考虑径流年际变异的洮河河道生态径流研究

人类活动尤其是大规模的水利工程建设,极大地影响了河道径流的一致性,因此考虑径流年际变异的河道生态径流研究具有重要意义。以洮河流域为例,采用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法对洮河中游岷县站、下游李家村站1950—2016年逐月实测径流做突变检验,借助逐月次最小值法、逐月频率计算法计算了两站河道最小、适宜生态径流,分析了水文变异前后生态径流满足情况以及流域发展带来的可能影响。结果表明:岷县站和李家村站年径流存在显著水文变异,突变点分别出现在1989、1991年;逐月次最小值法得到的最小生态径流和逐月频率计算法得到的适宜生态径流均可保证河流生境处于"好"及以上的流量范围内;水文变异后,河流最小、适宜生态径流满足情况均变差,尤其是在鱼类产卵育幼期(4—8月);现状河流来水存在显著减少变化,未来人类活动强度和影响范围将进一步加大,应立足流域角度,统筹考虑河流生态用水与经济社会用水。研究成果可为流域未来更好地开展水资源开发与利用工作提供一定的参考。     

考虑水文变异的漾弓江干流生态流量计算

气候和人类活动改变了河道径流的一致性,因此考虑水文变异的河流生态流量计算对保护河流生态系统具有现实意义。以云南省漾弓江为例,采用4种时间序列检验法对三义断面和金河断面1959～2019年径流序列进行突变检验,利用平水年逐月最小生态径流法和逐月频率年内展布法计算不同时期的生态流量,并用改进的Tennant法进行评价。结果表明：变异年份确定为1997年和2011年,计算得到两断面在天然状态、次天然状态、现状和不考虑水文变异条件下最小和适宜的生态流量,次天然状态的生态流量更利好河流生态系统,现状河流生态系统遭到了一定的破坏,不考虑变异的生态径流过程与天然状态接近。生态流量的确定应更多考虑天然状态的生态径流过程并参考次天然状态。最后提出了2020～2030年漾弓江生态流量保障工作目标及建议。     

考虑水文变异的河道生态径流研究

采用Mann-kendall等多种突变检验方法对广西澄碧河流域坝首和平塘两水文站径流序列进行突变综合检测,并用逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法分别研究变异前和变异后的河道内最小生态径流和适宜生态径流情况。结果表明,变异后最小生态径流总体小于变异前,丰水期时段变异前适宜生态流量普遍小于变异后,平水期变化不明显,枯水期时段变异前适宜生态流量普遍大于变异后;坝首及平塘适宜生态径流满足率枯水期平均下降分别为10.8%和7.5%,丰水期则平均上升分别为3.7%和5.8%,平水期无明显变化。     

河流生态径流量常用计算方法的对比

在河流生态径流计算的诸多方法中,选取了水文指标法中的几种常用方法进行评价,其中逐月最小生态径流计算法计算的是河流的最小生态径流、逐月频率计算法确定的是河流的适宜生态径流.对于后者,通过对各种不同保证率选取方法的对比,认为取均一的50%保证率和丰水期取用多年平均流量、枯水期取80%保证率、平水期取50%保证率的方法都较为合理.     

基于水文学法的海南省三大江生态需水量研究

海南省作为中国第一个生态示范省,例行"生态立省"原则,为深入推进海南生态文明建设、保护河流生态,对海南省三大江开展生态需水量研究具有重要的理论意义。以三大江流域7个主要水文站点的实测月流量长序列资料为基础,分别采用最小月平均流量法、7Q10法、逐月最小生态径流计算法及逐月频率计算法进行生态流量计算,通过对计算成果的分析与对比,并引入Tennant法进行检验,结果表明逐月最小生态径流计算法与逐月频率计算法的计算结果分别最符合最小生态流量与适宜生态流量的要求。推算得到三大江流域的最小生态需水量与适宜生态需水量,为流域水资源优化配置与规划调度提供科学依据。     

黄河北岸灌区内河流天然文岩渠生态流量探讨

以河南省北部引黄灌区内天然文岩渠为研究对象,通过分析对比国内外有关河道内生态需水量的研究方法,采用较适宜表现河流年内丰枯变化过程的改进逐月频率法,计算逐月不同保证率(50%、70%、75%、80%、85%、90%)条件下的河流生态流量,同时采用Tennant法、90%保证率最枯连续7日平均流量法(7Q10法)、逐月最小生态径流计算法以及多年逐月平均流量法进行对比。使用Tennant生态环境状况评价等级标准对多种计算结果进行评价,得出年内逐月最小生态流量:天然文岩渠丰水期(6—10月)最小生态流量为多年同期平均流量的65%~80%;枯水期(11月—次年5月)最小生态流量为多年同期平均流量的40%~50%。     

基于生径比的淮河流域中上游典型断面生态流量研究

基于选取的淮河中上游5条河流,11个断面的典型鱼类调查资料以及长系列(1956年-2000年)天然和实测逐月径流数据,运用流速法(最小,平均,最大)、月最小径流法、逐月频率法设定四种生态流量的计算方案。首先,根据Tennant法提出针对丰、平、枯、特枯四种年型和年内汛期、非汛期差异的生径比标准。然后,根据流速法三种计算结果满足生径比标准的情况选取合理的生态流量计算方案。研究表明:5条河流的最小和适宜生径比大小关系均为涡河沙颍河淮河干流淠河洪汝河;满足生径比标准的难易程度为洪汝河淮河干流淠河沙颍河涡河。涡河、沙颍河生态需水满足程度低,应提高生态用水比例。     

渭河流域甘肃段径流演变特征与生态流量评价

为探究渭河流域甘肃段径流演变规律，选取1956年～2016年长时间序列实测月径流资料，基于累积距平法、Mann-Kendall检验法、有序聚类法，分析渭河流域甘肃段径流趋势、年内分配和突变特征；并以武山、北道和元龙水文断面为例，采用Tennant法、Q_p法、频率曲线法和近十年最枯月流量法对渭河流域甘肃段河道生态流量进行对比分析。研究结果表明，渭河流域甘肃段河道年径流量主要呈下降趋势，于20世纪90年代初发生径流突变，且存在1956年～1993年的丰水期和1993年～2016年的枯水期2个阶段；年内分配不均匀程度高，不均匀系数在0.45～0.86之间；将4种方法的计算结果与1956年～2016年天然径流系列在95%保证率下的流量进行比较，最合理的结果为采用Tennant法计算的渭河甘肃段河道生态流量，计算结果合理、可靠。     

广东丘陵区小型河流生态需水量多种方法估算

目前国内河流生态需水量研究多针对干旱半干旱地区和生态已退化的河流,而较少研究南方河流,对广东丘陵地区中小型河流研究更是匮乏。广东水资源相对丰富,但水资源开发强度不断增大,加上水质污染,河流生态退化已成为亟需解决的问题。根据泗合水双桥水文站1980~2010年日径流和实测断面资料,采用6种常用方法计算了泗合水的生态需水量,并分析计算结果。结果表明,NGPRP法、最小月平均流量法、逐月最小生态径流法的结果相对较为理想,但全年采用同一个生态需水量不符合广东河流汛期水量充足生物繁育栖息地要求高,而非汛期河流水量少生物越冬栖息地要求低的自然规律。将汛期和非汛期的径流独立排频,分别计算两个时段的生态需水量,其结果可满足河流径流和生物繁育的自然规律。研究为估算广东丘陵地区河流生态需水量提供了思路和方法。     

韩城市澽水河最小生态流量分析研究

河流的生态径流量与流域的水文气象和水资源开发利用程度等因素有关.为确定适合于澽水河河道实际情况的生态流量计算方法,文章对水文学方法中的Tennant法、年内展布法、频率曲线法、逐月最小径流法的计算结果进行对比,并进一步分析计算方法得到的结果与逐月月平均径流量之间的相关性,结果表明:Tennant法是最适合于澽水河河道最...     

东江流域径流序列年内分配特征研究

利用东江流域博罗站1956—2005年的实测月径流资料计算了径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标,采用经验模态分解、M-K突变分析与R/S分析方法研究了年内分配特征的变化规律。结果表明:不同时段径流年内分配具有较大差异,20世纪50年代、60年代径流年内分配相对较不均匀,20世纪70年代以来径流年内分配较为均匀;50 a来,径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度均呈显著减少趋势,并于1970年前后发生了突变;径流年内分配特征具有较强的状态持续性,未来径流年内分配均匀性仍将持续增加,年内分配的集中程度和变幅将持续减小。     

基于水力水文学法的大渡河上游生态流量确定

利用湿周法、Tennant法、Tessman法、逐月最小径流法分别计算大渡河上游的最小生态流量,并通过鱼类繁殖产卵所需的流量验证4种方法的合理性.结果表明,Tennant法、Tessman法、逐月最小径流法能保证足木足断面鱼类繁殖产卵所需的最低流量,大金断面4种方法均能满足.推荐3-8月采用Tennant法,9月至次年...     

三峡水库生态径流及其生态调度研究

根据三峡水库宜昌站1950年~2002年逐日流量资料,在改进Tennant法和逐月频率综合法的基础上,结合次最小(大)值法、河道湿周法和RVA法,分别计算了宜昌站最小、适宜、最大生态径流和适宜生态径流阈值,借助遗传算法,建立了三峡水库生态调度模型,分析了不同水平年下的三峡水库生态调度结果,并针对四大家鱼和中华鲟开展了生态调度研究,可为三峡水库后续制定科学合理的运行调度方案,以及合理开发长江水资源,保护河流健康提供参考。     

迪那河流域降水与径流年内分配特征分析

河流年内径流量的分布状况,对本地区的防洪抗旱,发电量,水利设施的建设维护,生态环境保护以及区域内各行各业的用水等都具有重要的影响。由于受气温、降水等气候要素的时间季节性变化的影响,导致河流年径流变化随时间出现周期性的变化和不均匀性。文章选用发源于天山南坡的迪那河降水和径流资料,运用数理统计分析的方法,对迪那河流域降水和径流多年平均逐月分配情况进行对比分析。运用年内径流分配不均系数Cu、年内径流分配完全调节系数Cr、年内径流分配集中程度Cn,采用的年内径流分配三种不同系数指标对降水和径流年内对比分布情况进行分析。通过以上分析,进一步了解迪那河流域37a的降水和径流年内分配变化特征。     

海流兔河近50年来基流变化特征分析

基流是枯水期河流的主要补给来源,对干旱半干旱区的河流尤其重要.在沙漠半沙漠区,河流基流还对维持脆弱的生态系统中发挥重要作用.对河流基流变化分析,可为流域水资源保护以及合理的利用和开发提供依据.本文基于半干旱风沙滩地区海流兔河1957年到2007年的实测流量资料,采用递归数字滤波法对该站的流量过程进行了基流分割,研究了海流兔河年基流量和基流指数(BFI)的年内、年际变化特征;用M-K非参数检验法分析了基流量和BFI的变化趋势.结果表明,海流兔流域基流占径流比重较大,年均径流、基流都呈减少趋势,径流年内分配均匀、基流则表现为先减少后增加,BFI年际、年内变化都较均匀,没有明显的增加或减少趋势;情势变化指数法(RSI)检测出基流在1966、1986年存在突变点,径流在1968、1989、2001年发生突变.     

梯级水库建设运行对河流径流影响定量化分析

掌握河流径流特性是梯级水库自规划到建设、再到投运期间贯穿始终的重要研究工作。以金沙江中游梯级水库为研究对象,分析该河段梯级水库自2010年相继蓄水发电以来对干流径流特性的影响。以流域出口控制站攀枝花站为研究对象,石鼓站为参照站,选择不均匀系数(变差系数)为指标,采用双样本F检验、Mann-Kendall突变检验和流量历时曲线等方法,从年际、年内、月内等多个时间尺度视角出发,对其径流变化及其分配特性进行定量化分析。分析结果表明:(1)金沙江中游梯级对径流的年际变化规律影响有限;(2)金沙江中游梯级对径流的年内逐月分配有一定影响,但影响程度有限;(3)金沙江中游梯级对径流的月内分配尤为显著,在梯级水库建设运行期高流量分布存在着枯季偏大、汛期偏小的普遍规律,而低流量分布无论枯季、汛期均呈现偏小的态势,而且量化影响更为明显。分析成果可为实际应用提供一定的参考。     

一种计算多属性生态流量的改进FDC法

为解决生态流量标准的空间移植性、逐月和年际变异性和分级性4个属性问题,提出了一种基于FDC的改进方法。该方法基于月均流量系列的特定保证率将所有年份逐月进行丰、平、枯水年分组,基于总历时法和逐年组、逐月份的日均流量系列构建FDC,取50%,90%历时点流量作为生态流量的最优上限值和最小值,最小到最优上限之间的各级生态流量根据改进的Tennant等差数量分级思想确定。以汉江为例,将计算结果与Tennant法、改进Tennant法、7Q10法、90%保证率最枯月流量法、近10 a最枯月平均流量法、逐月最小生态径流法、最小月平均法、Q₉₀法、改进Q₉₀法、Q_97,10法和生态监测成果进行了对比分析。结果表明,改进FDC法的生态流量标准优于传统水文学法且十分合理,其空间移植性、时间变异性和栖息地条件的分级性都得到了充分体现,同时也避免了极端流量事件和年内分配不均的影响。     

叶尔羌河径流演变规律与变异特征

科学认识气候变化与人类活动影响下,以径流为主要指征的水循环过程及其变化,是合理利用水资源的前提,对于认识水文机理,应对径流变化具有重要价值。选取干旱区内陆河流叶尔羌河卡群断面1957-2015年长系列实测月径流系列、1962-2015年长系列实测月气温与降水系列,采用年内分配完全调节系数Cr、年内分配不均匀系数Cn、相对变化幅度Cm、集中度Cd、集中期D、年际径流均值、最大流量及出现时间、最小流量及出现时间、年际极值比等多指标,运用Mann-Kendall法、累积距平法、R/S法、排列熵法等多方法,揭示叶尔羌河径流演变规律与变异特征,并进行归因分析。结果表明:近60年来,叶尔羌河流域径流量年内分配趋均匀化、年际变化呈显著增多趋势且为正持续性,其中1957-1961年和1993-2015年为显著径流增加时段;Mann-Kendall法与排列熵法均证实了1997年为该径流序列的突变点也为变异点;气温,特别是夏季7-8月平均气温(相关系数为0.81)为叶尔羌河径流量变化的主要影响因素。     

基于水文学法的雅砻江中游河段生态流量研究

为推求雅砻江中段雅江站河段最适宜生态流量,对比分析了Tennant法、最小月平均实测径流法、Q90法、Texas法、逐月频率计算法、NGPRP法、ABF法共7种代表性生态流量水文学计算方法,从需水量、水文节律和生态流量满足度3方面对各方法计算结果进行了综合分析与比较。基于模糊优选法提出了生态流量计算方法适用性指数,并用该指数分析各生态流量计算方法在研究区的适用性。结果表明：(1) ABF法和逐月频率计算法计算的生态流量几乎与实测多年平均月流量相等,且在鱼类产卵期满足度较低;(2) Q90法计算的生态流量不能反映径流天然变化过程,不适用于该河段;(3)改进后的最小月平均实测径流法、NGPRP法在鱼类产卵期其适用性指数较小;(4) Texas法适用性指数最高,可用于雅砻江中段生态流量计算。研究成果可为雅砻江中段水利工程生态调度提供参考与数据支撑。     

基于1960-2018年实测径流与水文学方法的开都河生态流量分析

为科学地确定河流生态流量,保障流域水安全与生态环境健康,基于开都河大山口水文站1960-2018年的实测径流数据,采用Tennant法、典型水文频率年法、最枯月平均流量法和Q_p法等4种水文学方法计算了河流的生态流量,通过对比分析确定基于Tennant法的计算结果最为适宜。计算结果表明：开都河大山口水文站10-翌年3月的平均生态流量应不小于15.60 m³/s,对应最小生态环境需水量为 2.47×10⁸ m³;4-9月的平均生态流量应不小于46.15 m³/s,对应最小生态环境需水量为7.30×10⁸ 　m³,全年生态流量平均不小于30.88 m³/s,对应最小生态环境需水量为9.77×10⁸ 　m³。该生态流量目标可满足开都河大山口至博斯腾湖河段的河道径流损失,保证河流基本生态功能与水生态安全。计算分析结果可为开都河河流生态流量管理提供支撑。