River health assessment in River health assessment in the lower Yellow River the lower Yellow River 黄河下游河流健康评估黄河下游河流健康评估Dr Chris Gippel, AustraliaDr Chris Gippel, Australia

Chris GippelChris Gippel 博士博士

Project Completion WorkshopProject Completion Workshop

项目完工研讨会项目完工研讨会

Ministry of Water Resources Ministry of Water Resources 水利部水利部2012 February 2012 February 23 201223 2012 年年 22 月月 2323 日日

Objectives framework (from YRCC)目标框架（来自水利部黄河水利委员会）

The five “Healthy Indicators of the Yellow River”

Common river health indicator categories

1. Flow continuity 河流连续性 Hydrology 水文

2. Channel configuration for water and sediment transportation 河道水和泥沙输送量

Geomorphology 地貌

3. Water quality standard 河水质量标准

Water quality 水质

4. River ecosystem 河流生态系统 Ecology 生态

5. Water supply capacity 河水供应量 Social-economic 社会经济

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风 险Flood risk 洪 水 风 险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

1

2

3

4

Reaches and assets 河段和生态资产

Reference values 参照值• Historical survey data 历史调查数据• Best attainable condition, i.e. the expected condition if

BMP (Best Management Practices) were in use, for a given use of the river/catchment 力所能及，即对河流积水进行合理利用后，用最好的管理，达到预期的标准

• Standards required for designated use (swimming, fishing, industry, agriculture, drinking, e.g. China River Categories I-V)为满足特定要求必须达到的标准（游泳，钓鱼，工业，农业，饮用等 )

• Management target 管理目标

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风

险

Flood risk 洪 水 风

险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, 2008

Invertebrates

无脊椎动物Fish

鱼类

Plants

植物

Two surveys – Spring and Autumn

两次调查 - 春、秋

中科院武汉水生所2008

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风

险

Flood risk 洪 水 风

险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

20012001 20092009

NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS,NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS,and U.S./Japan ASTER Science Teamand U.S./Japan ASTER Science Team

Use remote sensing to identify areas of 遥感识别 :

• Reed (Phragmites australis) 芦苇

• Suaeda (Suaeda salsa) 翅碱蓬• Tamarisk (Tamarix chinensis) 柽

柳• Farmland (a threat)

农田（是一个威胁因素）• Delta area 三角洲面积

三大天然植被类型

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风

险

Flood risk 洪 水 风

险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

Hydrology 水文• Two approaches used 2 种方法 :

– Index of Flow Deviation (monthly data)

流量变异指数 ( 每月的水文数据 )

– Index of Flow Health (daily data – need e-flows assessment)

环境流健康指数（每日数据 - 需要环境流的评估）

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风

险

Flood risk 洪 水 风

险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

Water quality 水质% of time meeting standard 全年达标天数比例

Chinese Grade

Sou

rce

area

s

1st C

lass

2nd

Cla

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requ

ires

trea

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Prim

ary

cont

act

Sec

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cont

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stria

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Agr

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scap

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Nat

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Sen

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aqua

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Com

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Fis

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Fis

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Fis

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Fis

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inte

r su

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al

Arbitrary aquatic

health rating

I S S S S S S S S S S S S S S S S S S High-V. high

II U S S S S S S S S S S U S S S S S S Mod. -High

III U U S S S S S S S S S U U S U U S S Low-Mod.

IV U U U U S S U S S S S U U U U U U U Very low

V U U U U U S U U S S S U U U U U U U Very low

VI U U U U U U U U U U U U U U U U U U No value

Drinking water Recreation Industry agriculture and parks Ecological river health

饮用 娱乐用途 工农业和公园 生态河流健康

中国

标准

U = 不当 S = 适合 中国 II 类水 = 良中国标准 III = 黄河下游的官方标准

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风

险

Flood risk 洪 水 风

险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

0.0

0.1

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0.3

0.4

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1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Sed

imen

t lo

ad I

nd

ex (SL)

An

nu

al s

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ent

load

(10

8to

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Sediment load at Lijin

Sediment load Index

Progradation of Delta

Erosion of Delta年输

沙量

输沙

量指

数

利津泥沙负荷

输沙量指数

黄河三角洲将增长黄河三角洲将减少

Physical form

自 然 形 态

Physical form

自 然 形 态

Hydrology

水 文 学

Hydrology

水 文 学

Water quality

水 质

Water quality

水 质

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Ecology – Delta

生 态 - 三 角 洲

Drought risk 干 旱 风

险

Drought risk 干 旱 风

险Water supply 供

水Water supply 供

水

Water quality 水

质

Water quality 水

质

Flood risk 洪 水 风

险

Flood risk 洪 水 风

险

Hydropower 水 电Hydropower 水 电

Recreation 娱 乐Recreation 娱 乐Navigation 航 运Navigation 航 运

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Ecology – channel

生 态 - 通 道

Plants 植 物Plants 植 物

Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物 Macroinvertebrates

大 型 无 脊 椎 动 物

Fish 鱼Fish 鱼

Wetland vegetation

湿 地 植 被

Wetland vegetation

湿 地 植 被

E-flow components

环 境 流 量 要 素

E-flow components

环 境 流 量 要 素

Chinese standards

中 国 标 准

Chinese standards

中 国 标 准

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment conc’n

含 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Sediment load

输 沙 量

Social 社 会Social 社 会

Social and environmental river health indicatorsSocial and environmental river health indicators社会环境河流健康指标社会环境河流健康指标

Potential indicators 潜在指标

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

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0.8

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1.0

2005 2006 2007 2008 2009

So

cial

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lth

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Flood risk

Drought risk

Water consumption

Navigation

Water quality

Hydropower

洪水风险干旱风险

耗水量航运水质

水力发电