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。     

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。     

海滦河流域河流系统生态环境需水量计算

从水资源开发利用中的生态环境问题出发,探讨河流系统生态环境需水量的内涵,指出生态环境需水量是指地表水体维持特定的生态环境功能所必须蓄存和消耗的最小水量。在这一概念的基础上,构建计算河流系统生态环境需水量的理论基础。以海滦河流域为例,分河流基本生态环境需水量、河流输沙排盐水量和湖泊洼地生态环境需水量三部分,概算了区域河流系统的生态环境需水量。计算结果表明,海滦河流域生态需水量为124×108m3,约占流域地表径流总量的54%。若海滦河流域水资源开发率超过40%时,就会对生态环境造成严重影响。     

随机流量历时曲线及其在生态流量计算中的应用

河流生态流量是生态水文研究的重要部分,其相关理论和计算方法一直是当前国内外学者研究的热点。尝试基于随机流量历时曲线计算河流系统的生态流量,给出了维持河流生态系统健康各等级流量的历时或频率,并进而估算生态需水,为流域水资源的合理配置提供参考。以松花江干流8个断面为例,研究结果表明,在随机流量历时曲线上基于Q97,10估算得到的最小生态需水量与7Q10法所得到的需水量数值接近且相关性好,而基于保证率P=75%的随机流量历时曲线可求得河道的适宜生态需水量。研究区内嫩江流域大赉断面以上河段最小生态需水量、适宜生态需水量分别为4.6亿m3和99.1亿m3,约占总水资源量的2.6%和56.2%;松花江下游佳木斯控制断面以上河道最小生态需水量、适宜生态需水量分别为79.1亿m3和388.9亿m3,约占总水资源量的13.4%和65.7%。     

青海省生态需水量研究

采用Tennant法和90%保证率最枯月平均流量法计算了青海省各河流的生态基流,并计算了重要敏感区的生态需水量。结果表明:青海省除西北诸河流域中巴音河和格尔木河的生态基流占多年平均流量比例较高,其他分区各河流的生态基流占比均在10%～30%之间;青海省河流的河谷林草生态需水量为30.32亿m~3,青海湖、克鲁克湖和托素湖生态需水量为25.43亿m~3,重要水生生物生态需水量为21.23亿m~3,生态需水总量为76.98亿m~3。本研究可为青海省合理调配水资源、进行水生态保护与修复提供科学依据。     

干旱内陆河流域河流系统生态需水量计算

以玛纳斯河流域为例,分河流基本生态环境需水量、河流输沙排盐水量和湖泊洼地生态环境需水量以及河流污染防治需水量四部分,对区域河流系统的生态环境需水量进行了概算。计算结果表明,玛纳斯河流域生态需水量为8.63×108m3,约占流域地表径流总量的55.03%。因此,研究结果对提高水资源利用效率、控制河流污染、改善生态环境有着重要的理论意义和实用价值。     

气候变化背景下流域生态需水预估−以好溪流域为例

为探究未来气候变化对流域生态需水量的影响,保障河流生态需水量,针对好溪流域进行生态需水量计算 及预测。基于好溪流域气象数据及下垫面条件建立流域生态需水模型,并根据 GF1-WFV 遥感影像数据订正后的 地表反射率和作物种植结构提升模型模拟精度。选择 CanESM2气候模式下的 RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5 这 3 种 排放情景,建立气候变化背景下流域生态需水预测方法,计算现状年并预测未来年份的生态需水量及生态需水保 障程度。结果表明,基于光学遥感影像进行数据订正后,模型模拟精度有所提升,率定期的模型精度 R2从 0.80 提 升为 0.85,验证期的 R2从 0.75 提升至 0.78。应用提升精度后的模型进行生态需水预测,在 RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5 情景下,2025—2100 年的年均生态需水分别增加了 0.27 亿、0.21 亿和 0.29 亿 m3,其中 RCP8.5 情景下生态 需水保障程度最高,RCP4.5 情景下生态需水保障程度最低。     

干旱与极端干旱白杨河流域生态需水分析

本文根据流域各河流水系形成的自然生态环境属性及河道取水工程设施节点,采用Penman-Monteith生态需水定额和卫星遥感面积识别及水文年内展布综合方法,分析评估白杨河流域现状敏感区生态环境需水量和河流生态基流及其调控断面。分析结果可为流域生态环境保护提供参考依据。     

基于生态水力半径法的瑞丽江河道内生态需水量估算

从保护瑞丽江流域特有珍稀、濒危鱼类的角度出发,根据瑞丽江流域的水资源特性,采用生态水力半径法对瑞丽江进行河流生态需水量研究：利用戛中水文站的实测流量资料,建立Q～R关系,计算了瑞丽江河道内生态需水量,枯期最小生态需水量20.1m³/s;汛期最小生态需水量63.2m³/s。从而推求出龙江水电枢纽工程汛期下泄流量不应小于47m³/s;枯期下泄流量不应小于15m³/s,以满足水生生物生存繁衍所需的基本生态需水量。     

长江上游地区生态需水量变化研究

生态需水是生态用水控制和区域生态环境恢复的基本依据和关键。为了确保流域生态系统健康发展,实现水资源合理配置,基于GIS技术与水文气象实测数据等,采用Tennant法计算研究区河流生态需水和Penman-Monteith法计算植被生态需水。结果表明:长江上游地区河流生态需水量为1 022亿m³,植被生态需水量为4 668.43亿m³。研究区1981—2007年年均生态需水量呈下降趋势;水资源二级区中,金沙江石鼓以下生态需水总量最大,为1 349.90亿m³,乌江生态需水总量最小,为562.73亿m³。各植被类型需水量由大到小依次为水田(1 564.62亿m³)、林地(1 460.30亿m³)、灌丛(1 231.91亿m³)、草地(397.22亿m³)、旱地(14.64亿m³)。研究区植被生态需水主要集中在5—8月,占植被整个生长季全部需水的63.78%,河流生态需水主要集中在6—10月,占河流...     

基于生态水力半径法的贾鲁河生态需水量计算

介绍了生态水力半径法的计算过程,并以淮河的二级支流贾鲁河为例计算了中牟和扶沟两个水文站不同水文频率年对应的最小生态需水量。根据研究区域的气候、地理特征和流域范围内鱼类对流速的要求对Tennant法的计算标准进行修正,并使用修正后的Tennant法对中牟和扶沟水文站最小生态需水量的计算结果进行验证。结果表明,生态水力半径法得到的中牟站丰、平、枯水年和扶沟站丰、平水年最小生态需水量计算结果是合理的,扶沟站枯水年最小生态需水量多数月份无法满足Tennant法设定的最小值,可用Tennant法计算结果代替。该方法更多地考虑了河流水文水力学特征和河流生态系统中水生生物对栖息地的要求,具有更强的生态学意义。     

岷江上游生态需水量的计算

河流生态环境需水量是当前人们普遍关注的问题,探讨河流生态环境需水量是维持河流健康的重要环节。文章从我国河流水环境现状出发,对河流生态环境需水量进行研究和探索,得出了河流生态需水量3个组成部分的计算方法。并以岷江流域为例,计算其生态环境需水量,得到了岷江的河流生态环境需水量为52.173亿m3,占多年平均径流量的34.19%。     

多水源河流生态补水优化配置模型与应用

生态需水不足是河流生态系统健康的重要制约因素。为了有效保障河流生态需水,构建了基于多水源的河道月尺度生态补水目标优化模型,并以滇池流域的宝象河为例,开展了案例研究。研究结果表明:①宝象河生态需水量为0.37亿m~3/a,以基本生态需水量为主,占比为94.3%,且具有显著的年内变化特征,因此生态补水应当考虑到比年更小的时间尺度;②在无补给和污水处理厂再生水两种情景下,宝象河无法满足生态需水的水量和水质要求,必须配合外流域调水;③多水源优化后,最优的再生水补给量和调水量分别为0.24亿m~3/a和1.37亿m~3/a,当前再生水补给在部分月份过剩(10月份),不利于流域水资源优化配置;④河流水质达标能够降低98.6%的生态补水,水质是影响生态补水优化配置的关键因素。     

保障大通河自身用水权的初步探讨

通过调查大通河流域的水资源利用状况和对其下游控制站享堂水文站1980—2010年实测水文、水质数据进行分析,发现近年来大通河下游的水量、洪水过程、含沙量等水文要素发生了较大变化,原因主要是梯级电站的开发和引水工程的修建。为了保障大通河的自身用水权,在保障河流的最小生态需水量的同时,应考虑维持河流的适宜生态需水量。未来应结合整个流域的生态需求和经济发展,合理开发利用水资源,统一管理调度,保障河流健康生命。     

城市水系河流断面生态需水量研究

将石家庄市河流生态需水分为最小和适宜生态需水,其中最小生态需水可以作为近期规划年的生态需水量,适宜生态需水可以作为远期规划水平年的生态需水量;采用Tennant法进行分析表明,滹沱河黄壁庄水库站、滹沱河北中山站、沙河新乐站、磁河横山岭水库站、槐河马村水文站年最小生态需水量分别为1. 83亿、1. 56亿、0. 06亿、0. 14亿、0. 16亿m³,适宜生态需水量分别为5. 49亿、4. 69亿、0. 57亿、0. 41亿、0. 48亿m³;再与Tennant评价标准比较可得,研究所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。     

面向生态水权分配的大凌河生态需水量计算

河流生态需水量计算是流域生态水权配置和河流生态环境保护的重要依据。文章针对辽宁省大凌河水资源开发利用现状及存在的生态环境问题,采用月保证率法和最大月平均含沙量法计算河道基本生态需水量和汛期输沙需水量,确定大凌河各段最小和适宜等级的河道内生态需水量;采用基于历史流量的保证率法计算各控制断面不同保证率下的入海需水量。通过河道内生态需水量与入海需水量计算结果比较,可以看出:适宜等级的河道内生态需水量可以满足75%保证率下的入海水量,无法满足50%保证率下的入海水量要求;最小等级的河道内生态需水量根本无法满足入海水量的需求,需要协调流域内各行业用水来保证河流生态水权。     

烟台市东五龙河生态需水量的计算

根据东五龙河流域缺乏系统生态数据的特点,应用生态需水量计算方法——蒙大拿(Montana)法,将生态需水量分为生态基流,生态耗水量(包括蒸发水量和下渗水量)两部分计算,估算出流域总生态需水量。同时,计算了东五龙河流域河道生态最小需水量,作为东五龙河水资源宏观调控科学依据。     

沂河流域河流生态需水研究

基于沂河临沂站的天然径流和实测径流资料,遵循水量平衡基本原理,结合河流生态需水量、可取水量,提出一种新的河流生态需水分析方法,以满足河流生态需水量要求为前提,分析沂河河流可取水量、可取水比例及不同水平年条件下沂河河流生态需水保证程度。结果表明:沂河河流生态需水量、生态需水比例阈值分别为3.43亿~20.63亿m3、12.50%~75.17%,河流可取水水量、可取水比例的阈值分别为6.80亿~24.0亿m3、24.79%~87.50%,河流实际取水量、实际取水比例分别为8.65亿m3、31.53%;丰、平、枯、特枯水平年条件下,仅有特枯水年部分月份河流最小生态需水量不能够满足,河流适宜生态需水保证程度则处于较低水平。因此,在减少河流取水量的同时,有必要通过一定的水利工程调度,适当增加河道内生态用水量,以维持沂河河流生态环境的健康、稳定。     

南渡江下游河道生态需水量研究

基于河道生态需水量的概念和确定原则,针对南渡江下游河流生态系统在各时期的主要功能,根据龙塘水文站1956-2000年的实测资料,运用历史流量法和分析比较法,分析了南渡江下游河道各类生态环境需水量,给出了生态需水量年内分配情况。研究表明,南渡江下游汛期河道生态需水量主要由输沙用水的需求决定,因而在汛期需水量应该首先满足输沙功能的最低要求,在非汛期,应该优先考虑河流污染防治和鱼类产卵盛期对水量的需求,取它们所需流量中较大的一个作为河道生态需水量。     

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。