河道生态基流计算方法回顾与评估框架研究

回顾了国内外河道生态基流计算方法的发展历程并对比分析其异同,同时提出了国内河道生态基流的研究不足。开展了国内外河道生态基流计算方法的分类对比研究,讨论了不同类型计算方法的优缺点与适用条件,为不同计算方法的应用提供了依据。最后,构建了河道生态基流评估框架,分析了生态基流评估计算时的影响因素,提出了评估框架构建原则。通过构建生态基流决策支持系统提出了河道生态基流评估框架的分析流程。研究成果可为不同区域生态基流的确定提供技术支撑。     

水利水电工程最小下泄生态基流计算方法浅析

以河道生态基流计算方法为对象,梳理并分析各类方法在我国使用现状及在水利水电工程中的适用性,为不同方法的应用提供参考。针对水利水电工程生态基流计算存在的问题,在分析水利水电工程最小下泄生态基流计算应考虑的因素的基础上,提出分级分区确立水利水电工程最小下泄生态基流的方法,研究结果为不同区域生态基流的确定提供技术支撑。     

我国河流生态基流理论研究回顾

从生态基流的概念内涵、发展历程、计算方法和相关规定4个方面回顾了我国河流生态基流的发展历程。首先梳理了生态基流的概念,从生态基流支撑的河流生态系统功能、生态需水过程辨析了我国河流生态基流内涵;根据40年来我国河流生态基流的发展历程,将其分为探索、起步、发展和完善阶段共4个阶段,并总结了各阶段的特征;回顾梳理了国内外生态基流计算方法的发展历程,并对计算方法进行分类;最后梳理了我国已颁布的河流生态基流相关法律、规范、导则和指南,分析了现有规定的不足及未来的研究发展方向。可为我国河流生态基流理论研究提供依据,为河流生态系统保护政策的制定提供决策参考。     

澧水流域山溪性河流生态基流的计算与分析

本文采用Tennant法和Q_p法两种常见水文学方法计算澧水9个水文站点生态基流值,评价枯水期月份生态基流满足程度。计算结果表明:Tennant法计算成果普遍大于Q_p法计算成果,而且在枯水期月份满足程度较低,山溪性河流生态基流宜采用Q_p法计算。集水面积与Q_p法、Tennant法计算的生态基流值之间具有较好线性拟合关系,相关经验公式可用于流域其他断面生态基流的计算。     

河道生态基流生态经济价值及其时间变化研究

为了解决普遍采用单方水资源价值计算河道生态基流价值的缺陷,以及探索河道生态基流价值定量化计算新方法,采用水力学方法将河道生态基流从径流量中分离出来,并确定河道生态基流对应水面面积,进而采用当量因子法计算河道生态基流价值和并探索分析了河道生态基流价值的时间变化特征。以渭河干流宝鸡段为例进行研究,结果表明:渭河干流宝鸡段的丰水年、平水年以及枯水年的年平均河道生态基流量分别为5.82 m~3/s、3.59 m~3/s和2.76 m~3/s。近21 a来,该段河道生态基流价值在时间上总体呈下降趋势,该价值多年平均值为5.61亿元,单方河道生态基流价值为6.27元/m~3,单方价值与价值总量变化趋势相反。河道生态基流价值年内变化具有明显的周期性,总体呈倒"V"字型,汛期河道生态基流价值比非汛期大,单方河道生态基流价值与之相反。通过相同区域以及相近区域的河道生态基流价值研究成果以及价值变化特征的对比分析,证明研究成果较为合理。该方法可为河道生态基流合理保障提供定量化依据。     

不同生态基流对水利枢纽发电损益的影响

在中长期水库优化调度中,为研究不同生态基流对水利枢纽发电效益影响,探索进一步加大生态基流的可能性,该文提出生态发电收益损失比值k,用于分析比较不同生态基流下的发电收益损失。以新疆某水利枢纽作为例,通过水文学方法计算枢纽下游生态基流,获得满足灌溉用水约束和生态基流约束的水库优化调度结果。在此基础上,计算不同生态基流下的生态发电收益损失比k。结果表明,进一步加大该水利枢纽生态基流,可使单位生态水量的发电收益相对损失最小。     

水电工程下泄生态基流常用计算方法及软件开发

为了分析及确立生态基流,为水电工程环境影响评价提供依据,针对水电工程生态基流估算及决策过程繁复等问题,以2001—2015年水电工程环境影响评价及相关法律法规为基础,分析我国生态基流管理实践中使用最广泛的4种计算方法,即Tennant法、月基本流量法、最小流量法及7Q10法,并编制生态基流决策支持软件,并应用软件在汉江流域进行实例验证。结果表明,该软件能够提供多种计算方法及对比分析功能,可为水电工程下泄生态基流计算及决策提供计算平台。4种计算方法在汉江流域计算结果差异较大。总体而言,干流适合最小流量法及Tennant法,支流适合Tennant法。研究成果具有较大的实际应用和推广价值。     

以多种水文学法研究某河流生态基流

本文通过对径流量进行监测,设定了两个监测断面,计算出了不同月份各断面的衰减强度。并通过7种水文学计算方法对两个断面不同月份的生态基流进行了计算。结合实际径流量大小和相关规范,对生态基流上下限值进行了确定。此外,提出了保障生态基流的几条措施。结果表明：由于经济发展,人们的用水需求增加,2000年前衰减强度约在25%以下,2000年后增加到了45%左右,峰值达到了50%。OP法、近10年最枯月平均流量法和典型水文频率年法计算的生态基流并未随时间发生变化,未体现出季节性等差异。NGPRP法适用于计算平水或丰水条件下的生态基流,近10年最枯月平均流量法更适用于枯水情况。在全年的1月、2月和12月的枯水期,生态基流保证率较低。通过合理划分水权、科学调度工程和建立监控体系,能有效提高生态基流保证率和保障生态用水。     

基于河道生态基流保障的农田生态系统服务价值损失量研究

河道生态基流保障的经济损失量直接决定着政府部门对生态基流保障的决策,同时也为河道生态基流的合理保障水平提供定量依据。基于河道生态基流保障的粮食损失引起的农田生态系统服务价值损失,提出了河道生态基流保障的农田生态系统服务价值损失量的计算方法,探讨了农田生态系统服务价值损失量的变化规律,并分析了价值损失量处理办法以及粮食市场价值对其影响变化。研究表明:来水量是计算农田生态系统服务价值损失量的基础,来水量年内分配影响农田生态系统服务价值损失量;通过水权交易和生态补偿等两种方法对河道生态基流保障的经济损失量进行处理,有利于促进农田生态系统和河道生态基流保障的协调发展;同时,粮食市场价格变化也会引起农田生态系统服务价值损失量变化。     

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。     

汉江石泉水库控制断面生态基流的计算探讨

本文运用国内外常见的生态基流计算方法,就石泉水库控制断面生态流量的大小进行对比计算分析,以满足河段不同环保要求的生态流量,合理的生态基流为石泉电站未来开发建设生态小机组所选定引水流量具有借鉴意义。     

淮河干流阜阳段生态基流估算研究

为了有效保障淮河干流阜阳段生态系统需水要求,根据淮河阜阳段鲁台子站1973—2017年实测流量资料,采用基流比例法、Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法及90%保证率法,对淮河中游阜阳段生态基流进行了分析计算。综合对比分析各种生态基流计算结果认为,淮河阜阳段生态基流为67.17～201.52 m³/s;除特枯年外,其生态基流保障程度基本能达到90%,结果比较符合实际。生态基流上限值占多年平均流量的32%,为了使河流健康状况达到更好水平,还需采取生态调度、跨流域调水等措施,实施引江济淮工程等,逐步提高生态基流值,从而保障生态环境安全。     

宁夏苦水河生态基流调查分析

为切实保障宁夏回族自治区中部地区水生态环境向好发展,实现宁夏生态立区战略,需要摸清苦水河生态基流。文章采用Tennant法、Qp法计算方法分析计算苦水河郭家桥断面生态基流,并采用年最小流量法进行复核。在充分考虑苦水河水资源总量少、丰枯变化大、保障生态水量客观条件不利的实际情况下,确定采用Tennant法计算成果作为郭家桥断面生态基流。在此基础上,分析了1980年以来生态流量满足情况,并提出了相应对策。     

基于径流还原的桑干河生态基流及其盈缺分析研究

考虑到流域内水循环及降雨径流关系,通过对径流还原后,采用生态基流计算方法,确定桑干河生态基流量,进行桑干河生态基流分析。针对桑干河罗庄-固定桥、固定桥-册田水库逐年计算时,采取逐项还原法,逐项还原断面以上未实测到的水量,加上断面实测径流,还原为断面天然径流量。采用Tennant法计算桑干河生态基流量,并与最小月平均流量法的计算结果进行对比。Tennant法生态基流量多年平均计算值介于25%和50%频率年的计算结果,符合实际情况。通过对桑干河灌区引水与河道实测径流变化对比,发现其引水对河道生态基流起到了制约作用,需要采取措施来解决生态基流的缺水问题。     

河道生态基流理论基础与计算方法研究

系统梳理了生态基流的概念、内涵、确定原则、研究内容和计算方法,回顾了生态基流理论发展的历程,构建了生态基流计算分析的总体框架。以渭河关中段为例,首先识别了其生态保护目标,然后分别运用水文学法、水力学法和综合分析法估算了渭河关中段主要控制断面的生态基流,并基于专家论证意见,初步确定渭河关中段林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县断面生态基流近期目标为4.0、6.0、8.0、12.0、16.0 m~3/s,远期目标为8.0、10.0、12.0、18.0、20.0 m~3/s,最后从农业用水管理、地下水管理、工业用水管理、水质管理、水量调度管理等方面对生态基流未来的发展趋势提出了一些建议。     

河道生态基流研究综述

随着河流不断的开发与利用,其生态在一定程度上受到影响和破坏,特别是一些梯级小型水电站的建设,使得河流出现脱水段,导致河流生物多样性减少。而生态基流是恢复河流生态过程中的一个重点研究对象,以得到众多学者的重视,并且已经成为一个热点课题。本文根据已有研究成果,从生态基流的概念、内涵、特性、计算方法等方面,并结合我国生态现实状况和未来发展趋势,通过分析研究认为:未来生态基流的内涵将更多体现在社会经济价值和可持续发展方面;生态基流计算方法将使用更加准确合理的整体分析方法;对生态基流进行适应性管理能够使人类在开发利用水资源的同时同大自然和谐相处。     

永定河官厅下游段生态基流估算研究

根据永定河官厅水文站1956年～2016年61 a实测月径流资料,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、基流比例法估算永定河官厅下游段生态基流。综合对比分析确定,永定河官厅下游段生态基流为2.05～3.93 m³/s;结合生态流量与现状年河道实际流量进行对比,评估分析三种方法计算得出的河道生态基流的保障程度表明,基流比例法在该区域表现最好,而90%保证率最枯月平均流量法计算得出的结果偏小,Tennant法在计算永定河此类型的北方季节性河流有明显的不足。     

改进的年内展布方法在干旱区河流生态基流量计算的适用性研究

文章针对传统年内展布方法不能反映旱区季节性河流不同时期径流变化特性的局限,提出改进的年内展布方法,以同频率月平均径流为计算基础,计算旱区季节性河流丰、平、枯三个时期的生态基流的变化过程。结果表明:相比于传统算法,改进算法下生态基流过程更贴近于天然径流的丰、平、枯变化,适合于季节性较强的北方旱区河流生态基流的计算。     

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。     

清河干流生态基流计算分析

根据清河干流八棵树水文站、开原水文站1988-2009年径流量资料,选取Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、NGPRP法等5种水文学方法对清河干流生态基流进行了计算,通过对各水文学方法计算结果的对比分析,发现Tennant法更适合用于清河干流生态基流的计算。根据不同水平年清河干流生态基流Tennant法的计算结果,并与清河干流实际径流进行对比分析,表明随着不同水平年降雨量的减少,清河干流生态需水的满足程度逐渐减小。