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%。     

黄河宁夏段河道基本生态环境需水量研究

建立了河段基本生态需水量和适宜生态需水量计算模型,计算了黄河宁夏段河道基本生态环境需水量。结果表明：75%保证率黄河下河沿站、青铜峡站基本生态环境需水量分别为82.32、62.48 m^3/s;90%保证率黄河下河沿站、青铜峡站基本生态环境需水量分别为71.2、55.4 m^3/s。黄河河道适宜生态流量计算结果为：75%保证率年份下河沿站、青铜峡站分别为264.27、133.87 m^3/s;90%保证率年份分别为213.22、158.70 m^3/s。     

基于Tennant法的塔里木河河道基流生态需水量计算

塔里木河水资源矛盾突出,为了确保塔里木河中游生态需水量,本文分析了塔里木河基本概况,以阿拉尔、英巴扎和恰拉水文站断面为研究对象,采用定额法对塔里木河中游河道水面蒸发进行了研究,采用Tennant法对塔里木河河道生态需水量进行计算,提出塔里木河干流阿拉尔、英巴扎和恰拉站河道生态需水量分别为13.58亿m3、8.97亿m3和3.16亿m3,该方法为生态基流分析计算提供了依据。     

永定河官厅山峡河道内最小生态需水量的历时曲线法

随着永定河下游河道内径流的逐年减少,永定河生态需水研究逐渐成为一个迫切的问题。现针对永定河官厅山峡段河道内生态需水,采用流量历时曲线法分析其流量历时情况,计算得到永定河官厅水库(坝下)站和雁翅站的河道内最小生态需水量为1.06亿m3和1.98亿m3,分别占年径流量的11.3%和26.3%。同时采用Tennant法对计算结果进行比较验证,两种方法得到的结果比较相近。在此基础上,根据研究河段的历史流量历时情况对最小生态需水量进行年内分配计算,将最小生态需水量从年尺度降到月尺度,得到年内各月的最小生态需水量,为永定河流域的水资源优化配置研究提供参考。     

长江流域生态环境需水量研究

生态环境需水是一个整合的新概念。根据水资源配置中提出的“生活、生产和生态”需水要求,建立了长江流域生态环境需水量的计算方法体系,包括河道内生态环境需水量和河道外生态环境需水量的计算原则与方法,为流域水资源配置确定合理的生态环境需水量提供理论依据与方法支持。根据水文法确定了长江流域河道内生态环境需水量,用定额法确定了河道外生态环境需水量,所确定的长江流域河道内生态环境需水量为3 313.8亿m3,现状年长江流域河道外生态环境用水量为13.2亿m3,2030年河道外生态环境需水量为40.2亿m3。     

黄河流域地表水可利用量分析计算

应用断面径流量减去河道内生态需水量与河道外难控制利用弃水量并扣除二者间重复量的算法,利用黄河唐乃亥、花园口、利津等7个水文站断面实测和统计数据,分析计算多年平均黄河花园口、利津断面地表水可利用量分别为292.88亿～317.56亿m^3/a和258.88亿～361.24亿m^3/a。     

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。     

新密市河流生态需水研究

以河南省新密市主要河流河道为研究区域,运用蒙大拿法对各河流的生态需水量进行了计算,并与年保证率法的计算结果进行了比较,结果表明:用蒙大拿法计算的现状年新密市河流达到安全状况的最小生态需水量为1476.28万m3,达到健康状况的中等生态需水量为3404.83万m3;采用年保证率法计算的最小生态需水量为1414.50万m3,中等生态需水量为3395.43万m3。结果吻合较好。     

黄河河道内生态环境需水量分析

依据黄河流域水资源综合规划初步成果,分析计算了黄河利津、河口镇断面生态环境需水量,并通过各水平年供需分析计算,研究了黄河河道内生态环境需水量供需情况。黄河河道内生态环境需水量包括汛期输沙水量和非汛期生态基流,在满足汛期输沙和非汛期生态基流情况下,其他生态环境需水可以得到满足;在黄河资源性缺水情况下河道内外都缺水是合理的;汛期输沙水量有较大缺口,应采取多种措施予以缓解。     

黄河三角洲北区湿地生态需水量研究

自黄河河口改道清水沟流路后,面积占黄河三角洲国家级自然保护区1/3的保护区北区就失去了淡水补充,出现了海水倒灌、海岸侵蚀倒退、生态环境退化等一系列问题。根据当前生态调水工程实施的形势、保护区北区目前存在的问题以及国际湿地公约的要求,从生态学角度对保护区北区的生态需水量和补水量进行了等级划分和计算,得出北区湿地的最小需水量为4.34亿m3、适宜需水量为6.40亿m3、理想需水量为8.92亿m3,最小补水量为2.85亿m3、适宜补水量为3.81亿m3、理想补水量为4.28亿m3。