基于IHA-RVA法金沙江下游生态水文情势评价

为了定量评价长江上游鱼类保护区河流生态水文情势的变化,选取金沙江下游屏山水文站(1956—2012年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(RVA)以及水文改变度法,综合评价了长江上游鱼类保护区河段生态水文情势变化及其对河流生物多样性的影响。结果表明:(1)屏山站年均流量总体呈现微弱增长趋势,突变年份出现在1997年,表明1997年以来气候变化和人类活动尤其是水电开发对长江上游水文影响加剧;(2)金沙江下游屏山站的整体水文改变度为51%左右,属于中度改变,其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)水电工程建设一定程度上改变了长江上游河流生态水文情势,导致了长江上游鱼类数量减少。研究成果能够为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供参考。     

基于 IHA － ＲVA 法金沙江下游生态水文情势评价

为了定量评价长江上游鱼类保护区河流生态水文情势的变化,选取金沙江下游屏山水文站( 1956—2012 年) 逐日流量数据,采用 Mann － Kendall 法、累积距平法和滑动 T 检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法( ＲVA) 以及水文改变度法,综合评价了长江上游鱼类保护区河段生态水文情势变化及其对河流生物多样性的影响。结果表明: ( 1) 屏山站年均流量总体呈现微弱增长趋势,突变年份出现在 1997 年,表明 1997 年以来气候变化和人类活动尤其是水电开发对长江上游水文影响加剧; ( 2) 金沙江下游屏山站的整体水文改变度为 51% 左右,属于中度改变,其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显; ( 3) 水电工程建设一定程度上改变了长江上游河流生态水文情势,导致了长江上游鱼类数量减少。研究成果能够为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供参考。     

基于RVA法的沙颍河周口段水文情势评价

沙颍河周口闸的建成运行,使得下游河流水文情势发生较大改变,对其水生态系统结构功能产生了显著影响。为定量评价周口段的水文情势变化,选取周口水文站1951-2016年的日径流资料,采用RVA法评估水闸建成前后33个水文指标的改变度及其生态影响。结果表明:(1)1975年后,人类活动尤其是周口闸的运行对沙颍河干流水文情势影响加剧,月均流量均呈明显下降趋势,河道内多次出现断流情况;(2)周口站的整体水文改变度为42.23%,属于中度改变,其中11月月均流量、最小1d流量出现时间和流量下降率受到的影响最为强烈,为高度改变;(3)沙颍河流域水资源供需矛盾突出,水闸的运行调度对水生态系统的稳定性产生不利影响,迫切需要对沙颍河进行生态修复,对河流流量适时调整,实现区域经济和水生态系统协调发展。     

基于IHA-RVA法四水流域水文情势变化评估

为了分析湘江、资江、沅水、澧水流域的水文情势变化情况,选取了湘潭、桃江、桃源和石门4个代表性水文站1959—2016年历史流量资料,应用Mann-Kendall法、累积距平法检验以及滑动T检验法分析湘、资、沅、澧四水的水文特征与水文突变点,并应用水文指标变动范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评估了四水各站点突变前后水文指标改变程度。研究结果表明:(1)1959—2016年四水流域的湘潭、桃江、桃源站年均流量均呈不同程度的增长趋势,石门站呈降低趋势;湘潭、桃江、桃源、石门站各水文站年均流量变化的突变年份分别为1991、1987、1989和1973年。(2)通过对水文突变前后各水系的水文情势的大小、频率、历时、发生时间和变化率5组水文指标以及变化程度分析,4个站点水文整体改变度分别为36%、22%、35%和42%,其中只有桃江站改变度为低度改变其余3站都处于中度改变。该研究成果可为四水流域水文情势影响评价以及流域水生生态安全提供技术支撑。     

基于RVA法的尼尔基水库下游水文变异分析

采用Mann-Kendall检验法对嫩江流域同盟(二)站年均流量进行突变性检验,采用RVA方法从河流水文情势指标和生态多样性指标两方面分析尼尔基水利枢纽运行对下游河流水文情势的影响。研究表明:尼尔基水库运行后,下游河流极值流量、低流量脉冲的频率及历时、径流涨、落水率次数和流量涨落逆转次数都发生了明显改变,尼尔基下游河流整体水文改变度为51%,为中度改变;受尼尔基水利工程建设的影响,下游河道内的生物多样性指数均值由水库运行前的24减小到水库运行后的18,生物多样性和生物量减少,生态系统呈现退化趋势。     

丹江口水库运用对下游水文情势影响研究

为了分析丹江口水库建成投入运行以后对下游河道水文情势的影响,利用黄家港站、襄阳站和皇庄站1961~2000年日平均流量资料,采用水文变化指标法(IHA)和变化范围法(RVA),定量分析了丹江口水库运用前后汉江中下游河道水文情势变化及改变程度。结果表明,在5组IHA水文指标中,除年极端流量发生时间变化不大以外,其他各组水文指标值均发生了较显著变化;黄家港站、襄阳站和皇庄站的整体水文改变度分别为中度、低度和中度改变,这对汉江中下游河道生态系统稳定性和生物多样性带来不利影响。研究成果为丹江口水库生态调度和汉江中下游河道生态修复提供了科学依据。     

三峡水库对长江中下游河流水文情势影响评估

运用Mann-Kendall法分析长江中下游河流水文变化特征,并应用生态水文指标变动范围法(RVA)综合分析了三峡水库蓄水对长江中下游河流生态水文指标改变程度及其生态效应。研究结果表明,1952年～2014年长江中下游年均流量呈现减少趋势,其中宜昌水文站减少趋势显著;长江中下游宜昌、汉口和大通水文站整体水文改变度属于中度改变,其中宜昌站和汉口站的整体水文改变度分别为61%和63%,接近于高度改变;三峡水库蓄水引起长江中下游河流水文情势发生了较大改变。     

三峡水库对洞庭湖水文情势影响评估

为了评价三峡水库对洞庭湖湖区水文情势影响,选取洞庭湖湖区城陵矶、南咀、杨柳潭3个代表水文站1959年～2016年历史水位资料,应用Mann-Kendall法、累积距平法检验以及滑动T检验法分析洞庭湖湖区水文特征与变化趋势,并应用水文指标变动范围法和水文改变度法综合评估了三峡水库运行对洞庭湖水文指标改变程度。研究结果明,洞庭湖湖区城陵矶站和杨柳潭站年均水位呈现增长趋势,南咀水文站呈微弱减少趋势;突变年份出现在2003年,三峡水库蓄水后洞庭湖水文情势改变明显; 3个站点水文整体改变度分别为56%、45%和50%,属于中度改变。     

基于IHA-RAV法的长江源区生态水文情势变化

为评估长江源区河流水文情势变化及其生态效应,选用长江源区直门达水文站1957—2021年逐日流量资料,使用贝叶斯变点检验方法分析直门达水文站年平均流量突变发生时间,采用水文改变指标变化范围法(IHA-RVA)综合评价直门达水文站在突变点前后改变程度,使用趋势坡度、Kendall趋势检验以及去趋势波动分析法评价月均流量、年极值流量时间序列变化情况。结果表明：(1)长江源区直门达水文站年平均流量在2004年发生变异。(2)2004年前后直门达水文站水文综合改变度为37.2%,属于中度改变。(3)月均流量综合为中度改变,各月流量均有不同程度的增加,增大了河道内水生生物栖息所需水量。(4)流量极值综合改变度为低度改变,表明极端流量事件处于一个稳定的范围,在一定程度上维持了长江源区生态系统的稳定性;最小流量的增加更好地保障了流域生态流量。(5)极端值出现时间为低改变度,对水生生物栖息地以及鱼类洄游影响较小。(6)高、低流量脉冲频次均为低度改变,反映出长江源区干旱和洪涝发生次数减少,使得长江源区河道、河滩的受水情况趋于稳定;高、低脉冲历时变化又给源区河道及沿岸生态环境带来不确定的影响。(7)流量上...     

辽河干流水文情势变化规律分析

基于河流生态水文学理论,以辽河干流为研究区,选取福德店、铁岭、马虎山、六间房4处水文站为代表站,对辽河干流年平均流量、年最大洪峰流量、丰3月(6-9月)流量、枯3月(12-2月)流量4项水文要素的趋势性、突变性特征进行系统分析;并综合利用线性分析法、RVA法法等对辽河干流水文情势变化规律进行评定.结果表明:各代表站年平均流量、年最大洪峰流量、丰3月水期量呈减少趋势,枯3月水期量呈增加趋势;各水文要素均在1960—1965年、1980—1985年和1995—2000年存在突变点;马虎山站河流水文情势RVA法整体改变度为0.674,属高度改变.成果可为辽河流域生态治理提供参考.     

三峡初期蓄水对典型鱼类栖息地适宜性的影响

三峡工程是长江中游干流最大的骨干工程，蓄水后下游水文情势发生明显改变。分析水库运行后下游水文情势的改变情况，将为了解大型水利工程对河流健康状况的影响程度和开展生态保护提供有意义的信息和帮助。本文选择宜昌站作为研究对象，并以中华鲟和四大家鱼为典型代表物种，研究三峡工程初期蓄水对下游生态系统的影响。结果表明，三峡工程蓄水运行后，(1) 坝下宜昌站生态水文条件发生明显变化，主要表现为多年平均水温上升，多年平均流量、水位和含沙量下降；(2) 非汛期的水温以及汛期的流量、水位和含沙量月径流过程明显改变；(3) 下游生态水文条件的改变，导致中华鲟鲟卵孵化适宜度和四大家鱼产卵适宜度明显降低；(4) 栖息地内生态水文条件的变化是影响中华鲟鲟卵孵化和四大家鱼产卵行为的关键因素，而不是影响中华鲟产卵和四大家鱼鱼卵孵化的关键因素。     

三峡初期蓄水对典型鱼类栖息地适宜性的影响

三峡工程是长江中游干流最大的骨干工程,蓄水后下游水文情势发生明显改变。分析水库运行后下游水文情势的改变情况,将为了解大型水利工程对河流健康状况的影响程度和开展生态保护提供有意义的信息和帮助。本文选择宜昌站作为研究对象,并以中华鲟和四大家鱼为典型代表物种,研究三峡工程初期蓄水对下游生态系统的影响。结果表明,三峡工程蓄水运行后,坝下宜昌站生态水文条件发生明显变化,主要表现为多年平均水温上升,多年平均流量、水位和含沙量下降;非汛期的水温以及汛期的流量、水位和含沙量月径流过程明显改变;下游生态水文条件的改变,导致中华鲟鲟卵孵化适宜度和四大家鱼产卵适宜度明显降低;栖息地内生态水文条件的变化是影响中华鲟鲟卵孵化和四大家鱼产卵行为的关键因素,而不是影响中华鲟产卵和四大家鱼鱼卵孵化的关键因素。     

长江上游水库群联合调度下的河流水文情势研究

长江上游水库群的联合调度运行必然会对下游河道径流产生影响。选择北碚、高场、宜昌站作为水库群串、并、混联运行下的控制断面,通过IHA法选择出受水库群联合调度影响的14个水文指标,并采用CRITIC法改进RVA完成串并混联运行模式下的水文指标变化趋势和整体水文变异程度的研究。分析结果表明:①随着水库群联合运行数量的增加,长江干支流河道水文情势改变幅度增大;②水库群联合运行会使汛期流量显著降低,非汛期流量增加,同时会造成年最大(小)流量呈减少(增加)趋势;③水库串联运行模式会使最大流量发生时间延迟;并联运行模式会使汛期流量坦化现象更加显著;混联运行模式对水文情势的改变程度主要受调度方式和气候变化的影响,上游混联模式使宜昌站水文情势为低改变度。     

1956-2019年乌江水文情势变化及其对鱼类的影响研究

水量变化导致河流生态水文情势发生改变,进而影响河流生态系统健康。为深入明晰乌江干流水文变异前后水文情势变化对鱼类生境的影响,选取武隆水文站1956-2019年逐日流量数据及2009-2015年12种漂流性鱼类产卵量资料,采用曼-肯德尔 (M-K)检验法、累积距平法研究乌江干流变异节点,分析突变前、后逐日流量的变化趋势,通过生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)综合评价乌江32组水文指标特征及改变度,基于水文情势变化下研究鱼类数量变化过程。结果表明：乌江流量突变年份为2009年,与彭水水电站的运行时间相同,变异后,多年平均日流量峰值波动于15 000 m³/s,而变异前流量峰值接近18 000 m³/s。乌江32组水文指标整体改变度为38.7%,处于中度变化范围;属于高度改变的低流量历时和次数改变度分别为74.64%、75.29％,发生时间推迟4 d;高流量历时和次数改变度分别为29.79%、37.83％,发生时间提前21 d。降雨与流量呈极强正相关,降雨量的逐年减少对流量有重要影响。此外,水文情势的变化易受彭水水电站的影响。流量减少和变化下的水文情势对鱼类的影响是一个累积的过程,2009年后12种漂流性卵鱼类的产卵总量大幅减少,尤以2011年最为突出,仅为1 541.69×10⁴粒。本研究可为研判乌江水文情势变化过程及制定水生态修复措施提供参考。     

变化环境下渭河流域生态水文情势演变归因研究

采用生态最相关水文指标(ERHIs)评估渭河流域生态水文情势改变程度,通过主成分分析法筛选出7个指标作为渭河流域的ERHIs,并基于可变下渗容量模型的“观测-模拟”对比分析法对渭河流域生态水文情势演变进行定量归因。结果表明:咸阳水文站和华县水文站径流序列呈显著下降趋势,1990年是径流序列的突变点；咸阳站和华县站实测ERHIs综合改变度为41%和34%,模型模拟的两站ERHIs综合改变度均为18%；气候变化和人类活动导致渭河流域水文情势发生改变,两者对咸阳站ERHIs综合改变度的贡献率分别为44%和56%,对华县站的贡献率分别为53%和47%。     

近年来珠江流域水位-流量演变与成因分析

针对近年来气候变化与快速城市化对珠江流域水文情势的影响,分析了1997—2013年珠江流域16个主要水文站点的水位、流量及水位-流量关系的演变趋势与变异特征,并结合历史时期气象、水利工程与水沙数据,探讨了各个子流域水位与流量演变的成因。结果表明:(1)珠江流域大部分站点年平均流量并无显著变化,但西江流域江边街、涌尾、柳州等站均呈现显著的减少趋势;(2)在汛期绝大部分站点的流量呈减少趋势,在枯水期大部分站点的流量呈增加趋势,降水在汛枯期的不同变化趋势是导致流量变化的重要因素;(3)西江流域大部分站点水位呈显著升高趋势,持续加剧的水土流失是其重要成因,而北江流域与东江下游在水库运行与采砂活动的影响下呈现出河床下切、水位下降的趋势。     

东江流域下游水文情势的改变度研究

【目的】水利工程的修建和运行会改变流域下游的天然水文过程，造成生态影响。定量评价水利工程对流域水文过程的影响，是完善工程调度和恢复下游生态流量过程的基础。针对目前流域水文改变度研究中对水库调度的影响分析不充分的问题，提出一种新的研究思路。【方法】以广东东江流域为例，采用耦合水库调度过程的分布式水文模型，以现行水库调度方式下的流量为基础，计算并分析水库修建后和水库不同下泄流量情境下东江下游博罗站水文过程。评估在相同气象和下垫面条件下水库的修建运行对流域下游水文情势的影响程度。【结果】结果显示：(1)东江流域新丰江、枫树坝和白盆珠三大水库的修建和运行显著改变了下游博罗站的月流量过程、年极值流量以及年内径流改变率等水文指标，尤其是高低流量出现频率、流量增加率减少率和流量逆转次数改变较大；(2)新丰江单库运行阶段的整体水文改变度为70.90%,枫树坝和新丰江双库调度阶段的整体改变度为70.96%,三大水库联合调度阶段的整体水文改变度为71.77%,均属于高度改变；(3)提高上游水库的月最小下泄流量阈值，对下游的水文改变度较为明显，其中对新丰江坝下水文改变程度最显著。【结论】结果表明：分布式水文...     

Mann-Kendall法在北江石角站含沙量变化分析中的应用

流域内的人类活动如水利工程等,在一定程度上改变了河流的自然特性。该文选取北江下游石角站作为研究对象,选用1954—2011年年平均含沙量资料,应用M-K法对年平均含沙量进行趋势分析并进行突变检验。分析表明:2000年之前,石角站年均含沙量呈增加趋势,2000年之后呈减少趋势,突变发生在1998年。     

模拟气候变化对湄公河下游洪水脉冲的影响

洪水脉冲是表征湄公河水文特征,促进湄公河下游包括柬埔寨湿地和越南湄公河三角洲在内的洪泛平原具有高生态生产力的关键因素。就改变的流域水量平衡和海平面上升两个方面,评估了气候变化对湄公河下游洪水脉冲的影响,影响结果由三维水动力学模型模拟生成,模型所使用的边界条件是气候变化影响下设计的海平面变化和湄公河下游主河槽的流量变化。模型模拟结果是预计2010~2049年湄公河下游平均水位和最高水位将提高,以及洪水历时将延长。模拟显示相当一致和变化显著的情况发生在平常水文年和干旱水文年。海平面上升对湄公河三角洲的影响最大,而流域水量平衡的改变对湄公河洪泛平原的上游区影响更加明显一些。预测的影响大多与区域水利基础设施建设造成的结果相对立,因为水位更高,历时更长的洪水会毁坏庄稼、基础设施和行洪区植被,并且会减少肥沃土地的面积。另一方面,洪水还可能会促进生态系统的生产力,增加干旱季节获得水的可能性。     

丰满水电站坝下河段生态水文特性分析

根据研究区域特点以及鱼类主要产卵场分布情况,选取丰满、吉林和松花江三个水文站作为代表来分析丰满大坝下游河道的生态水文特性。分析IHA的5大类32个生态水文指标在研究区域时空变化特性,结果显示大多数指标具有沿程增加的趋势和基本相同的逐年变化趋势。进一步分析产卵期影响产漂流性卵鱼类繁殖的涨水指标(有效涨水过程数、总有效涨水持续时间、断面初始流量、流量的日增长率、前后两个洪峰过程的间隔时间),结果表明:(1)通过丰满与永庆水库联合生态调度,可改善下游产卵场江段的水文条件;(2)丰满、吉林和松花江站的断面初始流量和流量的日增长率指标差别不大,逐年变化趋势一致;(3)比较有效涨水过程数和总有效涨水持续时间指标发现,松花江站明显比其他两站大,比较前后两个洪峰过程的间隔时间指标发现,松花江站变化更加稳定。研究结果为大坝河段的生态研究提供参考。