基于SWAT模型的无资料地区径流模拟及生态流量计算——以杨溪河为例

利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型对武江流域2008～2013年的月径流量进行模拟,并根据犁市(二)站的实测径流资料对模型参数进行率定和验证;以武江支流杨溪河上的横溪、钓鱼台与银溪水电站3座梯级电站坝址为流域出口模拟得到其径流量,并以此为依据运用Tennant法计算各控制断面的生态流量.结果表明:SWAT模型对武江流域的径流模拟整体适应性较好,犁市(二)站率定期月径流模拟值和实测值的R~2和NS分别为0.77和0.91,验证期的R~2和NS分别为0.75和0.92;杨溪河上的横溪、钓鱼台和银溪3座水电站坝址处的多年平均流量分别为10.2m~3/s、11.7m~3/s和12.0m~3/s;根据模拟径流量和Tennant法,计算得到横溪水电站的最小、适中和最佳生态流量分别为1.02m~3/s、3.37m~3/s和5.40m~3/s;钓鱼台水电站的最小、适中和最佳生态流量分别为1.17m~3/s、3.82m~3/s和6.15m~3/s;银溪水电站的最小、适中和最佳生态流量分别为1.20m~3/s、3.91m~3/s和6.31m~3/s.     

不同时间尺度径流的多重分形特征解析

径流时间序列的变化过程呈现出复杂的非线性特征,分形是非线性时间序列的典型特点。以锦江流域为例,研究了1967年～2018年的年、月尺度平均流量时间序列的多重分形结构特征。分析结果表明,锦江流域过去52年的年、月尺度的平均流量均表现出明显的多重分形特征。其中,年平均流量的波动幅度最小,月平均流量中9月平均流量序列的波动幅度较大,即9月平均流量表现出强烈的多重分形特征;锦江流域10月平均流量波动行为的混乱程度和奇异性最低,而11月平均流量波动行为的混乱程度和奇异性最高。研究说明锦江流域年、月平均流量时间序列具有较为复杂的混乱特性,可为锦江流域年、月平均流量的复杂性规律的解析提供依据。     

基于生态流量保障的水库综合调度方案编制及应用

广东省水库工程尤其是小型水库数量众多,水库在发挥防洪、灌溉等社会效益的同时,不可避免地会对河流的生态环境产生影响。为充分保障下游河道的生态流量,选取北江流域内的茂墩水库为例,采用Tennant法计算生态流量,并依据《中华人民共和国水法》(2016年)等法律明确了茂墩水库各功能之间的优先保障次序,采用改进的水库综合调度方案编制了茂墩水库的调度图。结果表明:改进的方法可以在保障生态流量的基础上,准确地完成供水与灌溉综合调度图的编制,同时改进的方法避免了采用相对较丰来水条件库水位的下包线来调度枯水时段的不足;在计算中剔除了加大供水时段,确定的需水量更加合理;此外,还可防止限制供水线与防破坏线交叉,避免了由此造成调度图不准确的问题。研究结果提高了时历法编制综合调度方案的实用价值。     

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。