沙颍河周口断面生态流量过程计算和分析

维持河流一定的流量是保障河流生态系统结构稳定和功能完整的重要手段。以沙颍河周口水文站河流断面为研究对象,基于周口水文站1956—2018年日流量数据,运用改进年内展布法、RVA法、Lyon法、湿周法和流速法计算生态流量过程,分析各方法的优劣。结果表明：改进年内展布法与湿周法计算得到的生态流量年内变化趋势及数值大小基本一致,生态流量较小且上下波动不明显;RVA法及Lyon法计算得到的生态流量年内变化趋势基本一致,体现了河流汛期较非汛期流量大的年内变化特征,基本满足鱼类产卵期最低生态流量需求;流速法计算得到的最小生态流量只在鱼类产卵期(4—7月)发生了变化,汛期(8—10月)生态流量相对较小,可能无法满足生物正常生存需求;基于改进年内展布法、RVA法、Lyon法和湿周法综合得到最小生态流量过程线,可基本满足水生生态系统的需求。     

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。     

基于水文学方法的最小生态流量研究——以宜黄水流域为例

为了合理划分水权,保障宜黄水流域生态系统的基本需水要求,根据宜黄水流域桃陂水文站1959—2018年共60年径流资料,采用频率曲线法、最枯月平均流量法、NGPRP法、年内展布法、Texas法等5种水文学方法对宜黄水流域的生态流量进行了计算分析,并采用生态流量综合指标进行了评价。结果表明,宜黄水流域的生态流量为4.51～59.9m³/s,占多年平均流量的18.12%～49.23%,可保证河流生态需水;河流健康等级汛期为“佳”,非汛期为“中等”,总体来看,河流全年为健康状态。     

基于生态水文学法的湘江生态流量研究

河流生态流量是维持河流生态系统健康的重要条件。选取湘江(湘潭)作为控制性断面,采用生态流量年内展布法和IHA-RVA法计算河道最小和适宜生态流量,并以Tennant法进行合理性验证。结果表明:最小生态流量为639.6 m~3/s,占多年平均天然流量的32.2%;适宜生态流量为983.4 m~3/s,占多年平均天然流量的49.5%。该方法计算的生态流量结果能够满足河流生态目标的需求,与天然河流年内丰枯变化状态相吻合,计算结果较为合理。研究可为湘江湘潭的水资源管理以及生态系统的保护和恢复提供科学依据。     

汾河中游河道生态流量分析

针对汾河中游河道生态环境受到破坏、生态流量不足的问题,选择兰村和赵城断面为研究对象,采用水文学及水力学等6种计算方法对比分析汾河中游河道的生态流量,并进行了保障性与计算结果合理性分析。结果表明：两个断面的生态流量有相同的变化规律,1、2及12月份生态流量很小,3月份生态流量较大,总体上汛期生态流量大于非汛期;在1996年之前,两个断面生态流量的年际保障率总体较高,1997-2008年保障率下降,2008年之后呈波动增大趋势;年内保障率波动变化,但兰村断面3月份保障率较高,赵城断面3月份保障率很低,应重点考虑3月份汾河中游河段的灌区用水及水库蓄水对下游河道生态系统的影响。对比6种方法的计算结果,逐月频率法不适用于汾河流域,1、2、12月份生态流量推荐采用Tennant法计算结果,一般用水期的计算推荐Q_p法,汛期推荐年内展布法,3月份兰村断面推荐湿周法、赵城断面推荐Tennant法,推荐方法计算的逐月生态流量过程能够反映年内不同水期的丰枯变化,可为汾河中游生态修复工作提供参考。     

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。     

基于流量分级的生态流量过程线确定方法——以东江水库为例

河流生态流量是生态水文研究的重要部分。鉴于不同等级流量有其特殊生态作用,本文借鉴水文变化指标体系(IHA)评价参数及环境流量组成(EFC)分类方法,将河道流量分为特枯流量、低流量、高流量、洪水过程,并以此为基础绘制生态流量过程线。最后以东江水库为例,绘制其枯水年、平水年、丰水年的年生态流量过程线。结果来看:1高流量过程发生于3-10月,但不同典型年有所差异,年径流越大,高流量量级相应变大,并且首次发生高流量时刻也有所提前。2特枯流量主要发生于11、12、1、2月,来流越大其持续时间越短,但其量级基本不变。3在相同典型年内,高流量有个先增后减的过程,在5月或6月达到最大值;特枯流量持续时间则在1月或12月取得最大值。     

基于RVA法的沙颍河周口段水文情势评价

沙颍河周口闸的建成运行,使得下游河流水文情势发生较大改变,对其水生态系统结构功能产生了显著影响。为定量评价周口段的水文情势变化,选取周口水文站1951-2016年的日径流资料,采用RVA法评估水闸建成前后33个水文指标的改变度及其生态影响。结果表明:(1)1975年后,人类活动尤其是周口闸的运行对沙颍河干流水文情势影响加剧,月均流量均呈明显下降趋势,河道内多次出现断流情况;(2)周口站的整体水文改变度为42.23%,属于中度改变,其中11月月均流量、最小1d流量出现时间和流量下降率受到的影响最为强烈,为高度改变;(3)沙颍河流域水资源供需矛盾突出,水闸的运行调度对水生态系统的稳定性产生不利影响,迫切需要对沙颍河进行生态修复,对河流流量适时调整,实现区域经济和水生态系统协调发展。     

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。     

基于水生态保护目标的河道内生态需水量研究

生态水力学法计算生态需水量需要依据河流生境特征、水生生物保护目标对生境的需求等实际情况灵活应用。本文以楠溪江干流河道内生态需水量计算为例,分析自然条件下生境条件与标准推荐方法的差别,探讨针对水生态保护目标的河道内生态需水量综合确定的思路和方法。楠溪江干流水文情势、河势河型较为稳定,是洄游性鱼类香鱼的重要栖息地,生态需水量除可参照水文学、水力学方法确定外,还应分时段、分河段考虑香鱼洄游对水流条件的需求。本文提出的生态需水量以维持良好生境条件为目标,以满足基本生态需求为基础,可为流域水资源开发利用提供参考。     

大通河流域生态流量确定及预警方案研究

生态流量是维护河流生态健康和功能的重要基础和保障。以大通河流域青石嘴站、天堂站、连城站、享堂站的长序列径流资料作为基础数据,采用基流比例法、Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法、90%保证率法和7Q10法计算大通河流域生态流量,同时研究流域生态流量预警方案和预警流量控制指标。结果表明：基流比例法计算结果更具全面性和合理性,可以反映各年际各时段的流域生态流量;大通河流域生态流量的流量范围为多年平均流量的11%~35%,相应的青石嘴站、天堂站、连城站和享堂站的生态流量分别为5.57~17.73 m³/s、8.68~27.61 m³/s、9.08~28.88 m³/s和9.39~29.89 m³/s,经过保障度分析,各水文站全年生态流量保障度达到90%;依据确定的生态流量,将生态预警划分为蓝色预警、橙色预警、红色预警3个等级,并制定预警方案,该方案可以提高流量监测的可靠性和准确性,优化水库调度,维护生态环境健康。     

基于改进水文比拟法的新丰江生态流量计算

为减小水电站开发对下游河道生态环境的影响,以广东韶关新丰江为例,用改进水文比拟法计算流量,同时用水文学法进行生态流量计算。结果表明：运用改进水文比拟算法能较准确获得新丰江干流丰城、狮石滩、涧下和银潭4座水电站的月平均流量(分别为20.57 m³/s、21.80 m³/s、22.54 m³/s和22.97 m³/s);4座电站生态流量最终取值分别为3.62 m³/s、3.63 m³/s、3.73m³/s和3.93 m³/s;其生态流量的月满足程度均在99%以上,能满足设计保证率。研究成果可为新丰江等中小河流水资源开发利用与生态系统保护及中小河流水电站生态流量计算提供参考。     

浅析东莞市石马河河道生态流量的确定

加强河湖生态流量管理,提高河湖生态流量保障能力和水平,是水利部2021年提出的重点工作。东莞市作为国家生态流量保障方案试点城市,在石马河已有成果的基础上,进一步明确监管与保障责任主体,制定生态流量管控目标,提出调度管控要求,建立监测、预警机制,取得较好效果,具有一定的借鉴意义。     

考虑水文非一致性变异的河道基本生态流量

考虑水文非一致性变异提出河道内基本生态流量阈值的计算方法与模型,并将其应用于湟水干流上游西宁断面进行例证。采用Mann-Kendal检验和滑动t检验进行水文非一致性变异综合诊断,经还原修正以水文变异前天然流量过程为基准,分别利用广义极值分布流量众值法、历时曲线法、改进年内同频率展布法计算河道内生态流量过程,取其外包线作为河道内基本生态流量阈值。结果表明,西宁站年径流量时间序列突变点是2000年,经还原修正,利用天然径流资料计算得到西宁站枯水期、平水期、丰水期的基本生态流量阈值下限均值分别是11.0、17.6和27.5 m3/s,阈值上限均值分别是17.0、35.6和56.0 m3/s。与已有结果对比,生态流量阈值计算方法具有一定的合理性,更加贴近具有季节性的湟水干流水文生态系统。     

基于生态流速推求河道生态流量的方法研究

生态流量拟定是保护和修复河湖生态环境的重要基础。结合我国水文观测经验和鱼类研究现状,以西江梧州水文站为例,当已知晓适合生物生存、繁殖的断面平均流速(即生态流速)时,提出由河道横断面地形数据、水位流量关系推求生态流量的图解法。结果表明,计算的梧州水文站4月~9月鱼类繁殖期生态流量5036 m^(3)/s与已有成果相接近,计算结果合理,推求生态流量的图解法计算简便,可为河道生态流量的拟定提供参考。     

天然季节性河流生态流量目标确定——以定光河为例

河湖生态流量保障工作是贯彻落实国家生态文明建设总体战略,维系河湖健康的重要举措。本文以肥东县定光河为例,对天然季节性河流生态需水开展应用研究,结合河流特性,确定生态水位为定光河生态流量保障目标,运用生物空间法,推算考核断面最低生态水位为10.9m,并在此基础上提出定光河生态流量保障管理措施。     

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。     

从陕西省引汉济渭工程看河道内生态流量的确定方法

水环境与人类生存和发展息息相关,越来越受到社会的广泛关注。本文通过对生态流量的界定和计算方法的综述,利用引汉济渭工程生态流量的计算方法实例,提出对不同的河流生境,应具体分析各计算方法的适用条件,在满足河流生态的基础上,充分发挥水资源的利用价值,让河流更好的服务于人类。     

基于Texas(HEFR)法倭肯河流域中下游段河道生态基流量计算

文章通过Tennant法和Texas法(HEFR)生态基流量计算方法对倭肯河中下游进行生态需水量计算,以倭肯河中游倭肯水文站水文数据为例,通过Tennat法和Texas法对倭肯河流域生态基流量进行成果分析,以探求出Texas方法在东北地区河流的适用程度。