水利工程影响下的河流生态径流及其调度管理研究

河流生态需水是维持河流健康的基本条件,是按生态水文节律形成具有时空和能量特性的径流过程。从研究河流生态系统特性和河流生态水文节律入手,构建河流标准生态径流（最小生态径流、适宜生态径流、最大生态径流、生态洪水脉冲）体系并分析其内涵,组成能反映河流生态系统需水的流量管理系统等级。在此基础上,提出了河流生态用水预警制度和流量危机管理机制,探讨保障生态用水安全的调度和管理模式。以长江流域中下游为例进行了实例研究。     

改进的TENNANT模型在区域河道生态需水评价中的应用研究

本文引入改进的TENNANT模型对辽宁中部区域河道生态需水进行评价,研究结果表明:相比于传统的TENNANT模型,改进的TENNANT模型在生态等级划分时可综合考虑最优生态需水的上限和下限,且采用超频计算原则,可避免极端事件对河流生态需水评价的影响,对区域生态需水评价结果更为合理,符合河流实际生态情况。研究成果对于区域河道生态需水评价和生态需水承载能力分析具有参考价值。     

水文指数法确定河流生态需水

河流水文情势是河流生态系统的自然动力学特征，而径流情势是水文情势的重要特征。根据生物种群和环境因子之间的关系，从反映河流水文情势的径流情势中筛选水文指数，构建河流生态需水的计算方法。从径流情势中提取流量、频率、历时、发生时间、变化率5个水文指数确定河流生态需水。采用水文指数法实际计算了广东省河流的生态需水，并和Tennant法进行比较分析，结果表明，采用水文指数法计算河流生态需水是可行的。     

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。     

长江上游地区生态需水量变化研究

生态需水是生态用水控制和区域生态环境恢复的基本依据和关键。为了确保流域生态系统健康发展,实现水资源合理配置,基于GIS技术与水文气象实测数据等,采用Tennant法计算研究区河流生态需水和Penman-Monteith法计算植被生态需水。结果表明:长江上游地区河流生态需水量为1 022亿m~3,植被生态需水量为4 668.43亿m~3。研究区1981—2007年年均生态需水量呈下降趋势;水资源二级区中,金沙江石鼓以下生态需水总量最大,为1 349.90亿m~3,乌江生态需水总量最小,为562.73亿m~3。各植被类型需水量由大到小依次为水田(1 564.62亿m~3)、林地(1 460.30亿m~3)、灌丛(1 231.91亿m~3)、草地(397.22亿m~3)、旱地(14.64亿m~3)。研究区植被生态需水主要集中在5—8月,占植被整个生长季全部需水的63.78%,河流生态需水主要集中在6—10月,占河流全年总需水量的74.50%。研究结果可为内陆河区域的生态需水量的合理配置提供科学依据,为流域生态环境保护提供理论支撑。     

沈阳市生态环境需水研究

随着经济建设的快速发展,由于人类没有注重生态环境需水而导致生态环境恶化,提醒我们应该注重生态环境需水.论述了国内外有关生态、环境需水的研究情况.对生态环境需水等概念进行了阐述,分析了生态环境需水的特征.综述了国内外植被和河流生态环境需水的常用计算方法,对其优缺点进行了评价分析.对沈阳市生态环境需水进行了分析计算,并用拓扑方法预测对沈阳市河流生态需水作出预测.     

中国分区域生态需水研究

概略介绍了国家“十五”科技攻关重大课题“中国分区域生态用水标准研究”成果。从基础理论、应用技术、管理决策三个层面．研究提出一系列相互关联的关键技术，形成符合我国实际的生态需水理论与计算方法体系。提出了水循环生态效应理论。建立了区域生态需水类型划分的三大准则，为区域生态需水计算奠定理论基础。提出了多参数河流生态需水理论，建立了多参数全过程河道生态需水计算方法。提出了湿地生态水文结构理论，建立了湿地生态水文结构模型计算方法。以生态需水特征值建立生态用水分析机制，提出处理经济用水与生态用水关系的准则；以生态河流的标准为基础，建立河流生态调度管理机制。     

辽河干流河流生态需水评估整合计算研究

文中以辽河干流为研究区，选取干流上游福德店、铁岭水文站，中游马虎山水文站，下游六间房水文站为代表站，采用流量历时曲线法计算河流生态流量，并结合蒸发渗漏需水、河口湿地生态需水计算成果，进行辽河干流生态需水整合。在此基础上，以水文循环过程为主线，按消耗型生态需水及非消耗型生态需水2个类别，对各河段生态需水进行评估整合，求得辽河干流河流生态需水总量，可为辽河生态治理提供参考。     

沂河流域河流生态需水研究

基于沂河临沂站的天然径流和实测径流资料,遵循水量平衡基本原理,结合河流生态需水量、可取水量,提出一种新的河流生态需水分析方法,以满足河流生态需水量要求为前提,分析沂河河流可取水量、可取水比例及不同水平年条件下沂河河流生态需水保证程度。结果表明:沂河河流生态需水量、生态需水比例阈值分别为3.43亿~20.63亿m3、12.50%~75.17%,河流可取水水量、可取水比例的阈值分别为6.80亿~24.0亿m3、24.79%~87.50%,河流实际取水量、实际取水比例分别为8.65亿m3、31.53%;丰、平、枯、特枯水平年条件下,仅有特枯水年部分月份河流最小生态需水量不能够满足,河流适宜生态需水保证程度则处于较低水平。因此,在减少河流取水量的同时,有必要通过一定的水利工程调度,适当增加河道内生态用水量,以维持沂河河流生态环境的健康、稳定。     

渭河宝鸡段河流生态需水量估算分析

河流生态需水研究是水资源优化配置的基础性工作,也是维持和改善生态系统、实现水资源永续利用的保障。以渭河干流宝鸡段为例,基于生态基流、输沙需水和自净需水三方面考虑,最终估算出渭河宝鸡段现阶段河流生态需水量为19.01亿m3。与渭河宝鸡段上游来水量相比,生态需水量缺口较大。最后从增加上游来水量、区段内的节水及控污、建立有效的管理体制等方面提出若干针对性建议。研究成果一定程度上丰富了生态环境需水理论研究,也为维护流域生态环境建设和水资源合理利用提供参考。     

生态环境需水分类体系探讨

在总结已有工作基础上,对生态需水、生态耗水、生态用水以及生态与环境的概念进行阐述。对生态需水的分类体系进行探讨,认为按空间的一级分类可分为河道内和河道外生态需水,若按尺度可分为宏观和微观生态需水。河道内生态需水又可分为水土保持需水、河道生态与环境需水、流域湿地保护需水、河口生态需水及地下水生态水位;河道外生态需水指城市生态环境需水、防护林体系需水、湿地补水等。介绍计算生态需水的6大基本程序:生态水文分区、分区生态功能识别、现状评价、确定管理目标、生态需水计算以及监测和管理。     

生态环境需水量计算方法研究现状

将区域生态环境需水量的定量计算分为河道内和河道外两部分需水,并综述了一些常用的计算方法.提出对生态环境需水的4点认识:①生态环境需水的内涵应界定在可持续发展前提下,是区域水资源合理配置的一个重要前提条件;②生态环境需水量具有时空特性;③生态环境需水和水资源承载能力是相互统一的;④区域生态环境需水量是对应于区域不同环境质量的一系列值.     

湖南重要河湖生态基流及敏感生态需水现状评价

为协调生产、生活、生态之间的用水关系,在湖南省洞庭湖水系主要河流(湖泊)选取生态基流(水位)和敏感生态需水断面,对其生态需水满足状况进行评价。根据实测及现场收集资料,在充分考虑湖南省主要河段重要控制断面及湖南省各主要流域、区域气候和水文特点的基础上,拟定了湖南省36个重要河湖生态基流、生态水位控制断面,8个重要河湖敏感生态需水控制断面来计算生态基流及敏感生态需水。计算结果表明:36个控制断面生态基流总体基本可以满足;8个典型河段敏感生态需水方面,柘溪水库、沅江常德段生态需水满足程度为优,东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、湘江衡阳段、湘江湘潭段生态需水满足较好,生态需水为良好,但索溪水库的生态需水满足程度评价结果为劣。     

我国生态需水研究体系及关键研究命题初探

本文从生态系统水平衡和生物水分生理的角度，初步分析了不同类型生态系统生态需水核算的关键环节，并构建了竞争用水条件下我国生态需水研究的基本体系。结合国内外相关研究的新进展，剖析了我国生态需水研究的关键命题。结果表明，生态需水计算的关键是要核算维持生产者的正常生命活动和非生物环境分别向外界释放的水量，不同类型的生态系统对核算的侧重点也不相同。在竞争性用水条件下，我国生态需水研究，需要在系统识别水分—生态耦合作用机制和定量确立区域动态生态目标的基础上，充分考虑水分生态效益率，合理确定生态需水量。在生态与环境系统及国民经济系统之间，对区域可配置的水资源量进行合理配置，并提出了区域生态需水的风险管理方案。     

生态用水决策过程、研究层次及生态需水重要概念研究

分析生态用水和生态需水研究的发展历史，确定了生态用水决策过程的5个部分：生态问题、水与生态及价值关系、期望生态状况决策、保障措施和实施监测，并提出各个部分的主要内容．根据生态用水决策过程，提出生态需水研究的6个层次：(1)生态问题；(2)水与生态关系；(3)生态价值；(4)决策；(5)保障；(6)实施监测．通过对国内外生态需水概念的研究，提出生态需水、生态用水、生态耗水、生态保留水、期望生态需水、临界生态需水等定义．     

水循环生态效应与区域生态需水类型

本文从水循环基础理论出发，通过分析水文循环过程的能量转化规律，揭示水循环生态效应变化机理，提出判断生态系统演变与水循环关系的基本准则，以此区分生态需水类型。降雨分布决定了内陆河干旱区与外流域生态需水的基本格局，降雨径流关系的稳定性决定了半湿润半干旱区与湿润地区生态需水的差异，依附于地表水体的水生态系统随水量发生变化，其临界点取决于径流量的丰沛程度。我国区域生态需水类型可分为：西北内陆河干旱区植被生态系统需水；半湿润半干旱区河湖与地下水连通系统的整体生态需水；北方湿润地区河湖水生态系统需水；南方湿润地区维持河流生态服务功能最大化的流量。     

黄河河口生态需水研究进展与展望

黄河河口生态需水包括河流生态需水、湿地生态需水和近海生态需水。系统梳理了近20年来黄河河口生态需水目标、需水类别和需水量计算结果;结合黄河河口演变特点,提出生态需水研究的重点和主要方向。河流生态需水以满足重要渔业物种生境为主,重点研究指示物种对天然径流量节律的响应特征,量化水文-生态响应关系,在某种程度上恢复自然水文情势的生态功能。湿地生态需水应深入研究植被、土壤、水体的水盐平衡和蒸散发规律,从植被和鸟类生态位的合理设计以及生物多样性维持出发构建生态系统结构,确定湿地合理规模。近海生态需水应研究入海冲淡水对渔业物种低盐产卵育幼场的塑造和维持机制,以及重要渔业物种习性、适宜营养盐水平与磷酸盐输送扩散机制。小浪底水库运用以来,利津断面径流量满足已有生态需水径流量各项研究成果要求的年份比例为37%～58%,春季经流过程经常缺乏流量脉冲。初步分析以湿地、河道鱼类和近海鱼类为主要目标的全年生态需水量为86亿m~3,径流过程需要阶段性场次洪水。建议对小浪底水库调度方案进行多年优化调整,兼顾春季流量脉冲的塑造,在更大程度上满足河口生态需求。     

抚河流域生态需水计算方法与模型建立

结合抚河流域生态需水特征,阐述了抚河流域生态需水概念界定和拟选的适合该流域的计算方法,并根据拟选计算方法和模型,确定了抚河流域最小生态需水量及其年内逐月分配过程．     

西北地区生态需水的量化与分析

我国西北地区在社会经济发展过程中，水资源的不合理配置引发了一系列生态环境问题，研究西北地区生态需水对保护当地的生态环境系统有着重要意义。从生态需水的概念出发，将生态需水量化过程划分为河道内和河道外两部分，并介绍了相应的计算方法和公式。在对西北地区进行生态分区的基础上,运用上述方法，计算出西北地区的生态需水量，其结果对西北地区水资源可持续利用有一定参考价值。     

强潮河口环境和生态需水及其计算方法

针对钱塘江河口以海域来沙为主的强潮河口特点，提出其环境和生态需水，包括维持河口冲淤平衡需水、防止河口咸水入侵需水、维持河口水功能区水质达标需水及最小生态需水。研究了各部分需水的计算方法，在一定计算条件下给出了定量的计算结果。根据分时段考虑原则、兼容性原则和区域性原则，对环境和生态需水的综合计算方法进行了探讨。研究表明，钱塘江河口环境和生态需水年总量主要由维持河口冲淤平衡需水决定，占多年平均来水量的80%，而年内不同时期需水的主要控制因素不同，并随计算条件发生转化。