生态河道中多尺度水力学及水动力学问题浅谈

潘文浩，尚 钦，汪洹湛

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉，430010）

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在生态文明建设的大背景下，河道的生态环境治理问题显得日益迫切和必要。根据生态环境部对于相关中小河流河道生态修复的技术指南要求，河道的生态治理的基本需求为在保证河道防洪、航运、灌溉等基本功能的前提下，充分考虑生态环境、水质净化、亲水景观等需要，使河道资源可持续利用和生态环境健康紧密结合[1]。以往在河道生态修复研究中，从事生态环境及动植物研究的学者习惯于从河道生物群落结构、水质净化、水生生物的生存习性等方面来进行研究，而长期从事水动力学和河道研究的学者则往往是出于防洪、航运、灌溉等方面的需求来进行研究，两者缺乏对河势控制、水流条件与河道生态功能定位之间的有机结合。事实上，水动力学过去几十年的发展已有相当可观的成果，而生态河道中的一系列生态问题如生物物理过程、污染物输移、营养物输运等均与不同尺度的水力学及水动力学问题有着密切联系。比如从微观上讲，泥沙颗粒能为微生物提供生存环境；合适密度的水生植被通过改变河道流速分布和泥沙输运，能提供空间上非均匀的栖息地条件，从而促进生物群落的多样性；卵石河床在河道表层水流动量输运与潜流带渗流过程的综合作用下，能为底栖生物提供良好的生存环境[2]；从流域及更大的时间尺度上讲，大洪水引起的河道形态调整往往能极大地摧毁并重建整个河道的生态系统。……