、生物、生態(tài)和地貌等多個(gè)模塊，并將其 應(yīng)用于重大水利工程影響下河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程研究，包括機(jī)理、預(yù)測(cè)、綜合影響評(píng)估、響應(yīng)過(guò)程和適應(yīng)對(duì)策等。上述三方面的研究各有重點(diǎn)又相互聯(lián)系，形成有機(jī)整體，是長(zhǎng)江流域重大水利工程建設(shè)過(guò)程中保持河口環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)安全健康、附近海域生物資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)的重要基礎(chǔ)理論依據(jù)。二、預(yù)期目標(biāo)1、總體目標(biāo)揭示長(zhǎng)江口水沙和污染物輸移過(guò)程及其對(duì)水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以及長(zhǎng)江口環(huán) 境與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化條件的響應(yīng)過(guò)程和適應(yīng)機(jī)理，形成重大水利工程影響下河口環(huán)境變化過(guò)程及生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)理的科學(xué)認(rèn)知；建立描述長(zhǎng)江口水沙、污染物和生物輸移過(guò)程的系統(tǒng)耦合模擬及生態(tài)安全綜合評(píng)估的模型，預(yù)測(cè)重大水利工程作用下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)；創(chuàng)建河口環(huán)境與生態(tài)健康的指標(biāo)體系及生態(tài)恢復(fù)的基本理論，形成重大水利工程影響下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全綜合系統(tǒng)調(diào)控對(duì)策和整體模式，為我國(guó)長(zhǎng)江及其它流域重大水利工程建設(shè)和系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)，以及為開(kāi)展其它相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。2、五年預(yù)期目標(biāo)(1) 揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水動(dòng)力和泥沙輸移過(guò)程的變化規(guī)律，闡明水沙變異和相互作用對(duì)長(zhǎng)江口地貌變化的作用機(jī)理，為國(guó)家綜合治理長(zhǎng)江口提供科學(xué)依據(jù)；(2) 建立描述長(zhǎng)江口水沙、污染物和生物輸移過(guò)程的系統(tǒng)耦合模擬模型，劃分流域重大水利工程建設(shè)歷史階段，分析未來(lái)重大水利工程建設(shè)發(fā)展方向，以此預(yù)測(cè)重大水利工程群體綜合作用下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)；(3) 闡明長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程，揭示重大水利工程影響下河口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和機(jī)理，揭示重大水利工程體系的綜合作用對(duì)長(zhǎng)江口生物資源的作用機(jī)制，取得重大水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)演變影響的原創(chuàng)性研究成果；(4) 創(chuàng)建河口生態(tài)安全健康的指標(biāo)體系和調(diào)控理論，提出維持長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)健康的重大水利工程運(yùn)行規(guī)則，建立重大水利工程影響下長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全綜合系統(tǒng)調(diào)控整體模式；(5) 通過(guò)本項(xiàng)目的研究，凝聚和培養(yǎng)一批能扎扎實(shí)實(shí)為國(guó)家需求作貢獻(xiàn)，又有原始創(chuàng)新思想的中青年科學(xué)家，在國(guó)際大河口科學(xué)研究領(lǐng)域方面確立應(yīng)有的地位。同時(shí)，促進(jìn)水沙科學(xué)與環(huán)境、生態(tài)、生物、地學(xué)等相關(guān)學(xué)科的融合交叉和發(fā)展。在國(guó)內(nèi)外重要刊物上發(fā) 表高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文 200 篇以上，其中 SCI 論文 100 篇以上，至少有 50 篇產(chǎn)生重要的國(guó)際影響，出版學(xué) 術(shù)專(zhuān) 著 3—5 部。三、研究方案1、總體研究思路根據(jù)項(xiàng)目的總體目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容，確定本項(xiàng)目的總體研究思路是：(1) 以 長(zhǎng)江下游至河口段與河口附近 -20m 范圍內(nèi)的海域以及與長(zhǎng)江直接相連的太湖流域河網(wǎng)和河流系統(tǒng)研究為整體，以三峽工程、三峽大壩至河口沿線引水工程、南水北調(diào)工程、引水濟(jì)湖工程、河口整治工程為重點(diǎn)研究對(duì)象，以流域重大水利工程對(duì)河口水動(dòng)力、水環(huán)境和地貌演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制為主線，以河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和適應(yīng)機(jī)理為核心，以河口水沙、污染物和生物輸移過(guò)程耦合模型為平臺(tái)，以流域重大水利工程建設(shè)和系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)控為目標(biāo)。(2) 機(jī)理與機(jī)制層面，重點(diǎn)揭示水沙和污染物耦合作用機(jī)理、水沙和污染物輸移機(jī)理、生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)和適 應(yīng)機(jī)理、 環(huán)境與生態(tài)安全 調(diào)控機(jī)制；理論與方法層面，重點(diǎn)建立生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)過(guò) 程的理論、系 統(tǒng)預(yù)報(bào)理 論和評(píng)估方法、 環(huán)境與生態(tài)安全調(diào)控方法；應(yīng)用基礎(chǔ)層面，重點(diǎn)構(gòu)建水沙和污染物預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型、生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)體系、環(huán)境與生 態(tài)安全調(diào)控模型。(3) 運(yùn)用野外調(diào)查、野外觀測(cè)、理 論分析、原型試驗(yàn)、模型計(jì)算、系統(tǒng)集成等綜合研究手段，集中研究重點(diǎn)，注重水動(dòng)力、潮汐、泥沙、地貌、水質(zhì)、生物與生態(tài)變化規(guī)律研究緊密結(jié)合。 對(duì)水沙和污染物輸移的模型研究，則以現(xiàn)有研究成果的集成、整合和必要補(bǔ)充為 主。(4) 對(duì)水利、環(huán)境、生物、生態(tài)等多方面研究成果進(jìn)行集成，在確定目標(biāo)下開(kāi)展多學(xué)科交叉的綜合研究，促 進(jìn)河口學(xué)、泥沙學(xué)、地貌學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、水動(dòng) 力學(xué)、海洋動(dòng)力學(xué)、 環(huán)境化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉、融合和 發(fā)展。(5) 注意與已經(jīng)開(kāi)展的國(guó)家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的銜接和吸收，如：長(zhǎng)江流域水沙產(chǎn)輸及其與環(huán)境變化耦合機(jī)理、典型河口—近海陸海相互作用及環(huán)境效應(yīng)、太湖流域水環(huán)境演變過(guò)程及江河湖耦合效應(yīng)、河口泥沙沉積動(dòng)力過(guò)程、濕地生態(tài)系統(tǒng)、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化形成機(jī)理等。2、技術(shù)路線針對(duì)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，以期在河口水沙和污染物輸移過(guò)程及其對(duì)水動(dòng)力、水環(huán)境和地形地貌演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制、 長(zhǎng)江口 環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化條件的響應(yīng)過(guò)程和適應(yīng)機(jī)理、 長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全的評(píng)估方法及調(diào)控理論等方面取得突破，并結(jié)合大量已有成果的集成，形成解決國(guó)家重大科技需求和科學(xué)問(wèn)題的成果，為長(zhǎng)江流域水利工程開(kāi)發(fā)建設(shè)、河口航道綜合整治、河口生 態(tài)系統(tǒng)保護(hù)及生物資源開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)提供理論依據(jù)，為開(kāi)展其它相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。主要通過(guò)以下技術(shù)途徑進(jìn)行：(1) 河口潮汐及水、沙、 鹽和污染物輸移過(guò)程模擬與調(diào)控模式研究在河口海洋水動(dòng)力模型、水沙和鹽度輸移模型、 污染物輸移轉(zhuǎn)化模型、生 態(tài)模型、海岸風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)模型等集成的基礎(chǔ)上，根據(jù)河口演變規(guī)律、 動(dòng)力機(jī)制的研究成果以及水文與遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)計(jì)算模式和參數(shù)進(jìn)行修正。針對(duì)長(zhǎng)江口水沙過(guò)程動(dòng)力機(jī)制的研究，擬以海岸動(dòng)力學(xué)、水文學(xué)、泥沙運(yùn) 動(dòng)力學(xué)、河床演變學(xué)、河流地貌學(xué)等理論為指導(dǎo)，并吸收沉積學(xué)、生物學(xué)、生 態(tài)學(xué)、災(zāi)害學(xué)等方面的原理，對(duì)河口動(dòng)力機(jī)制和生態(tài)特征進(jìn)行快速評(píng)估。在研究方法上，采取定性與定量相結(jié)合；既采取資料統(tǒng)計(jì)分析等傳統(tǒng)方法，也考慮不確定性分析、非線性系統(tǒng)等現(xiàn)代理論；既重視觀測(cè)資料的收集和分析，同時(shí)也開(kāi)展必要的室內(nèi)試驗(yàn)。(2) 河口生態(tài) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程研究長(zhǎng)江下游及河口附近海域的水文站和潮位站能夠提供多年的水、沙、鹽輸移的觀測(cè)資料。通過(guò)長(zhǎng)江下游和河口不同斷面水文、泥沙、鹽度和污染物濃度的觀測(cè)資料收集調(diào)查，獲取高質(zhì) 量的長(zhǎng)期連續(xù)實(shí)測(cè)資料，結(jié)合遙感信息和其它儀器觀測(cè)資料，以及現(xiàn)場(chǎng)生物和生 態(tài)調(diào)查資料，分析河口水動(dòng)力特性、潮位 過(guò)程、泥沙、地貌、鹽 度、 污 染物濃度的變化過(guò)程，查明河口感潮區(qū)和咸淡水交 匯區(qū)水生物（魚(yú)類(lèi)、螺類(lèi) 、貝類(lèi) 、浮游生物等） 總類(lèi)、密度和數(shù)量的變化狀況，以及長(zhǎng)江口濱水濕地生態(tài)系統(tǒng)中植物、動(dòng)物的 組成、 結(jié)構(gòu)和功能，探索長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的演變規(guī)律，揭示重大水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理。(3) 河口生境條件改 變對(duì)重要生物資源的影響機(jī)理研究通過(guò)長(zhǎng)江口現(xiàn)狀和歷史生境條件的調(diào)查分析，查明重要生物對(duì)水沙變異的適應(yīng)過(guò)程及其河口生物安全的水沙條件，掌握長(zhǎng)江口生境條件的變化過(guò)程及其不同生境條件下重要生物資源的種類(lèi)、密度、數(shù)量的 變化規(guī)律。通 過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究，探索不同河口生境條件改變對(duì)重要生物的影響狀況，揭示生境條件對(duì)生物資源影響的內(nèi)部機(jī)理，尋求生物 資源恢復(fù)的途徑。(4) 河口生態(tài) 安全健康評(píng)判體系和臨界水沙條件研究通過(guò)以上研究，分析長(zhǎng)江口水、沙、鹽輸移過(guò)程變異的各種生 態(tài)和環(huán)境效應(yīng)，包括河口生態(tài)系統(tǒng)、生物、河口濕地等的響應(yīng)、適應(yīng) 與變化，以及水、沙、 鹽、 污染物和地貌相互作用的生態(tài)與環(huán)境效應(yīng)等，遴選出能敏感反映河口環(huán)境與生態(tài)安全影響的主控因子，以陸 地和海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)及群落生態(tài)學(xué)等相關(guān)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建包括生態(tài)系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指 標(biāo)及干 擾指標(biāo)在內(nèi)的生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析并考慮地域性和季節(jié)性原則，確立生態(tài)健康等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及各評(píng)價(jià)指標(biāo)的健康閾值范圍。通過(guò)長(zhǎng)江口水沙和生態(tài)資料的收集分析，補(bǔ)充不同水沙條件下的生物和生態(tài)室內(nèi)模擬和原位觀測(cè)試驗(yàn)，并結(jié)合突變理論、風(fēng)險(xiǎn)理論，提出長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)安全健康的臨界水沙條件。在以上研究過(guò)程中，注意與國(guó)內(nèi)外各大江大河河口水沙過(guò)程和環(huán)境變化的類(lèi)比分析；以已有成果的集成為主，注重水利、環(huán)境、生物、生態(tài)、地學(xué)等學(xué)科交叉。(5) 長(zhǎng)江口生 態(tài)系統(tǒng)安全的重大水利工程優(yōu)化調(diào)控理論研究收集整理長(zhǎng)江流域水資源規(guī)劃、水利工程開(kāi)發(fā)建設(shè)規(guī)劃及論證等已有研究成果，吸收集成長(zhǎng)江流域水 資源優(yōu)化配置與水利工程合理調(diào)控等方面的研究成果，結(jié)合多目標(biāo)決策等理論 方法，提出 長(zhǎng)江流域大壩 蓄水工程、跨區(qū)域或流域 調(diào)水工程、引水濟(jì)湖水質(zhì)改善工程、河口海岸整治工程等典型重大水利工程的聯(lián)合運(yùn)行調(diào)控模式，提出控制流域水、沙、地貌、污染物、生物相關(guān)要素物理、化學(xué)和生物過(guò)程的水利工程優(yōu)化建設(shè)和運(yùn)行方案。研究的總體技術(shù)路線如下（圖 1），其中各功能模塊的研究目標(biāo)相輔相成，最終實(shí)現(xiàn)研究的總體目標(biāo)。表 1 總體研究技術(shù)路線研究?jī)?nèi)容 技術(shù)途徑 研究目標(biāo)資料調(diào)查與分析收集歷史資料；劃分流域水利工程建設(shè)歷史時(shí)段；開(kāi)展江段和河口野外觀測(cè)、室內(nèi)模型試驗(yàn)；集成國(guó)內(nèi)外關(guān)于大江大河水、沙、鹽、環(huán)境、生物、生態(tài)方面的研究成果。建立水文、泥沙、地貌、鹽度、遙感、環(huán)境、生物、生態(tài)資料數(shù)據(jù)庫(kù)；建立研究成果、方法、模型庫(kù)，以及資料、成果、方法系統(tǒng)分類(lèi)。理論與方法研究集成水動(dòng)力、水環(huán)境模擬理論 與方法，并結(jié)合 3S 技術(shù)，進(jìn)行河口水、沙、鹽度、水質(zhì)、生物復(fù)雜系統(tǒng)的建模。建立河口水、沙、地貌、鹽度、生物、污染物輸移過(guò)程及調(diào)控?cái)?shù)值模型(重點(diǎn)：不同時(shí)空尺度水、沙、鹽和污染物的系統(tǒng)耦合)。過(guò)程與機(jī)理探索按歷史時(shí)段，集成重大水利工程影響下的環(huán)境與生態(tài)效應(yīng)成果；統(tǒng)計(jì)分析水文、泥沙、水質(zhì)、生物觀測(cè)數(shù)據(jù)；開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析等。水、沙、地貌、鹽、污染物相互作用機(jī)制；水、沙、鹽輸移過(guò)程變異與生態(tài)系統(tǒng)相互作用機(jī)理；重大水利工程對(duì)長(zhǎng)江口水環(huán)境與水生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)機(jī)理。指標(biāo)與調(diào)控機(jī)制集成重大水利工程規(guī)劃和論證、水沙和污染物產(chǎn)輸、引江濟(jì)太工程 對(duì)河口生態(tài)安全健康的臨界水沙條件和污染物濃度閾值；河口生態(tài)系統(tǒng)健長(zhǎng)江口水質(zhì)影響等已有成果；改進(jìn)及應(yīng)用環(huán)境與生態(tài)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn) 分析、多目標(biāo)決策理論。康的指標(biāo)體系；長(zhǎng)江流域重大水利工程優(yōu)化運(yùn)用和水、沙、鹽優(yōu)化調(diào)控理論及模型。3、創(chuàng)新點(diǎn)與特色與國(guó)內(nèi)外大河口環(huán)境與生態(tài)特性、流域水利工程對(duì)河口生態(tài)與環(huán)境的影響研究相比，本項(xiàng)目具有以下 創(chuàng)新點(diǎn)：(1) 機(jī)理與規(guī)律：揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水沙和污染物輸移過(guò)程、水動(dòng)力—水環(huán)境和地貌的演變規(guī)律以及生態(tài)系統(tǒng)對(duì)變化環(huán)境的響應(yīng)機(jī)理。(2) 理論與方法： 建立長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全的調(diào)控理論及評(píng)估方法。(3) 模型與集成：建立長(zhǎng)江口水沙、污染物和生物輸移過(guò)程的系統(tǒng)耦合模型、河口環(huán)境與生態(tài)安全健康指標(biāo)體系、重大水利工程影響下河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)安全的整體調(diào)控模式。本項(xiàng)目研究的特色是：(1) 注重流域重大水利工程建設(shè)和運(yùn)行與長(zhǎng)江口環(huán)境和生態(tài)安全的緊密聯(lián)系，按照水利工程的不同歷 史建設(shè)時(shí)期，探索相 應(yīng)的河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化過(guò)程， 具有符合歷史演 變過(guò)程的特色。(2) 注重長(zhǎng)江口與太湖流域河網(wǎng)和湖泊水污染的互動(dòng)機(jī)制研究，有利于綜合評(píng)判國(guó)家正在計(jì)劃全面實(shí)施的“引江濟(jì)太”工程，成果具有當(dāng)前直接需求的特色。(3) 注重建立長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)體系， 提出長(zhǎng)江口生態(tài)安全的臨界水沙條件和污染物濃度閾值， 成果是維持長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全調(diào)控的重要依據(jù)。(4) 建立的長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全健康流域重大水利工程建設(shè)和運(yùn)行調(diào)控對(duì)策，是 長(zhǎng)江流域水電開(kāi)發(fā) 和治污戰(zhàn)略以及確保長(zhǎng)江口生態(tài)安全的重大國(guó)家需求。4、可行性分析鑒于本項(xiàng)目研究的前期科學(xué)積累和研究成果、項(xiàng)目帶頭人的研究基礎(chǔ)和學(xué)術(shù)水平、開(kāi)展學(xué)科交叉研究的經(jīng)驗(yàn)、國(guó) 際合作中的地位和作用，按照 項(xiàng)目的總體思想和技術(shù)路線，開(kāi)展項(xiàng)目所 規(guī)定的各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容，一定能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)。① 研究 隊(duì)伍： 項(xiàng)目主要承擔(dān)單位有河海大學(xué)、武漢大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所、中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所、中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所、中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所等，聚集了我國(guó)水利、環(huán)境、生物、生態(tài)、 漁業(yè)和地學(xué)等多學(xué)科的優(yōu)勢(shì)單位及長(zhǎng)期從事長(zhǎng)江流域的水文、泥沙、水質(zhì)、生物、生態(tài)的研究機(jī)構(gòu)，達(dá)到了多學(xué)科交叉融合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)， 協(xié)同攻關(guān)。研究隊(duì)伍年富力強(qiáng)，具有研究長(zhǎng)江口的人才優(yōu)勢(shì)、資料優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和地域優(yōu)勢(shì)。② 研究基礎(chǔ)：建國(guó)以來(lái)國(guó)家對(duì)長(zhǎng)江流域及河口的水文、泥沙和水環(huán)境等進(jìn)行了連續(xù)觀測(cè)、大量調(diào)查與研究工作，為本項(xiàng)研究提供了雄厚基礎(chǔ)。在水、沙、鹽輸移變化的致災(zāi)機(jī)理、長(zhǎng)江口 綜合整治、流域水 環(huán)境 綜合治理、水生 態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)、海岸風(fēng)暴潮災(zāi)害成因及防治等方面取得了顯著成績(jī)；在大型水利工程對(duì)流域影響方面，三峽、南水北調(diào)、引江濟(jì)太、河口航道治理等大型工程可行性的論證研究中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。本項(xiàng)目研究的承擔(dān)單位及學(xué)術(shù)骨干都參與了這些研究，為項(xiàng)目取得重大理 論突破奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5、課題設(shè)置根據(jù)項(xiàng)目的總體目標(biāo)、學(xué)科交叉需求和實(shí)施過(guò)程的可操作性，并考慮到滿(mǎn)足國(guó)家需求和科學(xué)原創(chuàng)性的統(tǒng)一，課題設(shè)置的主要思路是：(1) 集中力量強(qiáng)化對(duì)長(zhǎng)江口環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程的研究，包括組織實(shí)施河口水文、水 動(dòng)力、泥沙、污染物、地貌、生態(tài)、生物等變化過(guò)程及其相互作用的觀測(cè)研究，獲 取認(rèn)識(shí)河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)變化機(jī)理的第一手原始觀測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)它們又是設(shè)計(jì) 重大水利工程對(duì)河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)影響過(guò)程表征的參數(shù)化方案、驗(yàn)證模式 結(jié)果的觀測(cè)基礎(chǔ)。通 過(guò)對(duì) 國(guó)內(nèi)外大河口生態(tài)系統(tǒng)變化過(guò)程的比較研究，加深對(duì)河口的自然—人文驅(qū)動(dòng)機(jī)制的認(rèn)識(shí)。為此設(shè)置了與機(jī)理研究有關(guān)的三個(gè)課題①、④ 、⑤，其中課題①通過(guò)長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力過(guò)程與生態(tài)系統(tǒng)演變過(guò)程研究為本項(xiàng)目提供研究基礎(chǔ)；課題④ 、⑤主要服務(wù)于第二個(gè)科學(xué)問(wèn)題；(2) 深化水沙、地貌、鹽度過(guò)程和污染物濃度變化對(duì)河口生態(tài)系統(tǒng)影響規(guī)律的認(rèn)識(shí)，著重研究重大水利工程影響下河口水、沙、鹽、污染物和地貌變化過(guò)程及其規(guī)律和機(jī)制。由于河口 環(huán)境狀況與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能變化主要受水、沙、鹽、污染物 輸移過(guò)程和地貌條件變化影響， 為此設(shè)置了 課題 ②、③，主要圍繞第一個(gè)科學(xué)問(wèn)題；(3) 為將上述研究成果直接服務(wù)于國(guó)家需求， 設(shè)置了河口環(huán)境與生態(tài)安全及其調(diào)控的課題⑥ , 主要面向第三個(gè)科學(xué) 問(wèn)題。課題 1、長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力過(guò)程與生態(tài)系統(tǒng)演變機(jī)制預(yù)期目標(biāo)：建立長(zhǎng)江口及其附近海域三維潮汐預(yù)報(bào)模型，揭示海域潮汐特征和變化趨勢(shì)、潮波 傳播規(guī)律、沿岸上升流與長(zhǎng)江沖淡水相遇的 時(shí)空分布規(guī)律以及不同浪向的波高分布規(guī)律，探明長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力過(guò)程與生態(tài)系統(tǒng)演變相關(guān)關(guān)系，預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的特征及演變趨勢(shì)。研究?jī)?nèi)容：長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力過(guò)程研究區(qū)域重點(diǎn)在長(zhǎng)江下游的江陰段至海域水下 - 20 m 高程范圍，長(zhǎng)江江陰段以上 輻射到安徽大通水文站，海域水 動(dòng)力計(jì)算范圍輻射到南中國(guó)海、日本、韓國(guó)和渤海，通 過(guò)大范圍水文過(guò) 程，推算長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力影響邊界條件，研究長(zhǎng)江口海域水動(dòng)力過(guò)程。生 態(tài)系 統(tǒng)調(diào)查范圍重點(diǎn)在長(zhǎng)江下游的江陰段至海域水下 - 20 m 高程范圍，通 過(guò) 3 次 觀測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)采樣， 獲取不同季節(jié)和水文條件下生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能資料，結(jié)合衛(wèi)星遙感資料，研究長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)演變機(jī)制。1) 長(zhǎng)江口及其附近海域潮汐變化歷史和趨勢(shì)。分析長(zhǎng)江口水文、水動(dòng)力、泥沙和鹽度的變化過(guò)程，研究各 測(cè)站潮汐特征、 變化情況以及原因，建立長(zhǎng)江口及其附近海域三維潮汐預(yù)報(bào)模型，預(yù)測(cè)潮汐變化趨勢(shì)，揭示變化環(huán)境下長(zhǎng)江口水動(dòng)力、泥沙與鹽度的變化規(guī)律。2) 長(zhǎng)江口及其附近海域三維斜壓近岸流系預(yù)報(bào)模型。針對(duì)長(zhǎng)江口及其附近海域水動(dòng)力的變化趨勢(shì)，建立三維斜壓近岸流系預(yù)報(bào)模型，研究洪枯季長(zhǎng)江上游不同流量遭遇閩浙上升流的時(shí)空分布規(guī)律。3) 長(zhǎng)江口及其附近海域波浪預(yù)報(bào)模型。建立波浪折射、繞射、反射數(shù)值預(yù)報(bào)模型，研究長(zhǎng)江口及其附近海域由于波浪折射、 繞射、反射所致的波高分布和波向變化情況，并討論徑流及外海潮汐潮流對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域波浪計(jì)算的影響。4) 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程研究。借助于歷史資料收集和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，劃分流域水利工程建設(shè)歷史階段，分析研究相應(yīng)于歷史階段的河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能狀況，探索水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的歷史演變過(guò)程，揭示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變的規(guī)律。5) 影響長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的主控因素研究。分析研究影響長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的主控因素，探索水、沙、鹽、污染物和生物等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響機(jī)理，揭示主控因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響規(guī)律。承擔(dān)單位：河海大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：張長(zhǎng)寬學(xué)術(shù)骨干：龔 政、馮衛(wèi)兵、丁賢榮、陶建峰、譚 亞、張曉祥、周晶晶經(jīng)費(fèi)比例：15％課題 2、重大水利工程影響下河口水沙和地貌變化過(guò)程預(yù)期目標(biāo)：闡明水沙和地貌變化過(guò)程與機(jī)制，揭示水沙與地貌相互作用的機(jī)理，預(yù)測(cè)重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水沙和地貌特征變化趨勢(shì)。研究?jī)?nèi)容：針對(duì)長(zhǎng)江流域重大水利工程快速發(fā)展的實(shí)際情況，開(kāi)展重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水沙和地貌變化過(guò)程及水沙與地貌相互作用的觀測(cè)研究，闡明水沙和地貌變化過(guò)程與機(jī)制，揭示水沙與地貌相互作用的機(jī)理，預(yù)測(cè)重大水利工程影響下長(zhǎng)江口水沙和地貌變化趨勢(shì)。1) 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口徑流流量和潮位過(guò)程變化規(guī)律研究。分析研究長(zhǎng)江三峽等梯級(jí)開(kāi)發(fā)工程、跨區(qū)域或流域調(diào)水工程、引江濟(jì)湖水質(zhì)改善工程對(duì)長(zhǎng)江口流量和潮位過(guò)程變化的影響機(jī)制，探索潮汐過(guò)程變化對(duì)長(zhǎng)江口咸淡水交匯帶的影響機(jī)制，揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口徑流流量、潮位過(guò)程及咸淡水交匯帶的變化規(guī)律。2) 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口泥沙輸移過(guò)程和入海通量變化規(guī)律研究。分析研究長(zhǎng)江三峽等梯級(jí)開(kāi)發(fā)工程和南水北調(diào)等大型取水工程對(duì)河口泥沙輸移過(guò)程變化的影響機(jī)制，探索泥沙入海通量減少和不同水動(dòng)力條件下泥沙沉浮區(qū)域的影響機(jī)制，揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口泥沙輸移過(guò)程、入海通量及沉浮區(qū)域的變化規(guī)律。3) 長(zhǎng)江口地貌變化過(guò)程及地貌與水沙互動(dòng)機(jī)理研究。通過(guò)長(zhǎng)江口地貌變化資料分析和不同水動(dòng)力條件下泥沙沉浮規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究，探索長(zhǎng)江口水沙條件變化和綜合整治工程引起的地貌變化與影響機(jī)理，闡明局部地貌變化引起水流條件、沖淤部位、沖淤速率等變化過(guò)程，揭示地貌與水沙互動(dòng)規(guī)律。4) 長(zhǎng)江口咸淡水交匯區(qū)范圍及鹽度變化過(guò)程研究。通過(guò)長(zhǎng)江口不同水動(dòng)力條件下鹽度和咸淡水交匯區(qū)范圍觀測(cè)資料分析，探索長(zhǎng)江口咸淡水交匯區(qū)范圍及鹽度變化過(guò)程與影響機(jī)理，揭示水動(dòng)力特性變化導(dǎo)致鹽度變化規(guī)律。5) 多因素作用下長(zhǎng)江口水沙和地貌特征變化趨勢(shì)研究。在上述研究的基礎(chǔ)上，綜合分析流域工程和河口工程共同作用下長(zhǎng)江口水沙和地貌特征變化趨勢(shì)，探索長(zhǎng)江口潮汐過(guò)程、鹽水入侵程度、滯流點(diǎn)位置及移動(dòng)范圍、含沙量分布季 節(jié)變化等特性，揭示長(zhǎng)江口影響生態(tài)系統(tǒng)的物理要素變化規(guī)律。承擔(dān)單位：武漢大學(xué)、河海大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：李義天學(xué)術(shù)骨干：嚴(yán)以新、鄭金海、諸裕良、鄧金運(yùn)、 孫昭華、張 為經(jīng)費(fèi)比例：15％課題 3、重大水利工程影響下河口水環(huán)境過(guò)程與效應(yīng)預(yù)期目標(biāo)：闡釋大型水利工程共同作用下，河口區(qū)水環(huán)境之宏觀演變歷史及其對(duì)大型水利工程建設(shè)的響應(yīng)，探索重大水利工程影響下長(zhǎng)江口污染物入海通量變化過(guò)程及其對(duì)感潮江段水質(zhì)影響和生態(tài)效應(yīng)，揭示變化環(huán)境下河口區(qū)水環(huán)境過(guò)程演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。研究?jī)?nèi)容：借助于長(zhǎng)江下游和長(zhǎng)江口水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，以及本項(xiàng)目在太湖河網(wǎng)和感潮江段調(diào)查資料，分析研究長(zhǎng)江口水環(huán)境的歷史演變過(guò)程，查明長(zhǎng)江口典型污染物輸移機(jī)理，建立重大水利工程影響下長(zhǎng)江下游河口與河網(wǎng)系統(tǒng)整體耦合的模擬模型，探索引水濟(jì)湖水質(zhì)改善工程引起的長(zhǎng)江口輸入的污染物總量及對(duì)不同江段水質(zhì)影響過(guò)程，揭示河口區(qū)水 環(huán)境過(guò)程演變與驅(qū)動(dòng)機(jī)制以及流域治污工程對(duì)長(zhǎng)江口污染物變化規(guī)律。1) 長(zhǎng)江口水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與變化歷史過(guò)程。研究長(zhǎng)江口水環(huán)境宏觀歷史演變過(guò)程， 測(cè)定不同位置沉積 物柱芯中不同深度典型污染物含量，揭示歷史時(shí)期河口區(qū)水環(huán)境變化在沉積物中的響應(yīng)。同時(shí)， 結(jié)合長(zhǎng)江大型水利工程建設(shè)歷史，從宏觀上反映河口水環(huán)境對(duì)大型水利工程建設(shè)的響應(yīng)。2) 長(zhǎng)江口典型污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。明確河口區(qū)水環(huán)境與水生態(tài)的相互關(guān)系；研究流速、水深、鹽度、泥沙沉 積速率、微生物種類(lèi)和數(shù)量及其它水環(huán)境要素對(duì)河口區(qū)污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的影響機(jī)制，闡明典型污染物在河口區(qū)的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律；揭示河口區(qū)水生態(tài)、水環(huán)境過(guò)程的耦合機(jī)理。3) 河口區(qū)水環(huán)境過(guò)程演變 及驅(qū)動(dòng)機(jī)制?；?“源－流－匯”的統(tǒng)一體，重點(diǎn)闡明典型污染物在河口區(qū)的分配和演變過(guò)程；從內(nèi)在機(jī)理和外源擾動(dòng)方面揭示不同時(shí)空尺度下河口區(qū)水環(huán)境演變過(guò)程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制；采用 EFDC 等水質(zhì)模型模擬污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，進(jìn)而預(yù)測(cè) 今后之影響。4) “引江濟(jì)太 ”工程對(duì)長(zhǎng)江口水環(huán)境的影響機(jī)制。利用河海大學(xué)多年研究太湖流域河網(wǎng)和湖泊水環(huán)境演變和治理所獲取的技術(shù)資料及經(jīng)驗(yàn)成果，探索長(zhǎng)江口與太湖流域河網(wǎng)和湖泊水污染的互動(dòng)機(jī)制，建立“ 引江濟(jì)太”工程長(zhǎng)江河口段、流域河網(wǎng)區(qū)和太湖湖泊系統(tǒng)整體耦合的模擬模型，闡明引水濟(jì)湖水質(zhì)改善工程引起的長(zhǎng)江口輸入的污染物總量及對(duì)不同江段水質(zhì)影響過(guò)程，揭示流域治污工程對(duì)長(zhǎng)江口水環(huán)境的影響規(guī)律。承擔(dān)單位：北京師范大學(xué)、河海大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：沈珍瑤學(xué)術(shù)骨干：牛軍峰、侯 俊、楊曉華、錢(qián) 進(jìn)、王 穎、劉瑞民、馮成洪、陳靜、呼麗娟經(jīng)費(fèi)比例：19％課題 4、河口生態(tài)系統(tǒng)對(duì)重大水利工程的響應(yīng)過(guò)程和機(jī)理預(yù)期目標(biāo)：揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和規(guī)律，預(yù)測(cè)變化環(huán)境下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)。研究?jī)?nèi)容：借助于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和歷史資料收集，分析研究長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀及其演變過(guò)程，確定生態(tài) 系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制，探討重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和機(jī)理。通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和轉(zhuǎn)換規(guī)律的數(shù)值模擬，認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)變 化環(huán)境下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)。1) 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀調(diào)查分析及演變過(guò)程研究。通過(guò)收集長(zhǎng)江口主要觀測(cè)站點(diǎn)的水文、潮位、水環(huán)境、生物等 長(zhǎng)時(shí)間 數(shù)據(jù)，并進(jìn)行補(bǔ)充監(jiān)測(cè)，掌握長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀，了解不同時(shí)期人類(lèi)活動(dòng)和自然過(guò)程對(duì)長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能演變的作用。2) 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制研究。在上述調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，分析探明長(zhǎng)江口生 態(tài)系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)，探討復(fù)合穩(wěn)定狀態(tài)的基本特征和穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，重點(diǎn)揭示生態(tài)系統(tǒng)變化的轉(zhuǎn)折和漸變規(guī)律。3) 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程和機(jī)理。確定歷史時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合穩(wěn)定和轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的可能驅(qū)動(dòng)因子，模擬各種可能驅(qū)動(dòng)因子變化的敏感性響應(yīng)和機(jī)理，探討驅(qū)動(dòng) 因子變化條件下生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)與適應(yīng)過(guò)程，揭示重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)規(guī)律。4) 重大水利工程影響下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)。基于以上研究，利用生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)性和突 變性理論， 應(yīng)用生態(tài)系 統(tǒng)響應(yīng)模型， 輸入未來(lái)變化環(huán)境的可能因子，同時(shí)分析影響生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變的不確定性因素，探討未來(lái) 20—50 年變化環(huán)境下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)。承擔(dān)單位：中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、國(guó)家海洋局第一海洋研究所課題負(fù)責(zé)人：陳求穩(wěn)學(xué)術(shù)骨干：王保棟、黃國(guó)鮮、 張學(xué)雷、孫 霞、李 偉鋒、徐宗軍經(jīng)費(fèi)比例：16％課題 5、河口生境條件改變對(duì)重要生物資源的影響預(yù)期目標(biāo)：闡述大型水利工程快速發(fā)展的影響下，長(zhǎng)江口生境條件改變對(duì)重要生物資源的影響途徑、機(jī)理和效應(yīng) ，為長(zhǎng)江河口重要生物資 源保護(hù)與恢復(fù)提供依據(jù)。研究?jī)?nèi)容：通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江河口重要生物資源歷史資料的分析與現(xiàn)狀調(diào)查，以及長(zhǎng)江河口生境改變對(duì)河口重要生物資源在群落結(jié)構(gòu)、生理學(xué)、毒理學(xué)方面的研究，結(jié)合其它子課題關(guān)于長(zhǎng)江河口生境改變的成果，闡述由于大型水利工程快速發(fā)展的影響下，長(zhǎng)江口生境條件改變對(duì)重要生物資源的影響途徑、機(jī)理和效應(yīng)。1) 長(zhǎng)江口重要生物資源現(xiàn)狀與變化過(guò)程研究。研究長(zhǎng)江口重要生物資源現(xiàn)狀與變化過(guò)程，分析評(píng)估長(zhǎng) 江河口重要生物資源動(dòng)態(tài)變化特征，掌握重要魚(yú)類(lèi)、底棲生物、蝦蟹類(lèi)資源生物的群落結(jié)構(gòu)特征及變動(dòng)趨勢(shì)，探討影響重要生物資源的典型驅(qū)動(dòng)因素。2) 徑流改變條件下鹽水入侵風(fēng)險(xiǎn)對(duì)河口重要水生生物資源的影響研究。研究鹽度和溫度等生態(tài)因子的影響；鹽度、溫度等生態(tài)因子對(duì)重要水生生物的影響；鹽度、溫度等生態(tài)因子對(duì)重要水生生物的重要餌料生物紋縞蝦虎魚(yú)的影響；鹽水入侵對(duì)重要水生生物幼魚(yú)種群的風(fēng)險(xiǎn)影響評(píng)估。3) 長(zhǎng)江口污染風(fēng)險(xiǎn)對(duì)重要水生生物資源的影響研究。選擇河口重要水生生物作為研究對(duì)象，研究氨氮、重金屬、持久性污染物的影響，探討河口水體氧虧對(duì)水生生物影響，尋求河口 污染的生物監(jiān)測(cè)方法， 評(píng) 價(jià)典型污染物對(duì)重要水生生物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。4) 地貌條件改變對(duì)典型底棲生物的影響研究。研究因重大水利工程快速建設(shè)導(dǎo)致河口地貌條件的改變的生態(tài)影響，探討泥沙粒徑改變對(duì)底棲多毛類(lèi)、貝類(lèi)的影響過(guò)程，揭示底質(zhì)沖淤 變化對(duì)底床上生物群落結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理和演變規(guī)律。承擔(dān)單位：中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所、中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所課題負(fù)責(zé)人：沈新強(qiáng)學(xué)術(shù)骨干：晁 敏、王云龍、 謝松光、蔣 玫、袁 騏、羅民波、全為民、平仙隱、沈盎綠、何福林、馮廣朋、王翠 華、尹 艷娥、向建國(guó)、柳明經(jīng)費(fèi)比例：15％課題 6、河口環(huán)境與生態(tài)安全評(píng)價(jià)及其調(diào)控原理預(yù)期目標(biāo)：探明評(píng)判河口環(huán)境與生態(tài)安全的因子，建立生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)體系，提出維持長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全的臨界水沙條件和污染物濃度閾值，建立河口環(huán)境與生態(tài)安全的流域重大水利工程調(diào)控理論。研究?jī)?nèi)容：探明評(píng)判河口環(huán)境與生態(tài)安全的因子，建立生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)體系，提出維持長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全的臨界水沙條件，建立包括物理、化學(xué)、生物等過(guò)程的維系河口環(huán)境與生態(tài)安全的重大水利工程聯(lián)合調(diào)控模式。1) 河口環(huán)境與生態(tài)安全健康的評(píng)判因子和指標(biāo)體系研究。在上述研究的基礎(chǔ)上，遴 選出能敏感反映河口 環(huán)境與生態(tài)安全影響的主控因子，以陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)及群落生態(tài)學(xué)等相關(guān)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建包括生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指標(biāo)及干擾指標(biāo)在內(nèi)的生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析并考慮地域性和季節(jié)性原則，確立生 態(tài)健康等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及各評(píng)價(jià)指標(biāo)的健康閾值范圍。2) 河口環(huán)境與生態(tài)安全的臨界水沙條件研究。探索滿(mǎn)足長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全的水沙條件，揭示水沙對(duì)環(huán)境和生態(tài)安全影響的機(jī)理，確定引起環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)突變的水沙閾值，了解重大水利工程影響下的水沙過(guò)程對(duì)環(huán)境與生態(tài)安全的作用機(jī)制。3) 河口環(huán)境與生態(tài)安全的流域水利工程控制理論和對(duì)策。通過(guò)流域重大水利工程對(duì)長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全影響的研究，探索流域重大水利工程(包括大壩蓄水工程、跨區(qū)域或流域調(diào) 水工程、引水 濟(jì)湖水質(zhì)改善工程、河口海岸整治工程 )對(duì)河口環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)安全健康的調(diào)控理論，建立流域重大水利工程與河口生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)控模式，提出控制流域相關(guān)要素(水、沙、 污染物、地貌、生物) 物理、化學(xué)和生物過(guò)程的水利工程優(yōu)化建設(shè)和運(yùn)行方案。4) 重大水利工程影響下河口環(huán)境與生態(tài)安全整體模式。建立重大水利工程影響下河口環(huán)境與生態(tài)安全流域—河口系統(tǒng)整體模式，耦合上述課題所揭示的流域重大水利工程、水文、泥沙、污染物、生物、生 態(tài)和地貌等多個(gè)模塊，并將其應(yīng)用于河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程研究，包括機(jī)理、 預(yù)測(cè)、綜合影響評(píng)估、響應(yīng)過(guò) 程和適應(yīng)對(duì)策等。承擔(dān)單位：河海大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：王 超學(xué)術(shù)骨干：余鐘波、李 軼、 張松賀、敖燕輝、 孫 琴、璩愛(ài)玉經(jīng)費(fèi)比例：20％6、各課題間的相互關(guān)系六個(gè)課題之間的聯(lián)系及實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)的關(guān)系是：第一課題，劃分流域水利工程建設(shè)的歷史階段，采用在長(zhǎng)江下游段和長(zhǎng)江口附近海域水文站、水位站和水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的水文、水動(dòng)力、泥沙、 鹽度觀測(cè)資料，以及本項(xiàng)目進(jìn)行的長(zhǎng)江口污染物濃度、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、浮游生物、 濱水濕地水生植物和生物群落現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合數(shù)學(xué)模擬研究，探明長(zhǎng)江口及其附近海域水動(dòng)力系統(tǒng)與潮汐過(guò)程，揭示 長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與演變規(guī)律和驅(qū)動(dòng)機(jī)理，篩選 影響河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)和功能的主控因素，為其它課題研究提供可靠技術(shù)途徑、 歷史背景狀況、變化過(guò)程資料及對(duì)比分析和 驗(yàn)證與校準(zhǔn)依據(jù)等研究基礎(chǔ)。第二課題，借助典型水域水文和泥沙過(guò)程關(guān)系實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)研究，揭示長(zhǎng)江梯級(jí)開(kāi)發(fā)、南水北調(diào)、調(diào)水、航道整治等重大水利工程 對(duì)河口水動(dòng)力特性、泥沙輸移和潮汐過(guò)程的影響機(jī)制，探明河口水沙條件變化和綜合整治工程引起的地貌變化過(guò)程及其地貌與水沙互動(dòng)機(jī)理，掌握河口水動(dòng)力特性變化導(dǎo)致潮汐范圍內(nèi)鹽度變化過(guò)程，揭示水、沙、鹽和地貌等物理?xiàng)l件變化引起河口生境條件變化的規(guī)律。結(jié)合第一課題，揭示重大水利工程對(duì)長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響規(guī)律，為第三課題提供河口潮汐過(guò)程的水沙條件， 為第四、五、六 課題提供理論支持。第三課題，分析研究長(zhǎng)江口水環(huán)境的歷史演變過(guò)程，查明長(zhǎng)江口典型污染物輸移機(jī)理，建立重大水利工程影響下長(zhǎng)江下游河口與河網(wǎng)系統(tǒng)整體耦合的模擬模型，探索調(diào)水治污工程引起的長(zhǎng)江口輸入的污染物總量及對(duì)不同江段水質(zhì)影響過(guò)程，揭示河口區(qū)水環(huán) 境過(guò)程演變與驅(qū)動(dòng)機(jī)制以及流域治污工程對(duì)長(zhǎng)江口污染物變化規(guī)律。結(jié)合第一、二課題，揭示重大 調(diào)水工程 對(duì)長(zhǎng)江口環(huán)境和生境條件的影響規(guī)律，為第四、五、六課題提供理論支持。第四課題，在前三個(gè)課題研究的基礎(chǔ)上，掌握重大水利工程影響下河口物理、化學(xué)和生物條件的變化 規(guī)律，通 過(guò)不同季節(jié)和水情條件下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能特性的調(diào)查，對(duì)比分析長(zhǎng)江口現(xiàn)狀與歷史生態(tài)系統(tǒng)狀況，揭示重大水利工程影響下河口生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)、適應(yīng)過(guò)程和機(jī)理，預(yù)測(cè)變化環(huán)境下長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢(shì)， 為第六課題提供依據(jù)。第五課題，根據(jù)第一、二、三課題對(duì)重大水利工程影響下長(zhǎng)江口物理、化學(xué)和生物條件變化的研究成果，分析長(zhǎng)江口生境條件變化規(guī)律及引起變化的主控因素，探明生境條件改變對(duì)長(zhǎng) 江口重要生物資源的影響過(guò)程，揭示污染物改變?cè)诘湫汪~(yú)類(lèi)體內(nèi)累積過(guò)程和毒理效應(yīng)，為生境條件改變對(duì)重要生物資源的影響規(guī)避途徑提供策略，同時(shí)為第六課題提供基本數(shù)據(jù)、科學(xué)原理和技術(shù)途徑。第六課題，根據(jù)上述各課題的研究成果，界定河口環(huán)境與生態(tài)安全的評(píng)判因子，建立生態(tài)系統(tǒng)健康的指 標(biāo)體系，確定河口 環(huán)境與生態(tài)安全的臨界水沙條件，制定河口環(huán)境安全的流域控制對(duì)策，及生態(tài)安全的水利工程聯(lián)合運(yùn)用與優(yōu)化調(diào)控方案。同時(shí)，建立重大水利工程影響下 長(zhǎng)江口環(huán)境與生態(tài)安全整體模式，提供一個(gè)集成研究的平臺(tái)。它耦合了上述課題所揭示的流域重大水利工程、水文、泥沙、污染物、生物、生 態(tài)和地貌等多個(gè)模塊，并將其應(yīng)用于河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與演變過(guò)程研究，包括機(jī)理、預(yù)測(cè)、綜合影響評(píng)估、響應(yīng)過(guò)程和適應(yīng)對(duì)策等。本課題的評(píng)判因子、影響數(shù)據(jù)、有關(guān)參數(shù)、模型和驗(yàn)證數(shù)據(jù)均來(lái)自前五個(gè)課題。四、年度計(jì)劃研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo)第一年在三維潮汐預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)上，建立考慮斜壓、沖淡水等因子的長(zhǎng)江口及其附近海域三維斜壓流場(chǎng)預(yù)報(bào)模型，利用水動(dòng)力和溫鹽資料進(jìn)行參數(shù)率定；建立長(zhǎng)江下游洪水、 風(fēng)暴潮、天文潮 綜合數(shù)學(xué)模型；引進(jìn) DHI 的大范圍風(fēng)浪計(jì)算模型（SW模塊），模擬計(jì)算波浪場(chǎng)，并與自主開(kāi)發(fā)模型結(jié)果比較。收集整理國(guó)內(nèi)外大河河口水沙輸移、地貌演變方面的研究成果和觀測(cè)資料；收集整理長(zhǎng)江流域大型水利工程規(guī)劃、調(diào)度運(yùn)行等方面資料， 長(zhǎng)江中下游干流測(cè)站水沙通量歷史資料，長(zhǎng)江口水沙輸移、鹽 度、地貌變化等方面歷史資料；分析研究流域水利工程對(duì)徑流過(guò)程的影響；分析研究流域水利工程對(duì)沙量過(guò)程的影響作用。通過(guò)海域動(dòng)力及長(zhǎng)江口歷史水文、泥沙、污染物等相關(guān)歷史資料收集和樣品采集，初步研究長(zhǎng)江口水環(huán)境宏觀歷史演變過(guò)程；通過(guò)樣品采集分析實(shí)驗(yàn)，初步探討不同歷史 時(shí)期河口水環(huán)境變化在沉積物中的響應(yīng)；通過(guò)歷史資料收集和污染物分布測(cè)定實(shí)驗(yàn)，分別選取不同類(lèi)型的污染物， 進(jìn)揭示長(zhǎng)江沖淡水等近岸斜壓流系的時(shí)空分布規(guī)律； 再現(xiàn)上游洪水和風(fēng)暴天氣組合下的風(fēng)暴潮增水及風(fēng)暴流場(chǎng)特征；得到更適用于長(zhǎng)江口及其附近海域的波浪模型。初步揭示流域水利工程對(duì)長(zhǎng)江水沙過(guò)程的調(diào)節(jié)作用；初步揭示長(zhǎng)江中下游河流系統(tǒng)對(duì)入海水沙通量的調(diào)節(jié)作用。收集歷史水質(zhì)資料，初步完成水環(huán)境宏觀反演工作；初步確定河口區(qū)水體中的典型污染物；初步建立“ 引江濟(jì) 太”工程長(zhǎng)江河口段、流域河網(wǎng)區(qū)和太湖湖泊系統(tǒng)整體耦合的模擬模型。初步收集研究所需要的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；初步建立長(zhǎng)江口水動(dòng)力模型；掌握長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo)行分析測(cè)定，確定長(zhǎng)江口水體中的典型污染物；收集整合已有技術(shù)資料和經(jīng)驗(yàn)成果，初步探討“引江濟(jì)太”工程對(duì)長(zhǎng)江口水 環(huán)境的影響機(jī)制。掌握長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀，了解不同時(shí)期人類(lèi)活動(dòng)和自然過(guò)程對(duì)長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能演變的作用，初步建立長(zhǎng)江下游和長(zhǎng)江口水動(dòng)力模型。收集長(zhǎng)江口生物資源歷史資料，開(kāi)展長(zhǎng)江口生物資源現(xiàn)狀調(diào)查；選擇魚(yú)類(lèi)、蝦類(lèi)、蟹 類(lèi)各 1 種，開(kāi)展鹽度、懸浮物等生態(tài)因子對(duì)水生生物胚胎發(fā)育和幼體生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)；開(kāi)展底泥中底棲生物、底上生物和潮間帶生物調(diào)查。選擇現(xiàn)場(chǎng)研究點(diǎn)，完成測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，并取得首批水生和沉積物樣品、初步 調(diào)查河口生物多樣性；根據(jù)據(jù)河口不同地域水質(zhì)、地貌特征和泥沙輸移的特性，研制或改裝試驗(yàn) 裝置；分析歷史水利工程對(duì)長(zhǎng)江口泥沙含量的影響；獲取影響河口環(huán)境與生態(tài)安全影響的因素，并分析構(gòu)建河口環(huán)境與生態(tài)安全的流域水利工程控制理論方法。結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀，了解不同時(shí)期人類(lèi)活動(dòng)和自然過(guò)程對(duì)長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能演變的作用。初步闡明長(zhǎng)江口主要生物資源、底棲生物的群落結(jié)構(gòu)特征；初步掌握生態(tài)因子對(duì)實(shí)驗(yàn)生物胚胎發(fā)育和幼體生長(zhǎng)的影響機(jī)理。獲取長(zhǎng)江口水環(huán)境基礎(chǔ)資料、水生生物類(lèi)群特征及優(yōu)勢(shì)物種生態(tài)特性資料，并進(jìn)行初步分析。初步掌握重大水利工程背景下長(zhǎng)江口水動(dòng)力、地貌和水質(zhì)特性；總結(jié)歷史水利工程影響下長(zhǎng)江口泥沙含量的變化規(guī)律。撰寫(xiě)論文 30～40 篇，其中SCI 論文 15～ 20 篇論文。研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo)第二年建立長(zhǎng)江口及其鄰近海域三維斜壓數(shù)學(xué)模型，利用歷史資料進(jìn)行參數(shù)率定，并利用長(zhǎng)序列資料進(jìn)行驗(yàn)證；徑流對(duì)潮汐的影響，建立實(shí)時(shí)潮位校正模型并驗(yàn)證；建立東中國(guó)?！L(zhǎng)江口潮波預(yù)報(bào)數(shù)學(xué)模型，結(jié)合近期地形和水文資料參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證；集成風(fēng)浪、氣象模擬理 論與方法，并 結(jié)合河口氣象水文復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)建立波浪數(shù)學(xué)模型；選用較長(zhǎng)期（1 年以上）風(fēng)、浪 資料率定模型，并 計(jì)算波浪場(chǎng)要素。三峽水庫(kù)等大型水利工程調(diào)節(jié)及長(zhǎng)江中下游支流入?yún)R、湖泊調(diào)節(jié)等作用 綜合影響下， 長(zhǎng)江入海徑流變化；水利工程影響下，長(zhǎng)江下游沿程沙量恢復(fù)機(jī)制；水利工程引起沙量變化后，長(zhǎng)江中下游河流系統(tǒng)對(duì)入海泥沙通量的調(diào)節(jié)作用；分析不同徑流、潮汐條件下，河口漲落潮水動(dòng)力特征的變化；不同徑流、潮汐條件下，不同區(qū)域內(nèi)鹽度分布特征及變化規(guī)律。全方面開(kāi)展長(zhǎng)江口水文、水動(dòng)力、泥沙、污染物和鹽度等的現(xiàn)狀調(diào)查工作，結(jié)合歷史調(diào)查資料，進(jìn)一步分析長(zhǎng)江口水環(huán)境變化歷史過(guò)程；確定長(zhǎng)江口典型污染物，研究長(zhǎng)江口典型污染物的時(shí)空得到適用于長(zhǎng)江口及其鄰近海域的三維斜壓數(shù)學(xué)模型和計(jì)算參數(shù)；揭示海域潮汐特征和潮波傳播規(guī)律；建立適用于長(zhǎng)江口及其附近海域的風(fēng)場(chǎng)計(jì)算模型、波浪傳播變形模型，初步得到波浪場(chǎng)分布。揭示大型水利工程影響下長(zhǎng)江入海水沙通量變化規(guī)律；