玉龙喀什河水利枢纽工程中生态流量的研究与应用

生态流量是维持河流生态基本功能,控制水资源开发强度的重要指标,自然或越接近自然的水文过程,对保护河流生态系统最为理想。玉龙喀什水利枢纽工程当建成后,在发挥各类效益的同时,需考虑河道所需的生态流量。通过BBM法、Tennant法、最小月平均径流法、生态水力学法这四种方法确定的生态流量。计算成果表明,在4—7月鱼类产卵需水敏感期应采用BBM法计算所需生态流量,从4月月均10. 77m3/s逐渐增加到7月月均159. 46m3/s,可充分满足鱼类产卵敏感期的需水,其余各月采用BBM法、Tennant法、最小月平均径流法、生态水力学法计算后的外包线来作为生态流量。这种采用不同计算方法得出所需生态水量,对不同计算方法的优缺点进行"取长补短",将水资源利用最大化高效化。依此,为今后水利工程确定生态流量提供借鉴。     

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。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求,提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比,并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算,弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以淮河干流的河道基本生态需水量年内过程计算为例,并同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。计算结果表明:在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致,并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程,能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。本文方法计算结果较为合理,符合实际情况。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

摘要：基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求，提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比，并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算，弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以计算淮河干流的河道基本生态需水量年内过程为例，说明了计算过程，同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。结果表明：计算结果在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致，并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程，能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。可见，生态径流年内展布计算法的计算结果较为合理，符合实际情况。     

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。     

基于RVA阈值区间集成的河道内生态需水计算与应用

在对河道生态需水特点进行分析和总结的基础上,提出了基于变化范围法和多种水文学法计算成果的河道内生态需水计算方法——下包线法,建立了考虑径流资料精度的评价体系。结合一致性审查、河道内生态需水计算和评价,构建了考虑径流非一致性的河道内生态需水计算框架,并应用于陕西省引汉济渭工程。结果表明:河道内生态需水过程具有波动性、季节性、时效性和区间性；在生态需水阈值区间内,下包线法同时满足维护河道生态和保证兴利效益的目的,可在较高生态需水标准基础上进一步压缩生态需水总量；下包线法和Tennant法中Tennant-好、Tennant-差所得生态需水过程分别为引汉济渭工程理想、适宜和最低生态需水过程。     

浑江通化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。以浑江通化段为例,基于通化站2008~2012年5a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,次最小值法适合研究区最小生态需水计算,频率配位法适合研究区最大生态需水量的计算,改进后的适宜生态径流计算结果更适合适宜生态需水计算。     

永定河官厅山峡河道内最小生态需水量的历时曲线法

随着永定河下游河道内径流的逐年减少,永定河生态需水研究逐渐成为一个迫切的问题。现针对永定河官厅山峡段河道内生态需水,采用流量历时曲线法分析其流量历时情况,计算得到永定河官厅水库(坝下)站和雁翅站的河道内最小生态需水量为1.06亿m3和1.98亿m3,分别占年径流量的11.3%和26.3%。同时采用Tennant法对计算结果进行比较验证,两种方法得到的结果比较相近。在此基础上,根据研究河段的历史流量历时情况对最小生态需水量进行年内分配计算,将最小生态需水量从年尺度降到月尺度,得到年内各月的最小生态需水量,为永定河流域的水资源优化配置研究提供参考。     

基于逐月径流频率法的挠力河流域生态流量计算

本文以挠力河为例,基于菜嘴子、保安、宝清、红旗岭四个水文站1956—2012年的月径流数据,运用逐月频率法、改进Tennant法计算年内适宜生态径流及生态需水过程,得到其年内适宜生态需水阈值,最终获得四站完整的生态径流及生态需水过程。研究结果表明,各站所在河道内的生态需水量计算方案结果均较为理想,各月生态需水量平均保证率为60.2%,河道内生态状态很好。     

径流变化特征分析及生态需水保证率评估

采用M-K法对径流序列进行趋势分析和突变检验,以突变前序列作为计算生态需水的依据;其次采用Tennant法、最枯月平均流量法、Texas法和7Q10法计算生态需水;在此基础上,计算各断面全序列生态需水保证程度,并结合典型年过程进行具体分析。以淮河干流息县、王家坝、鲁台子、蚌埠4个关键断面为研究对象。结果表明,4个断面径流序列分别在1980年、1984年、1977年、1989年发生突变;非汛期的生态需水值分别为16.2、33.6、106.5、124.4 m³/s。     

广西澄碧河水库下游河道年生态需水量的计算对比研究

针对河道生态需水量的计算问题,以广西澄碧河水库下游河道为例,分别采用了3种不同的水文学计算方法进行了概算,并对传统Tennant法和月保证率法进行了适当改进。针对传统Tennant法的不足,对用水期进行了重新划分,同时引入修正系数对流量百分比进行了重新修正,使其更适用于河道的现实情况;此外对月保证率法的部分缺点也进行了两方面的改进,使其计算结果更加合理可靠。计算结果表明:3种方法均适用于该河道的生态需水量计算,在平水年(P=50%)情况下,利用改进的Tennant法和改进的月保证率法计算得到的河道适宜需水量分别为4.99×10~8m~3、3.80×10~8m~3。利用径流年内展布法得到的计算结果为3.17×10~8m~3,较以上两种方法偏小,但尚属合理范围之内,仍具有一定的推广使用意义。     

北方山区生态需水量浅析

生态需水量分为河道内和河道外两部分。根据北方山区的特点,以承德市滦河流域为例,采用合理的计算方法,对承德市滦河流域生态需水量进行了估算。最后,对计算结果进行了分析和评价,并对如何保证生态需水量提出建议。     

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。     

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。     

渭河干流入境拓石站生态需水量的确定

介绍了入境控制断面拓石站的基本情况,选定了拓石站生态需水量计算方法;在对拓石站水量系列插补方法的精度进行分析的基础上,选取林家村与拓石站全年逐月水量相关关系延长获取1991-2002年拓石站逐月水量,与2003-2007衬测资料组成生态需水计算水量系列,计算确定拓石站生态需水量为13.50亿m3,并提出今后应继续加强拓石水文站建设的建议.     

扎龙湿地生态需水量研究

在分析湿地生态需水量计算方法的基础上,结合扎龙湿地的实际情况,计算扎龙湿地的生态需水量。计算所得扎龙湿地最小、适宜、理想生态需水量标准分别为2.08×10^8m^3、5.55×10^8m^3、7.00×10^8m^3。     

扎龙湿地生态环境需水量安全阈值的研究

在湿地生态环境需水量概念内涵剖析的基础上，将生态环境需水量分为存量(蓄水量)与通量(耗水量)两个部分。提出了基于生态水面法的湿地生态环境需水量计算模型。应用该方法对扎龙湿地长序列水面面积数据进行了频率分析，再与湿地生态系统健康状况对照分析，确定生态水面系数，得出湿地生态环境需水量安全阈值。安全阈值分为：最小、中等、理想三个级别，分别计算全年月均最小存量、中等存量和理想存量；全年最小通量、中等通量和理想通量，并分别给出了逐月需水过程。分析计算结果表明，扎龙湿地生态环境需水量变化过程符合当地的自然水文变化规律。     

基于改进湿周法的贾鲁河河道内生态需水量计算

针对贾鲁河实际情况,选取中牟和扶沟水文站作为控制断面,利用斜率法、曲率法和多目标评价法3种改进湿周法计算分析贾鲁河不同频率年河道内生态需水量。结果表明,采用多目标评价法(r=2)计算结果最大,曲率法最小,中牟断面用多目标评价法(r=2)计算生态需水量较为合理,扶沟断面用斜率法计算生态需水量较为合理。     

南方季节性缺水河流逐月保证率设定法的改进

改进计算生态基流的逐月保证率设定法以适用于南方季节性缺水河流。构建逐月保证率设定模型,综合分析各类影响设定保证率因素,构建模型评价指标体系及评价标准,耦合AHP与熵值法求解指标组合权重,运用模糊综合评价法求评价值,并通过对比Tennant法、年内展布法等耦合最终适宜生态基流过程。以秦淮河流域为例,将计算结果与传统逐月保证率设定法计算结果对比,验证了改进方法的可靠性与优越性。