汾河上中游生态径流量计算研究

选取汾河干流1965~2003年天然月均径流资料,分别采用逐月最小生态径流计算法和逐月频率年内展布计算法,计算汾河干流汾河水库、兰村、二坝3个水文测站的生态径流量。计算结果表明,逐月最小生态径流计算法和逐月频率年内展布计算法计算得到的生态径流量,均符合Tennant法评价标准中生态功能目标的要求。与逐月最小生态径流计算法相比,逐月频率年内展布计算法计算确定的生态径流量更有利于河流生态健康,更加贴近天然河流年内丰枯变化状况。     

河流生态径流计算的流量频率区间比例法

以最小生态径流和适宜生态径流为基础,提出了河流生态径流计算的流量频率区间比例方法,即考虑径流情势的年内及年际变化特征,以逐月流量资料分别计算各月的生态径流,将各月的流量系列按25%和75%保证率为分界点划分为丰、平、枯三个区间,各区间保障不同级别的生态径流,维护了径流情势的完整性,有利于河流生态系统的保护。在额尔齐斯河中游的应用表明,该方法可为水库生态调度提供调控目标,从而为河流生态系统的保护提供了参考。     

淡水湖泊最小生态需水量简易求解方法及应用

湖泊最小生态需水量是维持湖泊合理水位及水体自净能力的基础,并已成为淡水资源科学配置和持续利用的基本保证。从湖泊形态和典型水生生物的角度出发,探索了湖泊最小生态需水的简易求解方法,为防止湖泊生态系统进一步退化,在确定湖泊最低生态水位时,将水文统计资料中的多年平均年最低水位作为参考值,综合考虑湖泊的死水位、上层典型鱼类生存水位、野生鱼类生存和繁殖所需的最低水位,选取水位的最大值作为最小生态水位,并以江苏省的9个典型淡水湖泊为例,分析了湖泊主要特征参数、湖泊水位特征值及湖泊的主要植被和鱼类状况,获得各湖泊的最小生态需水量。     

沂沭河流域河流生态径流及生态需水研究

为更好地维持沂沭河流域河流生态系统健康、稳定,以沂河临沂站、沭河大官庄站为例,基于两站1958~2000年天然月径流数据,采用逐月次最小(大)值法、改进Tennant法计算其年内最小(大)生态径流及生态需水过程,运用三种逐月频率法计算其年内适宜生态径流及生态需水过程,参考地表水合理开发阈值和IHA法,依据逐月频率法获得其年内适宜生态需水阈值,最终获得两站完整的生态径流及生态需水过程,并与实测径流过程比较,获得其生态需水保证率。结果表明,逐月次最小(大)值法计算得到的部分月份最小(大)生态径流量不利于生态系统的健康稳定,需结合改进Tennant法结果做调整;年内各月径流保证率均取50%的逐月频率法更适合适宜生态径流及生态需水计算;大部分时间内河流生态需水均能得到保证,但仅有超过30%月份、近50%年份河流生态需水为适宜生态需水。     

博斯腾湖水位与其变化规律浅析

根据开都河长系列水文资料,运用频率曲线法计算出博斯腾湖基本生态水位5.59 m及目标生态水位7.21 m;通过分析开都河来水的丰、枯水年资料,确定要达到博斯腾湖适宜水位及博斯腾湖流域综合利用水资源要求,起决定作用的是开都河上游来水,因此调控好开都河水资源,对博斯腾湖流域经济发展至关重要。为此,提出一些建议,以期为博斯腾湖生态系统可持续发展提供参考。     

松花江哈尔滨段河道内生态需水研究

随着社会经济的发展,人与自然的冲突加剧,生态环境问题日益突出,水与生态系统研究成为普遍关注的热点。以松花江哈尔滨段为例,基于哈尔滨水文站1898～1987年实测逐日流量资料,运用次最小(大)值、频率排位法和四种适宜生态径流计算方法分别计算研究区河道逐月最小(大)生态需水量和适宜生态需水量,并采用Tennant法对计算结果进行评价和对比。结果表明,频率排位法更适合研究区最大(小)生态需水计算,四种逐月频率法计算的逐月适宜生态径流过程评价效果较理想,年内各月保证率均取50%的计算结果更适合适宜生态需水计算。     

河流生态径流评价的流量区间组成法

基于最小生态径流、适宜生态径流(阈值)和最大生态径流,提出了河流生态径流评价的流量区间组成法,依据各生态径流过程将实测径流划分为不同区间,分析评价了蒙江流域八茂站不同时期河流各月生态需水满足程度。实例应用结果表明,河流适宜生态径流计算时,蒙江流域丰、平、枯水期保证率取45%、50%、70%更为合适;水利工程的大量修建使蒙江流域河流径流处于适宜生态径流阈值范围内比例明显减小,且河流的生态需水保证率大幅降低。未来可根据来水情况和流量区组成法确定的流量区间调控河流径流过程,从而维持河流生态系统的健康与稳定。     

基于分期分区控制思想的洱海总磷水环境容量计算

针对现有湖泊水环境容量计算方法中设计条件较为单一的问题,以洱海为例,在建立二维非恒定水动力与水质模型的基础上,基于分期分区的设计思想应用响应系数及分担率的方法,按水资源的时间分布特点划分为丰、平、枯典型年,以风向、湖流、水质分布等实际情况将洱海分为北部、中部、南部等不同分区,计算不同分期分区条件下洱海总磷水环境容量。结果表明,不同时期的水环境容量随水文条件呈现出丰水年>平水年>枯水年的变化态势;从空间分布来看,北三江和苍山十八溪约占洱海总磷水环境容量的70%左右,波罗江次之,约占20%左右,而东部河流仅占10%左右。     

浆水泉水库生态引水量计算

为保护浆水泉水库生态环境、合理调配水资源,在综合考虑入库水量、出库水量及库体内水质变化的基础上,建立了水量平衡方程和水质水量耦合模型,设定了三种不同情景,计算了浆水泉水库不同水文年不同水位等级所需生态引水量。结果表明,情景1中平水年最优水位、枯水年最优水位和适宜水位对应的生态引水量分别为164.88×104、178.20×104、148.72×104 m3;特枯年适宜水位和中等水位对应的生态引水量分别为157.20×104、140.22×104 m3;情景2中平水年最优水位、枯水年最优水位和适宜水位对应的生态引水量分别为269.47×104、291.80×104、211.83×104 m3;特枯年适宜水位和中等水位对应的生态引水量分别为225.85×104、181.36×104 m3;情景3中给出了各月引水中污染物BOD浓度的最大允许值。不同情景的计算结果系统反映了可能与需求、水质与水量的协调,对水库水量的科学配置和水生态保护具有重要的参考价值。     

基于Jason-2测高数据的新西兰陶波湖水位变化监测

为研究新西兰陶波湖水位变化情况,应用水位实测数据评价Jason-2卫星测高数据获取的湖泊水位精度,分析2008年12月至2015年11月陶波湖的水位变化,并进一步探讨水位变化与降水量之间的关系。结果表明,卫星测高数据得到的湖泊水位可信度较高,7年来陶波湖平均水位为356.6m,总体较为平稳,波动不大。受降水、气温、积雪融水等多方面因素的影响,陶波湖春季水位最高,夏季其次,冬季再次,秋季水位最低。陶波湖的水位变化与降水量有明显的相关关系,滞后3个月的降水对水位影响最为显著,且在年尺度上,年平均水位变化与年降水变化统一。     

河道生态基流量的年内同频率展布计算法

为更准确计算季节性强的河流的生态基流量,提出年内同频率展布法。该方法根据天然年径流资料,将一年划分为丰水期、枯水期、平水期,分别求取不同时期的同期均值比,并结合多月最小月均径流量,计算生态需水过程。将该方法应用于汾河干流,取其1965~2013年的天然径流资料,分别采用Tennant法、年内展布法和年内同频率展布法三种方法,计算汾河干流兰村、二坝、义棠三个测站的生态基流量。计算结果表明,年内同频率法相较其他方法更贴近天然状态下流量的年内丰枯变化,对河流生态治理有一定指导意义。     

赣江尾闾河道枯水位变化与成因分析

赣江下游尾闾河道为多级汊道进入鄱阳湖,2000年来河道枯水水位下降明显,对河道防洪、航运、取水、生态环境等带来不利影响,依据赣江下游尾闾河道实测水文资料,采用有序聚类分析、Mann-Kendall非参数检验方法分析了赣江下游尾闾外洲、南昌、昌邑、吴城、滁槎、楼前与鄱阳湖湖区都昌站的枯水位变化特性。结果表明,赣江下游尾闾各站年最低水位突变发生在2005年;赣江主支各站年最低水位呈现显著下降趋势,2005~2014年都昌站年最低水位呈显著下降趋势,外洲站年最小流量变化不大。影响枯水位下降的主要因素是河床下切,鄱阳湖湖区水位下降对赣江尾闾河道枯水位有一定影响。     

基于遗传算法的入湖河各口水环境容量计算模型及应用

针对传统计算入湖河口水环境容量采用混合区控制方法存在计算量和误差大的问题,提出一种以遗传算法为基础的湖泊污染源控制方法,基于反问题理念将遗传算法与湖泊二维水质模型相结合,仅需调用一次水量水质模型,即可计算入湖各河口的水环境容量。以太湖为例,构建了基于遗传算法的入湖各河口水环境容量计算模型,计算结果表明该模型简便、效率高,获得了太湖主要入湖各河口的COD水环境容量由大到小的排序规律。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

基于RVA法和生态功能的河流生态需水量估计

鉴于河流维持正常的生态功能需要必要的水量做支撑,通过RVA法建立IHA指标体系,并对基于生态功能的河流生态需水量计算方法进行改进,以有效去除重复水量的计算,进而运用RVA方法将基于生态功能的总水量进行全年分配,估计出多沙河流月平均生态需水量。对渭河干流的月平均生态需水量的估计结果表明,该方法合理、有效,能为渭河的生态改善和调水工程提供一定的决策指导。     

动态价格方法在五家渠市城镇供水水价测算中的应用

为增强水价测算结果的前瞻性、提高水资源的利用效率,在划分水价构成成分的基础上,考虑经济社会发展中的价格变动及资金的时间价值等因素,采用动态价格方法测算了五家渠市城镇生活水价、工业水价和城镇生态水价。测算结果表明,五家渠市不同供水子系统在规划水平年的运行费和单方水供水成本均呈显著上涨趋势,水价需相应提高;终端水价与相应用水户的可承受水价之比逐渐下降。     

基于贝叶斯模型平均法的洪水集合概率预报

为提高洪水预报模型的精度和可靠性,基于贝叶斯模型平均方法(BMA),结合水动力学模型和统计相关模型,对秦淮河流域东山站水位进行多模型集合预报并进行模型率定与验证。结果表明,BMA的预报确定性系数CCE均高于水动力学模型和统计相关模型,且均方差RRSME最小;BMA法降低了单一水文预报结果的不确定性,保证洪水预报具备较高的精度,并提供了洪水水位的置信区间,为防洪规划提供了依据。     

抚河流域生态环境需水量研究

以抚河流域为例,基于生态需水机理和概念界定,将其生态环境需水划分为河道内、外需水两部分,并结合流域实际,采用相应的计算模型和方法,确定了该流域生态环境需水量及年内逐月分配过程,为河流水资源可持续利用、维持河流生态系统平衡提供了参考。