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。     

嘉陵江生态与环境需水量研究

生态与环境需水量的计算方法有多种，根据长江流域的特点和实际条件，初步确定选用Tennant法、90%保证率最小月平均流量法和湿周法3种方法来计算嘉陵江的河道内生态与环境需水量，通过分析比较，综合确定了嘉陵江的河道内生态与环境需水量。     

生态环境需水分类体系探讨

在总结已有工作基础上,对生态需水、生态耗水、生态用水以及生态与环境的概念进行阐述。对生态需水的分类体系进行探讨,认为按空间的一级分类可分为河道内和河道外生态需水,若按尺度可分为宏观和微观生态需水。河道内生态需水又可分为水土保持需水、河道生态与环境需水、流域湿地保护需水、河口生态需水及地下水生态水位;河道外生态需水指城市生态环境需水、防护林体系需水、湿地补水等。介绍计算生态需水的6大基本程序:生态水文分区、分区生态功能识别、现状评价、确定管理目标、生态需水计算以及监测和管理。     

汉江中下游河道内生态需水满足率初探

探讨了河道内生态需水满足率的定义及内涵,研究了汉江中下游河道内生态需水量,并通过长系列调算分析计算了南水北调中线工程以及引江济汉工程实施后对其河道内生态需水满足率的影响。计算结果表明：调水工程将使汉江中下游河道内生态需水满足率降低,引江济汉工程能显著提高汉江中下游河道内生态需水满足率。     

东辽河河道内生态需水量分析计算

针对东辽河流域水资源短缺、地下水过度超采、河道干涸、断流、河流水体污染等主要生态问题,分析了河道内生态需水量的计算方法,计算了王奔、二龙山两个水文站控制断面的河道内生态环境需水量。     

流域生态需水概念及估算方法评述

生态需水的量化是流域水权分配的重要依据。在综合分析已有生态需水研究的基础上,(1)对造成生态需水相关概念混淆的原因进行了分析,并进一步明确了生态需水的概念内涵;(2)提出了干旱区内陆河流域河道内、外生态需水项,并着重介绍了河道内基础流量需水和河道外植被需水量的估算方法和方法适用条件;(3)提出当前生态需水研究需要重点考虑尺度转换、差异化水量、水量交叉和评价体系等4方面问题。     

闽江流域山溪性河流生态需水量计算

根据闽江流域生态现状,在综合国内外生态需水研究方法及适用范围的基础上,分非汛期、鱼类产卵期、汛期3个时段进行流域生态需水满足程度的分析。从水生生物保护及河床稳定的要求出发,构建了识别性生态需水计算模型,并选取流域典型站点及各河道代表物种,进行生态需水量计算。结果显示,流域非汛期、鱼类产卵期、汛期的生态需水范围分别为多年平均径流量的10%、26.3%～46.6%、28.3%～37.7%。研究结果可以为流域水资源和水环境的综合治理提供参考。     

基于梯形模糊数的不确定性河道生态需水模型及其应用

针对目前各类河道内生态需水模型缺少不确定性方面的研究，本文将模糊数引入到河道内生态需水估算方法中，建立了模糊生态流速和模糊生态水力半径的概念。以抛物线型过水断面河道为例，在扩展原理的基础上，建立了流量与模糊生态流速、模糊生态水力半径的具体函数关系，提出了基于梯形模糊数的不确定性河道内生态需水模型，设计了算法流程，以杜柯河壤塘站为例进行了实例研究，计算并给出了不确定性河道内生态需水量的表达结果，还利用Tennant法对所建模型的实用性进行了验证，最后对计算结果的表达形式做了分析和解释。     

济宁城区河道生态补水分析

本文以济宁城区河道为例,探讨城区河道内满足不同功能的最小生态环境需水量,并从蒸发需水、渗漏需水、河流输沙需水、维持稀释自净能力需水、维持河流下游生态地下水位需水、维持水生生物栖息地需水、景观用水等多方面进行需水量分析计算。     

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。     

淮河流域河道内生态需水保障程度时空特征解析

为了反映出河道内水量满足生态保护与修复需求的状况,以淮河流域为研究对象,构建了适合于快速评估流域尺度河道内生态需水保障程度时空特征的方法。采用生态需水年内展布计算法计算了流域主要干支流的生态需水阈值,并结合实测径流资料开展了生态需水保障程度计算。利用时间序列法、Mann-Kendall检验法、聚类分析以及GIS空间分析功能对流域生态需水保障程度进行时空特征解析。结果表明:1流域生态需水保障程度整体呈现上游地区高于下游地区,淮河干流南岸地区高于北岸地区的特征;2颍河、涡河、沱河等支流的生态需水保障程度较低,且呈显著下降的趋势;3流域年内4—6月份的生态需水保障程度整体表现最低,且空间差异性大,为流域河道内生态需水敏感时期;4流域涡河玄武、蒙城断面,池河明光断面和沱河永城断面生态需水保障程度整体最低,且年内过程变异程度最大,为河道内生态需水优先保障区。评估结果可为优化流域水资源配置、制定维护河流健康对策和保障措施提供重要的依据。     

生态需水及其计算方法探讨

在我国经济发展过程中,水资源的不合理配置引发了一系列生态环境问题,研究生态需水对保护各区域的生态环境系统有着重要意义。笔者从生态需水的概念出发,将生态需水量化过程划分为河道内和河道外两部分,并介绍了相应的计算方法。     

中国分区域生态需水研究

概略介绍了国家“十五”科技攻关重大课题“中国分区域生态用水标准研究”成果。从基础理论、应用技术、管理决策三个层面．研究提出一系列相互关联的关键技术，形成符合我国实际的生态需水理论与计算方法体系。提出了水循环生态效应理论。建立了区域生态需水类型划分的三大准则，为区域生态需水计算奠定理论基础。提出了多参数河流生态需水理论，建立了多参数全过程河道生态需水计算方法。提出了湿地生态水文结构理论，建立了湿地生态水文结构模型计算方法。以生态需水特征值建立生态用水分析机制，提出处理经济用水与生态用水关系的准则；以生态河流的标准为基础，建立河流生态调度管理机制。     

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。     

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。     

滦河下游区域生态环境用水安全分析

针对水资源开发利用引起的生态环境问题,从生态环境安全的角度出发,计算了滦河下游区域生态环境需水量,包括城市生态环境需水、河道内生态环境需水和湿地生态环境需水3部分。结果表明:2010年和2020年滦河下游区域生态环境需水总量分别为39.54亿m3和40.01亿m3;滦河下游区域规划城市生态供水基本满足需求,而其河道内生态需水和湿地生态需水处于不安全状态。     

潍坊滨海经济开发区生态需水量估算

在分析潍坊滨海开发区基本概况的基础上,重点提出了区域生态需水的预测方法,并分别计算了河道内、外生态需水量。结果表明:该计算方法可操作性较强,计算结果合理,可为下一步制定详细的区域生态用水规划提供技术数据支撑。     

洞庭湖断流区育乐垸生态需水量研究

本文结合育乐垸的自然地理条件,采用Tennant法、月保证率法以及最枯月平均流量法分别对育乐垸河道内生态需水量进行计算,通过计算结果可知采用月保证率法所得的结果能够比较全面地适应育乐垸当地的水环境、水生态情况。同时分别对植被生态需水、湖库蒸发补水量与城镇环境需水进行计算可得河道外生态需水量,利用河道内生态需水量以及河道外生态需水量计算出总生态需水量,并对其进行研究。结果表明,通流期内育乐垸的生态需水基本可以得到满足,而在断流期内(11月、12月与1月)会发生较为严重的生态需水缺口。研究结果可为进一步分析洞庭湖区生态需水规律及水资源合理配置提供参考。     

城市生态环境需水量计算方法与应用

城市生态环境需水最的计算是城市水资源优化配置的前提和基础，也是进行城市生态环境评价的一项重要内容。现有的生态需水量的计算方法中存在很多问题，为了更趋科学合理地计算城市生态需水量，提出了城市生态需水量的计算范围应包括城市河道、湖泊、绿地的生态需水量等，从水量和水质的角度讨论了各自的计算方法，并以郑州市为例，进行了城市生态需水量的计算。     

生态需水理论与方法研究及发展前景分析

生态需水研究是近年来国内外广泛关注的热点,从生态需水的基本概念出发,回顾了生态需水问题的提出的背景,分析了目前有关生态需水的定义,概述了生态需水的类型,讨论了河道内外生态需水计算方法,提出了目前生态需水研究中亟待解决的一些问题和面临的挑战,并展望了生态需水的发展前景。