长江中下游河道生态流量研究

探讨了河道生态流量基本理论方法,针对长江中下游河道实际情况,选取宜昌站和汉口站作为控制性断面,采用改进河道湿周法计算长江中下游各河段最小生态流量,进一步根据鱼类产卵繁殖所需流速,估算了长江中下游各河段的适宜生态流量,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价。计算结果为,宜昌、汉口站断面的最小生态流量为2315m3/s3、124m3/s,分别占多年平均天然流量的16.7%、13.8%;宜昌、汉口站断面的适宜生态流量为8154.7m3/s1、6663m3/s,分别占多年平均天然流量的65.7%、73.6%。该研究结果为长江中下游的河流生态环境保护及水资源科学配置提供了参考。     

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。     

生态需求流量与河道内生态需水量计算研究——以澜沧江、红河为例

目前关于生态需水的研究较多,但相关研究主要是从水资源需求和流量控制这2个角度进行理论方法以及案例应用方面的探讨,未将二者有力地结合在一起。将河道生态需水总量与河流生态需求流量相结合,提出了生态需水系数-水文参数耦合模型,选择西南纵向岭谷区2条典型河流的相似断面进行案例应用研究,分别计算了河道内生态需水量和河流生态需求流量,并对比分析了二者的结果,同时对不同地区的案例应用进行了比较分析。经过计算,结果表明:红河河道内最小、适宜以及理想生态需水量分别占还原径流量的21.55%,34.51%,54.62%;而澜沧江河道最小、适宜以及理想内生态需水量分别占还原径流量的15.61%,27.45%,48.85%;由红河干流生态需求流量推算的河道内生态需水量占还原径流量的42.27%,而澜沧江推算值为19.06%。分析可知:生态需求流量与河道内生态需水量由于应用层面不同而使得其结果有一点差异,通过对二者的综合分析,可以为水资源管理以及生态保护提供一定的科学支持;多元相关性分析结果表明,提出的河流生态需求流量的模拟结果有很强的相关性;将生态需水系数-水文参数耦合模型应用于澜沧江与红河生态需水的计算研究,发现该模型具有很强的实际操作性。     

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。     

海河流域河道最小生态流量研究

应用基于河流形态的河道最小生态流量计算方法,选取潘家口、滦县、石匣里、官厅、观台、楚旺及称钩湾7个控制断面对海河流域河道最小生态流量进行计算.该方法立足河流形态,将水位水面宽曲线突变点与维持一定生境(主要包括平均水深、流速等)综合考虑来确定临界流量.计算结果表明:7个控制断面的最小生态流量均值为5.84 m3/s,占多年平均流量的5.8%~10%;在最小生态流量下的水面宽率为43%~70%(平均为61%),平均水深为0.24~0.59 m,流速为0.24~0.34 m/s.这些计算结果与国际上已有的计算结果相符.根据流域相似性原理进行外推,计算了海河流域其他河道的最小生态流量.     

西江干流敏感生态需水量研究

西江干流是珠江流域内最重要的鱼类产卵场分布区和鱼类洄游通道,其敏感生态需水可由控制断面的鱼类繁殖期适宜生态流量来确定。针对西江干流河道实际情况,选取迁江站和梧州站作为控制断面,依据西江鱼类产卵繁殖所需流速,采用生境模拟法估算西江干流迁江站、梧州站断面生态敏感期的适宜生态流量分别为1 722 m3/s、5 213 m3/s,敏感生态需水量分别为183亿m3、575亿m3,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价。该研究结果为西江干流的鱼类生境保护及水资源配置提供了技术依据。     

黄泥河流域河道生态流量研究

黄泥河流域是典型的岩溶山区河流,喀斯特地貌发育,水资源供需矛盾突出,工程性、水质性缺水并存,流域生态环境脆弱。河道生态流量研究是保障河流健康、维护经济社会持续发展的一项基础性工作。运用水文学法、水力学法、生境模拟法和基流分割法对流域内主要河流控制断面生态流量进行分析。研究表明:水文学法和水力学法比较适宜推广运用,主要河流共9个河道断面的生态流量介于2.35～23.3 m3/s之间。     

西辽河流域地表地下复合生态需水研究

针对西辽河流域水资源开发利用强度大、地下水超采、平原河流断流等严重的生态问题,将河道生态流量与地下水位作为整体来考虑,系统地确定复合型生态需水。首先以河道为对象,计算了最小生态流量、适宜生态流量;其次,以河岸为对象,以地下水与河流补排关系和避免盐碱化为依据,以河道生态流量为边界条件,确定了支撑河道生态需水的生态地下水位。西辽河流域的地表地下复合生态需水指标由河道最小生态流量和适宜生态流量以及地下生态水位构成,可为流域水资源规划和管理、生态系统保护和恢复提供科学依据。     

生态流速—临界水深法及在杜柯河中的应用

在归纳国内外河道内生态需水方法的基础上，提出了一种同时考虑河道信息和维持河道生态功能所需河流流速的生态需水计算方法（下简称生态流速—临界水深法），并建立相应的流量与水深、流速的函数关系，重点推导了抛物线型过水断面下流量与水深、流速与水深之间的关系。以绰斯甲河支流杜柯河河道内生态需水为例，给出了计算过程，同时用Tennant法作为对比。结果表明：生态流速—临界水深法计算杜柯河壤塘站河道内适宜生态流量处于Tennant法所计算的适宜和最佳生态需水量之间，计算得出的最小生态需水量比Tennant法计算的最小生态需水量少0.06 m3/s。由于该方法考虑了生态流速（保护目标鱼类产卵所需流速）和临界水深(维持生境最低水深)，以临界水深确定了最小生态需水量，以生态流速界定了适宜生态需水量范围，故所得的结果更接近实际状况。     

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。     

资料短缺平原河流的生态需水量计算——以通顺河武汉段为例

各类计算生态需水量的方法多需要长序列实测的水文或生境资料,无法直接适用于资料短缺的河流。在实测资料短缺的平原河流通顺河武汉段上布置10个典型断面,利用人为设定的多级试算流量来替代长序列实测流量,利用MIKE11软件模拟推求河道典型断面水力参数(河宽、水深、流速和湿周等)随流量的变化关系;在此基础上,依据平原河流滩槽明显的特点,选用水力学法中基于水力参数与流量间相关关系的湿周法和生态水力学法分别计算研究河段的生态需水量。计算结果表明,通顺河武汉段的河道基本形态得以维持和生物基本栖息地得以保障时的生态需水量应为26 m³/s。所提出的计算方案能较好地推求资料短缺地区平原河流的生态需水量,也可为类似河流的生态需水计算提供一定的参考。     

基于改进FDC法的小水电生态流量计算与生态调度研究

中小河流上的小水电在蓄水发电发挥经济效益的同时也会对环境产生一定的影响。为避免下游出现减脱水情况,小水电的生态流量计算和生态调度研究显得尤为重要。选取杨溪河上的横溪引水式水电站为例,运用降雨-径流深关系计算径流量,同时应用改进的流量-历时曲线(FDC)法计算丰、平、枯水年的生态流量,并进行生态调度研究。结果表明:依据韶关站的降雨-径流深关系,能够较为准确地求得横溪水电站的径流量;无调度情况下,横溪水电站的来水量在不同来水年均不能完全满足根据改进FDC法计算得到的生态流量要求;改进FDC法具有一定的推广适用性和合理性;通过生态调度后,横溪水电站不同来水年的过坝流量均能满足水生生态需求,而且能够使发电效益最大。研究可为促进水能的可持续开发、高效平衡发电效益与生态效益以及中小河流的健康管理提供参考。     

基于生态水力半径法的武江流域生态流量研究

采用综合反映水生生物需求和河道断面信息的生态水力半径法,对武江河上北江特有珍稀鱼类省级自然保护区内的生态流量和生态水位进行估算。结果表明:生态水力半径法计算的生态流量过程线上存在明显的低流量、高流量和流量脉冲等水文要素,符合鱼类的自然需求;天然径流量下生态水力半径法估算的生态需水均可得到满足,但武江上梯级开发较多,需进行生态水位开展闸坝联合调度来保障河道的生态需水,确保犁市(二)站断面处各月份水深不小于平均生态水深。     

计算河道内生态需水量的DESKTOP RESERVE模型及其应用

DESKTOP RESERVE模型源于构造块方法,计算时只需要历史流量资料,通过河道水情特征来反映河流生态功能。模型分别对平水年基流量、枯水年基流量、平水年高流量与枯水年高流量四个模块进行年值模拟,再分配至月值,模型最终输出为各月不同保证率下的生态需水量序列,用于水资源管理。但由于模型的噪音项包含的不确定性较构造块方法更多,因此模型适用于对河道内生态需水量进行初步快速的预测。     

A survey of methods for setting minimum instream flow standards in the Caribbean basin

To evaluate the current status of instream flow practices in streams that drain into the Caribbean Basin, a voluntary survey of practising water resource managers was conducted. Responses were received from 70% of the potential continental countries, 100% of the islands in the Greater Antilles, and 56% of all the Caribbean island nations. Respondents identified ‘effluent discharges’, ‘downstream water quality’ and ‘existing extraction permits’ to be the most common sources of instream flow conflicts. In 75% of the countries, some type of ‘formal procedures’ exist for reviewing permit applications for freshwater extraction. In 82% of the countries, effluent discharge permits state the amount of effluent that can be discharged into a water body while only 69% require that surface water extraction permits explicitly state the quantity of water that can be extracted. In setting instream flow requirements, record low flow is used over 83% of the time. Freshwater fish were identified as the most important aquatic organism but no country ‘always’ considers the ecology or habitat requirements of aquatic species in their instream flow determinations and nearly 70% of the respondents indicated that multivariate, ecological‐based methods are ‘never’ used in their country. Survey responses also indicate there is a notable lack of public involvement during the issuing of water permits. Moreover, over 80% of the countries do not provide public announcements or hearings during the permit process. In summary, this survey indicates that while there is a widespread recognition of the need for instream flows, there is a general lack of regionally based information and public involvement regarding stream flow determination. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

太子河流域河道内生态需水分区估算研究

本文基于生态水文学原理,结合流域三生用水格局以及污染源分布格局和污染物排放强度格局,以流域内水生态系统及其影响因素为研究对象,运用GIS技术,对太子河干流水体及其周围陆地所在的空间单元进行分类与整合,生成了11个太子河流域生态需水估算分区,分区内具有相对一致的生态需水特性;在分区的基础上,结195合6—太2子00河8干年流以水及生19态56特—征19,73通年过两水个文实系测列流分量析系,列选,择采小用市水、文本学溪法、对葠观窝音、阁辽水阳库、以小下林的子7个和分唐区马进寨行6个了水逐文月河站道内生态需水估算,估算结果显示了近天然水文情势的生态水量过程变化,有助于太子河干流水环境改善以及水生态恢复;估算的各站年生态需水量占年径流量的30%左右,能够在不影响现有水资源利用格局的前提下,通过合理的水资源优化配置,实现生态需水要求。     

考虑生态流量的水电站下闸蓄水方案研究

针对西部某水电站,为满足下游生态环境需要的流量,深入研究了导流建筑物下闸程序。考虑了蓄水进度、施工组织、下闸难度、下游供水、生态流量、上游电站出力泄水和下游电站运行水位等条件和要求,制定了最优的下闸封堵方案,使大型水利水电工程的建设技术与生态文明兼顾融合。     

中国水电工程生态流量实践主要问题与发展方向

梳理了2001—2015年96个水电工程的生态流量数据,基于ArcGIS平台分析了工程时空分布特征,回顾分析了生态流量的落实情况,分析了生态流量计算方法、泄放方式、保障措施和监测措施的差异及其对保护坝下河段珍稀、濒危保护鱼类的生态效益;重点分析水电工程下泄生态流量的保障情况、目前存在的不足与改进措施。总结了中国水电工程下泄生态流量实践的主要问题,并从生态流量计算原则与流量过程线要求、梯级水库联合调度的考虑、加强河流生态修复中生态流量研究与实践等方面提出了未来的发展方向。