不同生态基流在水库优化调度中的合理性分析

针对不同来水期生态需水的差异,提出改进最小月平均径流法计算不同来水期的生态基流。通过建立基于能值分析的不同生态基流约束下水电站经济运行模型,以发电量最大为目标,根据水库下游需水是否遭受破坏,提出了需水破坏系数的概念,基于水电站调度结果及需水破坏系数,利用基于能值分析的不同生态基流约束下水电站运行评价函数,从定性和定量两方面分析了不同生态基流的合理性及可靠性。陆浑水库实例计算表明:利用改进最小月平均径流法计算的生态基流需水破坏系数为0.19,能值评价函数值为4.42×10~(20)sej,货币价值评价函数值为4.65亿元;改进最小月平均径流法相比常用水文学生态基流计算方法具有更好的适用性,以及针对年内不同来水期的适应性。     

洞庭湖区三口水系生态基流研究

近年来大型水利工程的建设与运行、洞庭湖区三口水系分流量的持续减少和三口水系地区水资源的不合理利用,导致三口水系的生态流量严重不足。基于洞庭湖区三口水系的主要水文站2003—2018年逐日平均流量和1973—2002年逐月平均流量数据,提出一种综合考虑不同水文学法的生态基流确定方法,得出逐月和全年的生态基流推荐值,并分析其保证率和影响因素。结果表明:新江口站、沙道观站、弥陀寺站、康家岗站和管家铺站的全年生态基流分别为208.18、49.44、75.39、2.52、93.94 m³/s,全年生态基流保证率分别为84.83%、37.52%、51.88%、21.84%、42.60%;各水文站汛期的生态基流最高值均出现在7月份,8月份、9月份和6月份依次递减,汛期的生态基流及其保证率明显高于非汛期。研究提出的方法和计算结果可为洞庭湖区三口水系的水生态修复提供参考。     

基于多种水文学方法的滦河典型断面生态基流研究

利用1980—2016年郭家屯水文站和三道河子水文站逐月流量数据，综合运用QP法、Tenant法、频率曲线法、典型水文频率年法、NGPRP(norther great plains resources program)法、近10年最枯月月平均流量法、TEXAS法等7种水文学方法，根据滦河丰水时段和枯水时段内不同月份径流量的特点，精细划分出相关断面每个月份生态基流取值的上限和下限，对相关断面的生态基流量进行测算和分析，得出三道河子断面生态基流取值1.10～6.06 m3/s为宜,郭家屯断面生态基流取值0.78~5.66 m3/s为宜。用上述确定的生态基流值对2个断面37年的逐月流量进行检验，结果表明:2个断面37年大部分月份生态基流都能得到保证，12月、1月和2月2个断面生态基流保证率相对较低，而对于生态基流保证率低的月份，建议通过合理划分水权、科学调度工程、建立监控体系等措施保障生态用水。     

基于ME-Tennant法的河道生态流量过程评价模型研究

针对中小型河流引水式水电站下游减脱水河段的生态修复问题,总结了5种常用的生态流量过程计算方法,将物元分析法(Matter Element Analysis)与Tennant法耦合,提出了ME-Tennant河流生态流量过程评价模型。以湖南省刘家坪水电站为例,应用该模型对不同方法计算出来的生态流量过程进行评价,最终以NGPRP法和年内展布法的计算结果确定最小生态流量过程,以2种不同保证率下的逐月频率法计算结果确定适宜生态流量过程,结果符合研究流域的生态水文特征。研究为推求河道生态流量过程提供了新思路,也为水电站下游减脱水河段的生态修复提供了参考。     

永定河官厅下游段生态基流估算研究

根据永定河官厅水文站1956年～2016年61 a实测月径流资料,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、基流比例法估算永定河官厅下游段生态基流。综合对比分析确定,永定河官厅下游段生态基流为2.05～3.93 m~3/s;结合生态流量与现状年河道实际流量进行对比,评估分析三种方法计算得出的河道生态基流的保障程度表明,基流比例法在该区域表现最好,而90%保证率最枯月平均流量法计算得出的结果偏小,Tennant法在计算永定河此类型的北方季节性河流有明显的不足。     

淮河干流阜阳段生态基流估算研究

为了有效保障淮河干流阜阳段生态系统需水要求,根据淮河阜阳段鲁台子站1973—2017年实测流量资料,采用基流比例法、Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法及90%保证率法,对淮河中游阜阳段生态基流进行了分析计算。综合对比分析各种生态基流计算结果认为,淮河阜阳段生态基流为67.17～201.52 m~3/s;除特枯年外,其生态基流保障程度基本能达到90%,结果比较符合实际。生态基流上限值占多年平均流量的32%,为了使河流健康状况达到更好水平,还需采取生态调度、跨流域调水等措施,实施引江济淮工程等,逐步提高生态基流值,从而保障生态环境安全。     

广东省河道生态基流定量分析研究

针对广东省咸潮上溯、水污染严重及水库、水电站建设对下游河道生态环境的影响等问题,以满足河流最基本的稀释自净功能、维持河道稳定及生物多样性为目的,综合国内外现有多种生态流量计算方法,对广东省典型河道断面的生态基流进行了计算分析。通过分析不同的方法(Tennant法、月保证率法、7Q10法、最小月平均实测径流量法)的优劣与适用性条件以及不同保证率下的计算结果,提出可以75%保证率下河道生态基流为标准,建议广东省河道生态基流量控制在诸断面多年平均径流总量的10%~21%。     

疏勒河流域生态需水量研究

采用Tennant法、近10 a最枯月实测径流量法、90%保证率法、月年保证率法分别计算了疏勒河流域的生态基流;对敏感生态需水(包括河流湿地生态需水、湖泊生态需水、重要水生生物生态需水),采用流域典型区进行计算。疏勒河流域生态需水即为其生态基流与敏感生态需水之和。在对上述方法进行比较、分析的基础上,得出的90%的保证率法即为疏勒河流域生态基流比较合适的计算方法。计算结果表明:该河流域生态基流的所需水量为河流90%保证率下的最枯月平均流量的23%,河流的湿地生态需水量为6.40亿m~3,湖泊生态需水量为0.14亿m~3,重要水生生物的生态需水量为0.23亿m~3。在此基础上,通过计算得出疏勒河流域的生态需水量为6.77亿m~3。据此确定了疏勒河流域水生态红线和生态特征流量值,可为最严格水资源管理及水生态红线管理提供参考依据。     

黄河北岸灌区内河流天然文岩渠生态流量探讨

以河南省北部引黄灌区内天然文岩渠为研究对象,通过分析对比国内外有关河道内生态需水量的研究方法,采用较适宜表现河流年内丰枯变化过程的改进逐月频率法,计算逐月不同保证率(50%、70%、75%、80%、85%、90%)条件下的河流生态流量,同时采用Tennant法、90%保证率最枯连续7日平均流量法(7Q10法)、逐月最小生态径流计算法以及多年逐月平均流量法进行对比。使用Tennant生态环境状况评价等级标准对多种计算结果进行评价,得出年内逐月最小生态流量:天然文岩渠丰水期(6—10月)最小生态流量为多年同期平均流量的65%~80%;枯水期(11月—次年5月)最小生态流量为多年同期平均流量的40%~50%。     

汉江流域控制断面生态基流量的确定

保障合理的生态基流是维护河流健康的基础,是有序、可持续利用流域水资源的前提。采用Tennant法、最小月90%保证率平均流量设定法（Q90）以及最近10a最小月平均径流量法分别计算汉江各控制断面的生态基流量。根据汉江流域生态环境保护需要,以及各方法计算结果,确定汉江流域武侯镇、石泉、白河、皇家港及皇庄等控制断面的生态基流分别为3,28,76,174,200 m³/s。     

河流生态流量特征图及生态流量评价方法

以水电站大坝下游河道为研究对象,从分析天然日流量特征出发,基于月中值流量和月内典型特征流量绘制了河流生态流量特征图,作为水库下泄生态流量的确定依据。基于此河流生态流量特征图,建立了判断生态流量满足程度的7 d流量偏差率、7 d生态需水保证率、月均生态需水适宜度及基于此3个指标的生态需水综合指标,并给出了各指标的评价依据和评价方法。结果表明,河流生态流量特征图符合各时段河流天然流量的基本特征,可作为指导水库生态泄流的依据;所建立的生态流量评价方法能够反映实际下泄流量与天然流量的变化程度,可用于评价河流的生态流量满足程度。     

基于改进云模型的南水北调东线工程效益评价

根据云模型相关概念,针对南水北调东线工程效益评价结果单一、指标评价存在随机性和模糊性的问题,构建了基于组合权重和改进云模型的综合评价方法,并参照有限区间理论进行改进。该方法将G1和改进CRITIC赋权法组合得到的权重与改进梯形云模型求解得到的指标隶属度相结合,实现对南水北调东线工程效益的综合评价。以南水北调东线一期江苏段为例,从成本分析和效益分析两方面对工程效益评价影响因素进行分类,构建了工程效益评价指标体系,包括固定投资、年运行费、流动资金、经济效益、社会效益、生态效益这6个方面,共20个指标,确定了各项指标对应不同等级的标准,验证了提出的南水北调东线一期江苏段工程效益评价体系与评价方法的有效性与适用性。     

全国不同区域河流生态基流达标现状与不达标原因EI北大核心CSCD

为系统认识我国不同区域河流生态基流达标现状,针对全国各大流域90个已确定生态基流目标的主要河流控制断面,基于2009—2018年实测流量资料,综合月均流量、日均流量2种不同达标评估方法,对断面生态基流达标现状进行了评估,并初步剖析了不同区域不达标原因,提出了调控保障建议。结果表明:按照月均流量达标评价,全国主要河流断面生态基流达标率为73.3%;采用日均流量达标评价方法,全国主要河流断面生态基流达标率显著下降,仅为26.7%。东北、西南地区生态基流达标率好于其他区域,黄淮海地区的淮河水系、沂沭泗水系及东南沿海地区的西江水系为本次评价中生态基流达标率最差的3个水系。全国层面,取用水总量高、取用水季节性冲突、水利工程不合理调度等人为因素是生态基流不达标的主要原因,占比62.3%。     

汾河中游河道生态流量分析

针对汾河中游河道生态环境受到破坏、生态流量不足的问题,选择兰村和赵城断面为研究对象,采用水文学及水力学等6种计算方法对比分析汾河中游河道的生态流量,并进行了保障性与计算结果合理性分析。结果表明：两个断面的生态流量有相同的变化规律,1、2及12月份生态流量很小,3月份生态流量较大,总体上汛期生态流量大于非汛期;在1996年之前,两个断面生态流量的年际保障率总体较高,1997-2008年保障率下降,2008年之后呈波动增大趋势;年内保障率波动变化,但兰村断面3月份保障率较高,赵城断面3月份保障率很低,应重点考虑3月份汾河中游河段的灌区用水及水库蓄水对下游河道生态系统的影响。对比6种方法的计算结果,逐月频率法不适用于汾河流域, 1、2、12月份生态流量推荐采用Tennant法计算结果,一般用水期的计算推荐Q_p法,汛期推荐年内展布法,3月份兰村断面推荐湿周法、赵城断面推荐Tennant法,推荐方法计算的逐月生态流量过程能够反映年内不同水期的丰枯变化,可为汾河中游生态修复工作提供参考。     

现代水网建设的区域生态效应可变模糊评价

现代水网建设旨在解决区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题,为了评估现代水网建设的生态功能,对现代水网建设产生的生态效应进行评价。以青州市为研究区域,以2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%和95%保证率下,通过青州市现代水网进行水资源优化配置和调度,根据配置和调度结果,选取5个生态效应评价指标,构建生态效应评价指标体系,采用可变模糊评价法,对青州市现代水网建设产生的生态效应进行评价。结果表明,青州市现代水网建设后,生态状况等级比建设前提升了1~3级,生态环境明显改善。因此,区域现代水网建设和生态调度对生态环境改善有重要作用。     

城市水生态PPP项目VFM定性评价方法研究

针对我国现有城市水生态PPP项目VFM定性评价方法下权重设置难以突出各项目因素层影响、评价结果模糊性和不确定性较大的问题，根据我国城市水生态PPP项目的特点，构建了适用于城市水生态PPP项目VFM定性评价的指标体系；提出了基于OWA-灰色聚类的城市水生态PPP项目定性评价方法，即利用OWA算子对指标进行赋权，并结合VFM灰色聚类评价模型进行评价。以湖北省某市污水处理项目为例进行实证研究，结果与实际情况相符，验证了该评价方法的有效性。研究结果可为城市水生态PPP项目的VFM定性评价提供参考。     

基于Tennant法改进的生态水位计算方法研究

为了解决流量资料缺乏河流无法采用Tennant法推荐流量计算生态需水的问题,提出了基于Tennant法改进的生态水位计算方法。该方法将Tennant法中不同栖息状态下推荐流量占多年平均流量的百分比与水位保证率进行关联,以不同栖息状态对应的保证率水位作为生态水位。以淮河流域入海水道生态水位计算为例,选取淮河流域主要干支流上具有长序列流量资料的19个水文站作为参考站点,利用P-Ⅲ曲线推求Tennant法推荐流量阈值的水文保证率,综合分析各站结果,确定了淮河流域河流系统生态流量满足各等级所对应的水文保证率,并将其应用于流量资料缺乏的淮河入海水道生态水位计算。结果表明:淮河流域河流系统栖息状态为差与最佳时的水文保证率分别为90.2%,27.0%～41.6%。淮河入海水道淮阜控制调度闸和东沙港闸生态水位应分别保持在1.26～1.83 m、1.08～1.72 m之间。基于Tennant法改进的方法为流量资料缺乏河道生态需水的计算提供了一种新思路。     

高度城镇化地区河网水系生态调控方案

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量.通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估.结果表明,水位调控措...     

基于云模型的生态河道建设评价EI北大核心CSCD

从水安全保障、水资源保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复、水文化建设、水工程管护、水制度创新等8个方面选取30个指标,构建了生态河道建设评价指标体系,利用云模型对江苏省宿迁市生态河道建设进行评价。结果表明:云模型对宿迁市生态河道建设综合评价值为89.52,说明其生态河道建设处于良好水平;水资源保护子体系综合评价值最低,处于中等水平,其余一级指标子体系综合评价值处于良好水平,验证了云模型评价方法在生态河道建设评价中的有效性和适用性。