黄河流域甘肃段河道生态需水阈值的探讨

研究河道生态需水阈值对于提升河流生态系统多样性、稳定性、持续性及河道生态需水管理具有重要意义。针对黄河流域甘肃段河流断流、水污染严重及泥沙含量高等水与生态环境问题,依据30个水文站1956—2016年的河流月径流资料,采用年内展布计算法确定生态基流量,并与自净需水量、输沙需水量按照“取大”原则整合为基本生态流量;采用逐月频率计算法确定目标生态流量。综合基本生态流量与目标生态流量分布特征,获得年内河道生态需水阈值,对其进行等级评价并分析满足程度。结果表明：年内水量较枯、较丰时段黄河干流河道生态需水阈值分别为74.78～393.29 m³/s、595.35～1 108.84 m³/s;玛曲至上诠段支流分别为8.97～26.81 m³/s、30.16～156.20 m³/s;上诠至安宁渡段支流分别为0.64～11.93 m³/s、3.50～124.61m³/s;安宁渡以下段支流分别为5.67～7.76 m³/s、14.77～30.53 m<...     

水库电站下泄流量与下游河道水质相关性分析研究

为研究水库电站下泄流量与下游河道水质的相关性，以浉河信阳市区段为研究对象，分别选择距离南湾水库电站3.6 km与14.9 km的2个水质监测断面，收集其2020年1月1日—2021年5月20日的逐日水质监测数据与该时段南湾水库电站的下泄流量数据，通过对数拟合建立回归模型，对水库电站下泄流量与下游河道水质指标质量浓度的相关性进行分析。分析结果表明：水库电站下游河道水质指标COD、BOD₅、NH₃-N和TP的质量浓度与南湾水库电站下泄流量均具有较强的相关性，随着下泄流量增加，各指标的质量浓度值均呈下降趋势；要维持下游监测断面Ⅲ类水的标准，南湾水库下泄流量需达到10 m³/s。该结果可为浉河的水质调控提供科学依据。     

太湖入湖污染物通量监测与计算方法研究

入湖河道带入的污染是造成湖泊水质污染的主要原因之一。入湖污染物通量估算涉及监测点位、监测频次、控制河道数等多方面。文章选择太湖典型入湖河道,利用三种估算方法分析太湖入湖污染物通量计算精度,认为每月两次的水量水质巡测分析计算精度达到80%左右,能基本满足入湖污染物量估算要求,为太湖水环境治理提供支撑。     

长历时低含沙洪水条件下的黄河河口演变特征

黄河河口2021年出现罕见的长历时低含沙量洪水过程。采用实测水文资料和卫星遥感影像分析河口河道的冲淤特性和口门演变，探讨流路稳定状况。小浪底水库调水调沙和秋汛两次主要洪水过程历时共91天，平均流量为3 123 m³/s,平均含沙量为6.7 kg/m³。河口河道段因河床粒径粗化接近冲刷平衡，冲刷体积为0.04亿m³;尾闾段因口门主流取直摆动，发生明显溯源冲刷，冲刷体积为0.14亿m³。自2013年西河口以下河长达到60 km后，口门因沙嘴延伸较长、来沙量显著降低，形成比较稳定的分汊入海态势。2021年汛后河势稳定，感潮段河势顺直，口门“大水取直、小水坐湾”,目前流路仍处于较为稳定状态。     

浅谈丰水地区典型区域节水型社会达标建设的实践与思考

通过节水型社会的达标建设，嘉兴市南湖区人均年用水量由2016年的313.1 m³下降到2021年的226.0 m³，下降27.82%；万元地区生产总值用水量从2016年的39.5 m³下降到2021年的21.5 m³，下降45.57%；万元工业增加值用水量从2016年21.5 m³下降到2021年的8.2 m³，下降61.86%；农田灌溉亩均用水量从2016年的467.2 m³下降到2021年的436.0 m³，下降6.68%。显然，节水型社会的建设对实现水资源高效利用，推进可持续发展具有重要意义。以嘉兴市南湖区为例，介绍其节水型社会达标建设的典型经验和主要做法，结合国内外节水技术研究现状，为推动丰水地区县域节水型社会达标建设提供借鉴和参考。     

基于ADCP测量的钱塘江主要断面污染物通量研究

用声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler，ADCP）获取河流断面的流量资料，结合水质分析所得的高锰酸盐、氨氮、总磷、石油类等污染物浓度资料，分析了钱塘江主要断面的污染物通量。结果表明，污染物通量研究将水质和水量统一起来考虑，很好的反映了污染负荷大小，是全面了解和评价河流主要断面污染物输送量和贡献量的有效手段，今后在治理流域水污染时应重视对河流污染物通量的研究。     

走航式ADCP数据成果转换技术研究

提出一种走航式ADCP数据的转换方案，通过开发软件可自动提取走航式ADCP原始观测数据，经系统过滤或人工选择后，按测回结果的平均值误差不超过±5%的规范要求，自动判断流量测验成果中测次的有效性。同时，根据GB 50179—2015《河流流量测验规范》自动筛选有效测次结果，并写入多普勒流速仪流量测验记载表，有效解决走航式ADCP测验成果与平台系统的衔接问题。     

苏南运河对太湖主要入湖河流污染物通量的贡献率

为了解苏南运河对太湖主要入湖河流污染物通量的贡献,基于一维平原河网水量、水质数学模型,模拟计算了2011年受苏南运河影响的主要入湖河流的入湖污染物通量(COD、氨氮、TN、TP),量化分析了苏南运河对主要入湖河流入湖污染物通量的贡献率。研究结果表明:苏南运河主要影响湖西区的太湖主要入湖河流,对湖西区主要入湖河流入湖通量的总体贡献率约为23%,其中对太滆运河的贡献率最大,约42%,漕桥河次之,约23%,对太滆南运河、社渎港、陈东港污染物通量的贡献率由北向南依次减小。     

大藤峡水文站五探头固定式雷达测流系统比测分析

为了更好解决黔江桂平段河道断面流态复杂、流速变化大、流量测验难等问题，大藤峡水文站于2021年3月安装了五探头固定式雷达测流系统。通过2021年3～7月与走航式ADCP进行比测率定分析，验证五探头固定式雷达测流系统在大藤峡站的可行性，为进一步提升水文站水文测报自动化水平，提高测报一体化服务能力提供保障。     

基于改进水文比拟法的新丰江生态流量计算

为减小水电站开发对下游河道生态环境的影响,以广东韶关新丰江为例,用改进水文比拟法计算流量,同时用水文学法进行生态流量计算。结果表明：运用改进水文比拟算法能较准确获得新丰江干流丰城、狮石滩、涧下和银潭4座水电站的月平均流量(分别为20.57 m³/s、21.80 m³/s、22.54 m³/s和22.97 m³/s);4座电站生态流量最终取值分别为3.62 m³/s、3.63 m³/s、3.73m³/s和3.93 m³/s;其生态流量的月满足程度均在99%以上,能满足设计保证率。研究成果可为新丰江等中小河流水资源开发利用与生态系统保护及中小河流水电站生态流量计算提供参考。     

生态沟渠对黄河流域城市雨水径流调控效果的研究

为探究生态沟渠对城市雨水径流量的调控效果及水质的净化作用，构建生态沟渠试验装置，研究不同重现期下生态沟渠对径流量的削减作用，以及不同径流污染物浓度下生态沟渠对径流污染物的去除作用。以黄河流域中段西安市未央区未央湖附近区域为研究对象，建立SWMM模型对生态沟渠建设前后的城市水文以及水质参数进行对比，分析其对城市水环境的影响。结果表明：生态沟渠在重现期为1 a、3 a、5 a的降雨条件下，径流量平均削减率依次为71.80%、51.67%、47.15%,污染物的去除效果在不同进水污染物浓度下变化幅度较大。模拟结果表明：在3种重现期条件下，构建生态沟渠后，雨水峰值流量均有所削减，对应的削减量依次为3.34 m³/s、2.98 m³/s、3.03 m³/s;峰值时间分别延迟了3 min、3 min、5 min;降雨后期不同重现期的污染物负荷削减率由大到小依次为：1 a>3 a>5 a。研究结果能够为黄河流域城市规划中生态沟渠的建设提供数据支撑。     

吉林省伊通河生态需水量计算及分析

为研究吉林省伊通河生态需水量年内分配情况,采用流量历时曲线法分别对位于伊通河中下游的农安站及上游的伊通站的历史流量资料进行分析,得到伊通河农安站和伊通站的河道内最小生态需水量分别为4 693.66万 m³和303.52万 m³, 分别占年径流量的15.46%和4.80%;同时采用Tennant法和最小月流量平均法对伊通河最小生态需水量进行估算验证。Tennant法估算得到的最小生态需水量与流量历史曲线法较接近 。结果表明:在天然情况下,伊通河生态需水量的年内分配过程符合于实际水量分配过程,即多水时需水量多,少水时需水量少。农安段生态需水量可以有限地保护水生生物栖息地;而伊通段水生生物栖息地已经退化或贫瘠,需要采取措施对其进行保护治理。     

悬移质输沙和流量异步测验在枝城站的应

悬移质输沙率和流量异步施测,即进行悬移质输沙率测验而不同时测流,在不改变垂线平均含沙量测验方法的前提下,根据测沙垂线的平均含沙量和部分流量权重系数计算断面平均含沙量,符合部分流量加权原理.该法可以大大缩短测验历时、减少外业测验工作量,为水文测验抢测沙峰时,加强测次布置,掌握沙峰变化过程提供了技术条件.枝城站2005、2006年的测验表明,悬移质输沙率和流量异步施测误差小,各水位级内相对误差在±2%以内的测次出现的保证率均超过了90%,断面平均含沙量最大绝对误差为±0.006 kg/m3.     

基于外来水入侵的污水处理厂进水量评估

针对长江流域某片区污水系统地下水、雨水入流入渗造成污水处理厂进水量上升、进水COD浓度下降的现象，在实施排水系统提质增效过程中，基于现场实地调查和其他地区的评估经验，采用经验值法、现场试验法和水质特征因子法评估该片区旱天的地下水理论入渗量，通过典型旱、雨天水量对比分析雨天入流入渗量，最后计算得到污水处理厂在旱、雨天情景下的日均进水量。结果表明：该片区污水管道每千米管长地下水入渗量为67.0 m³/d，雨水入流量为71.6 m³/d；污水处理厂旱天进水均值为4.07万m³/d，雨天为5.15万m³/d。该结果可为后续提质增效项目的开展和整治效果评估提供理论依据，并为片区排水系统的日常运维提供参考。     

四女寺闸水文站影像法流量测验系统率定分析

为解决传统流量测验工作强度大、效率低、危险性高、自动化功能不足等问题,德州水文中心于2021年先后在四女寺闸南运河、减河和漳卫新河三处闸下断面安装影像法流量测验系统,同时与ADCP开展比测率定工作。影像法流量测验系统主机型号为TC-H546G,配置44X/IWS/H,测速范围0.2 m/s～15 m/s,测量精度±8%,最大测程100 m。实践表明,该系统具有多种功能,可满足高水平水文监测需求,对于提升水文监测水平具有重要的意义。     

赣江下游河道适宜生态需水量计算

受气候变化及人类活动的影响,赣江下游河道生产生活与生态用水的矛盾日益增加。本研究采用Tennant法和生态流量阈值法分别计算外洲断面生态需水量,并采用基于四大家鱼为生态保护目标的湿周法进行筛选比对,确定赣江下游适宜和较适宜的生态需水过程。结果表明：Tennant法和生态流量阈值法计算得到的年均适宜生态需水量分别为845.44m³/s、1 041.30m³/s,占外洲断面多年平均径流的40%左右;年均较适宜生态需水量为626.60m³/s、561.16m³/s,占外洲断面多年平均径流的27%左右,为赣江下游适宜生态需水量的预留提供依据。     

径流引水式小水电生态-发电协同优化模型及应用

以湟水河流域的湟乐水电站为例,基于自然水流范式计算河道内适宜生态流量和生态基流,以生态流量为主要约束建立径流引水式小水电生态-发电协同优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到引水发电流量的Pareto解,研究成果对指导径流引水式小水电的生态调度和运行管理具有重要指导价值。结果表明：滑动t检验法诊断西宁水文站年径流量时间序列的突变点是2000年,经还原后得到1956—2000年多年平均天然径流量为41.3 m³/s;适宜生态流量在年内枯水期、平水期和丰水期展布的同期比分别是0.60、0.41和0.42,达到了“极好”标准;以传统Tennant法“一般”标准确定的非汛期生态基流为4.13 m³/s、汛期生态基流为12.4 m³/s;采用生态-发电协同优化模型计算多年平均来水条件下湟乐水电站的年发电量为634.29×10⁴ kW·h,枢纽下泄流量均满足减水河段生态流量需求;多年来水条件下湟乐水电站等效减排6 323.9 t CO₂,电站的减排生态效益为188.45×10⁴     

黄河宁夏段近期水沙特性及冲淤量变化预测

以1950年11月至2018年10月黄河宁夏段水沙系列资料为基础,运用统计法、经验公式法、断面法分析并预测该河道冲淤情况。结果表明,近年来黄河宁夏段水沙量明显减少,年内分配不均,小流量天数显著增加;河道有冲有淤、冲淤交替变化,多年冲淤基本平衡。河段年平均冲淤量的预测值为1993年~2018年的年实测大断面平均冲淤量0.082亿t,若按河段划分,其中沙坡头坝下至枣园年平均淤积157万m³,年平均淤积厚度为0.019 m;青铜峡坝下至石嘴山河段年平均淤积量428万m³,年平均淤积厚度为0.009 m。     

赣江流域生态流量与地表水资源可利用量研究

为更好指导赣江流域水资源合理开发和可持续利用，采用水文学方法确定了赣江干流及重要支流控制断面生态流量，定量评估了流域各分区地表水资源可利用量。研究表明：(1)赣江干流各断面生态流量为44.8～281.0 m³/s,占年均流量的11.7%～13.6%。支流断面生态流量为6.03～19.80 m³/s,占年均流量的9.4%～10.0%。各断面近10 a日均流量满足程度均在92%以上，可作为生态流量管控依据。(2)外洲以上赣江流域年均地表水资源可利用量224.2亿m³,可利用率29.6%。各主要支流年均地表水资源可利用量7.1亿～22.1亿m³,可利用率19.7%～29.3%,流域下游水资源可利用率总体高于中上游。随着流域洪水资源高效利用能力提升，水资源可利用量可进一步增加。研究成果可为指导流域干支流水量分配与调度，加强水资源开发利用与保护提供参考依据。     

入河排污口影响下水质特征演化分析

为研究入河排污口对河道水质演化特征影响，模拟石家庄某河段特征，采用WASP水质模型开展了排污口流量、数量影响因素的水质模拟分析。得出了排污量愈小，则水质PH值趋酸性，同时酸碱度受影响愈敏感；河道排污量的变化，对水质PH值各时段变化趋势特征影响较弱，仅影响PH量值水平。排污量愈多，化学污染物含量愈大，每100万t/a排污量，可引起河道COD含量、氨氮含量分别涨幅27.9%、 26.1%；排污量不仅会影响水质污染物含量水平，对汛期时段、枯水期稳态时段内污染物含量的变化特征亦有影响。排污口数量愈多，则水质酸碱度偏碱性，且化学污染物含量愈大，排污口每增多2个，则COD含量、氨氮含量平均值分别可增多44.1%、 56.4%；排污口数量变化，会引起水质PH值稳态段增幅，同时污染物含量在汛期的时段变幅效应也受影响。