三峡水库调蓄后长江中游径流演变趋势分析

针对三峡水库建成运行后长江中游干流径流特征可能发生的变化,选取长江中游宜昌、沙市和螺山站的历史径流资料,构建了宜昌－沙市和宜昌－螺山之间的多输入单输出线性系统模型,模拟未建三峡水库、三峡水库建成后按初设阶段运行规则出流和按优化调度规则出流3种情景下,沙市和螺山站的径流变化情况,对宜昌、沙市和螺山站径流进行了趋势分析和跳跃检验。趋势分析表明,在3种情景下,宜昌站、沙市站以及螺山站1955~2010年径流无显著变化趋势;跳跃检验分析发现,以上三站均无跳跃点。     

径流变异对滹沱河流域水库生态调度的影响

分析了滹沱河中上游径流变异情况并计算了河道生态流量,通过构建岗南-黄壁庄梯级水库供水及生态多目标优化调度模型,并采用NSGA-Ⅱ求解多种情景方案,探求入库径流变异对水库生态调度的影响。研究结果表明：小觉站和平山站径流分别在1983年和1979年发生变异,流域径流整体呈显著下降趋势;利用频率众值法、Tennant法和年内展布法计算的河道理想、适宜及最小生态流量对应的年生态需水量分别为9.85亿、5.85亿、3.23亿m³;农业灌溉及生态需水缺水率随来水频率的增大而显著增大;入库径流下降趋势显著且发生变异,致使变异后不同水平年水库调度的供水保证率均有所降低;农业灌溉需水和生态需水矛盾显著,枯水年农业灌溉供水率降低4%可提高12%的生态供水率。     

水库调度对大坝下游河道生态径流的影响

采用逐月频率计算法,分别计算水库修建前后河道生态径流,并对其变化情况进行比较,确定水库调度是否符合河道生态径流的要求。根据襄阳站水文资料对丹江口水库的调度进行分析,结果表明:丹江口水库目前的调度方式对汉江流域生态系统的影响比较大,提出了减小丹江口水库调度对汉江生态系统影响的措施:为减少这种影响,应以建坝前的最大、最小和适宜生态径流过程为准,对现有的调度规程进行适当修改,使以后运行的最小生态径流不小于建坝前的最小生态径流,最大生态径流不大于建坝前的最大生态径流过程,减小水库对生态系统的影响。     

大凌河中游段生态需水量计算研究

为计算维持大凌河中游河道生态平衡所需水量,运用大凌河中游段朝阳站以及大城子站1970-2013年实测流量资料,运用最小生态径流法和适宜生态径流法计算大凌河中游段最小和适宜生态需水量,并采用国外Tennant法对计算结果进行了评价,研究结果表明,采用平水期取75%、枯水期取80%,丰水期取45%的保证率下的适宜生态径流作为大凌河中游适宜生态需水,将使得大凌河中游段生态环境到达一个极佳状态,有利于河流自身的生态健康和河流周围生物栖息地的保护。研究成果对于大凌河中游段生态保护和生态治理提供重要参考价值。     

大凌河中游段生态需水量计算研究

根据大凌河中游段朝阳站以及大城子站1970-2013年实测流量资料,运用最小生态径流法和适宜生态径流法计算大凌河中游段适宜的生态需水量,并采用Tennant法对计算结果进行了评价。研究结果表明,采用平水期75%、枯水期80%、丰水期45%的保证率下的适宜生态径流作为大凌河中游适宜生态需水,将使得大凌河中游段生态环境到达一个极佳状态,有利于河流自身的生态健康和河流周围生物栖息地的保护。研究结果可为大凌河中游段生态保护和生态治理提供参考依据。     

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。     

长江中下游河道生态流量研究

探讨了河道生态流量基本理论方法,针对长江中下游河道实际情况,选取宜昌站和汉口站作为控制性断面,采用改进河道湿周法计算长江中下游各河段最小生态流量,进一步根据鱼类产卵繁殖所需流速,估算了长江中下游各河段的适宜生态流量,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价。计算结果为,宜昌、汉口站断面的最小生态流量为2315m3/s3、124m3/s,分别占多年平均天然流量的16.7%、13.8%;宜昌、汉口站断面的适宜生态流量为8154.7m3/s1、6663m3/s,分别占多年平均天然流量的65.7%、73.6%。该研究结果为长江中下游的河流生态环境保护及水资源科学配置提供了参考。     

三峡水库蓄水后长江中游干流来水量变化分析

为了解三峡水库建成运用后对长江中游径流产生的影响,依据宜昌、汉口、仙桃、城陵矶等主要水文站多年流量资料,对三峡水库蓄水前后汉口站年径流量、径流量年内分配、年最小流量等进行了统计分析。结果表明,三峡水库蓄水运用以后,汉口站年径流量没有发生明显变化,但汛后流量减小、枯期流量增大,汛期则受三峡水库削峰拦洪影响,7,8月流量减小,径流年内分配也发生了一定变化。三峡水库蓄水运用对汉口站径流带来的变化有利于长江中下游的防洪与水资源利用。     

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。     

浑江通化段河道内生态需水研究

随着社会经济的发展,人与自然的冲突加剧,生态环境问题日益突出,水与生态系统研究成为普遍关注的热点。以浑江通化段为例,基于通化站2008~2012年5a实测逐日流量资料,运用次最小(大)值、频率排位法和四种适宜生态径流计算方法分别计算研究区河道逐月最小(大)生态需水量和适宜生态需水量,并采用Tennant法对计算结果进行评价和对比。结果表明,次最小值法适合研究区最小生态需水计算,频率配位法适合研究区最大生态需水量的计算,改进后的适宜生态径流计算结果更适合适宜生态需水计算。     

长江三峡水库径流随机模拟及其在调节计算中的应用

本文在总结国内外研究成果基础上,采用改进的典型解集模型和 AR(2)模型模拟宜昌站的径流序列,两种模拟成果的比较表明,AR(2)模型具有较好的统计特性。在模拟技术上先对宜昌径流作标准化正态处理,直接采用二阶自回归模型模拟出标准正态分布的旬、月径流序列,再通过概率转换为 P—Ⅲ分布的宜昌旬、月径流序列。这样不仅避免了由于采用纠偏公式所产生的误差,还可保证模拟序列不出现负值。经统计检验,模拟序列具有良好的统计特性及时序组合特性。模拟序列可作为三峡水库优化调度及检验优化调度成果的依据。采用模拟序列进行三峡水库水利计算及优化调度研究结果表明,宜昌实测105年径流序列具有一定的代表性,其中1946～1976年30年能较好地反映实测序列的各种主要统计特征,作为三峡可行性阶段水利计算的径流依据是合理可行的。研究结果还表明,三峡水库用常规方法进行的调度成果还有潜力可挖,需进一步研究优化调度,以提高三峡工程的综合效益。     

三峡水库不同调度方式对荆江三口分流影响分析

为了解三峡水库不同调度方式对荆江三口分流量的影响情况,利用三峡水库蓄水运用前1998~2002年三峡逐日入库流量、宜昌站逐日流量与荆江三口5站逐日流量的相关关系,对中小洪水调度模式下（2010~2013年）荆江三口控制站的逐日平均流量进行天然径流还原计算,并对三峡水库初步设计调度方式下荆江三口控制站的逐日平均流量进行模拟计算,分析比较了正在实施的中小洪水调度方式和初步设计调度方式对三口分流量的影响。随后根据分析成果,结合三口季节性用水需求,对三峡水库调度方式优化进行了探讨,提出将三峡水库提前至9月1日蓄水,可适当减少三口断流天数。     

北江中下游河道生态需水分析

以横石水文站为控制站点,结合其47a的天然月平均径流资料和飞来峡水库建库后的月平均出库流量资料,分别采用逐月最小生态径流法计算得到建库前后北江中下游的最小生态需水过程,以及用月保证率法计算得到的适宜生态需水过程。运用蒙大拿法对计算结果进行分析,指出飞来峡水利枢纽的调度对下游河道生态系统稳定的重要性。     

三峡工程坝址径流特性分析

三峡水库已蓄水发电,径流变化对水库调度有直接影响.通过对三峡长系列径流资料进行分析,掌握径流年内、年际变化及丰枯变化规律,并对三峡水库蓄水期径流变化和上游梯级水库调蓄影响进行了分析.分析认为,宜昌径流系列近20 a有减小现象;径流年内分配变化是汛期有所减小;径流地区组成变化是嘉陵江径流有所减小;上游支流梯级水库调蓄对增加三峡枯季径流有一定作用;三峡蓄水期9～10月径流在20世纪90年代后有减小现象.分析结构可为三峡水库优化调度提供借鉴.     

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。     

供水水库多目标生态调度研究

根据我国北方地区径流特征及供水水库调度的实际需求,构建了供水水库多目标生态调度模型。模型将下游生态需水过程分为最小生态需水及适宜生态需水两个等级,要求枯水期水库放水过程能够满足河流最小生态需水要求,确保下游生态不退化;丰水期放水过程贴近适宜生态需水过程,为下游提供良好生境。基于该模型,采用自适应遗传算法,对承德双峰寺水库生态调度问题进行了优化求解,结果表明该模型能够对北方供水水库生态调度决策提供支持。     

三峡水库下游宜昌至汉口河段干支流平枯水遭遇特点分析

针对三峡水库下游枯水期生态环境健康发展用水的迫切需求,基于宜昌至汉口河段近60年的干支流实测径流资料,运用统计法分析各支流平枯水遭遇的可能性及条件概率,为三峡水库制定平枯水水量调度方案提供依据。以全年、丰、平、枯水期为不同时间尺度进行统计,结果表明,清江、城陵矶和汉江三条主要入汇支流同枯遭遇概率最高为14.3%;三支流两两组合中,以清江和城陵矶组合同枯遭遇概率最高达26.5%。以径流量为评价指标,可参考2006年全年和1979年枯水期干支流来流过程制定三峡水库全年和枯水期枯水水量调度方案;可参考2012年全年和2008年枯水期支流来流过程与长江干流宜昌站相应时段多年平均下泄流量制定三峡水库全年和枯水期平水水量调度方案。     

长江中游四大家鱼发江生态水文因子分析及生态水文目标确定

基于长江中游四大家鱼发江量历次调查数据,采用宜昌站作为长江中游水文情势变化分析的控制站,基于其1900~2004年共105年的日径流资料,采用每年5~6月涨水过程数、总涨水日数、平均每次涨水过程日数等3项生态水文指标,分析了四大家鱼发江量与3项生态水文因子的变化关系,认为产卵场所处江段每年5~6月的总涨水日数是决定家鱼苗发江量多寡的一个重要环境因子。根据IHA方法,对宜昌站105年来的生态水文指标分析表明,长江宜昌站生态水文过程的改变并不明显,5~6月总涨水日数变化趋势不显著,显示长江中游影响四大家鱼苗发江量的生态流量过程改变不明显,与前人得出的葛洲坝枢纽修建后四大家鱼的产卵条件和卵苗江汛规律没有变化这一认识一致。但是,随着三峡水库的运行,下游河道的生态环境流量过程会有较大改变,本文建议三峡水库的调控以保障长江中游每年5~6月的总涨水日数维持在22.1±7.2范围内为生态水文目标,即可从生态环境流量过程方面补偿水利工程对中游四大家鱼鱼苗发江量的影响。     

基于水文学法的辽河河道生态需水量的研究

依据收集的辽河干流以及主要支流水文站长系列径流观测资料,通过Tennant法、流量历时曲线法等多种水文学法,对辽河河道生态需水量进行分析计算,并对结果进行综合评估,最终得出辽河的最小生态流量和适宜生态流量。该研究成果有利于辽河水资源的合理配置和调度。     

三峡水库对长江中下游河流水文情势影响评估

运用Mann-Kendall法分析长江中下游河流水文变化特征,并应用生态水文指标变动范围法(RVA)综合分析了三峡水库蓄水对长江中下游河流生态水文指标改变程度及其生态效应。研究结果表明,1952年～2014年长江中下游年均流量呈现减少趋势,其中宜昌水文站减少趋势显著;长江中下游宜昌、汉口和大通水文站整体水文改变度属于中度改变,其中宜昌站和汉口站的整体水文改变度分别为61%和63%,接近于高度改变;三峡水库蓄水引起长江中下游河流水文情势发生了较大改变。