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。     

基于水文学方法的大洋河河道生态需水量计算研究

河道生态需水量的确定对于河流生态系统健康至关重要,为计算大洋河河道内生态需水量,基于大洋河岫岩和沙里寨两个水文站1970-2012年流量资料,分别运用最小生态径流法以及本文提出的保证率为90%(枯水期)、75%(平水期)、60%(丰水期)的适宜生态径流法计算了大洋河河道内生态需水量,并运用Tennant法对计算结果进行评价分析并结合实测流量资料对大洋河生态径流满足度进行了分析,研究结果表明:适宜生态径流量可以使得大洋河河道内的生态环境状况在丰水期和枯水期达到极好的状态,而最小生态径流量也能使大洋河生态环境状况得到改善和稳定,大洋河在丰水期生态径流破坏程度要高于枯水期,本文的研究成果对于大洋河河道生态保护和治理可提供参考价值。     

和田河干流河道径流损失与植被生态需水关系研究

和田河干流植被生态需水量是多少?河道渗漏水量能否满足两岸植被的生态需水?为了回答这两个事关和田河中下游河道整治必要性的基础问题,本研究定量分离河道损耗水量,探究河道渗漏水量与天然植被生态需水之间的定量响应关系,结果表明:(1)多年平均来水条件下,和田河干流河损量约为6.46×10~8m~3,其中,蒸发量与渗漏量分别为3.5×10~8和2.65×10~8m~3,各占河损量的58.88%和41.12%;(2)和田河干流天然植被的生态需水量1.37×10~8m~3,河道渗漏水量可以满足植被生态水量需求。因此,本研究认为开展河道整治,不仅不会影响干流植被生态需水,还可以减少水面蒸发,提高和田河输水能力,更有利于开展生态水量调度,保护和恢复干流天然植被。     

水资源开发利用率40%阈值溯源与思考

对广泛流行的、引起管理者迷惑的为了生态保护河流水资源开发利用率不应超过40%的说法进行了溯源追踪。Tennant根据北美几百条小河流径流保留率与河流生态对应关系的观测资料,统计得出当河流断面径流量保持在多年平均径流量的60%以上时河流生态状况良好的结论,由此一些学者推论,在小河取水断面少、退水不能在取水断面回归的条件下,河流断面的水资源开发利用率不应超过40%。这是一种大数统计结论,具体河流不能绝对套用40%的阈值,而应该具体问题具体分析。     

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。     

梯级枢纽对区间河道水资源开发利用的影响分析

随着经济社会的发展,许多河流都完成了梯级开发,对区间河段的水文情势产生深刻影响,水资源开发利用的条件也产生较大改变;通过对北江下游河道飞来峡水利枢纽和清远水利枢纽区间河段水文情势的变化研究,分析梯级枢纽对区间河道枯季水资源开发利用的影响。     

基于可变模糊识别的黄河下游河道健康评价

为合理评价黄河下游河道健康状况,将可变模糊识别方法引入河道健康评价中,并以二元比较法确定指标权重,对黄河下游河道1986—2005年各河段的健康状况进行评价。结果表明:从河段来看,花园口—高村河段的河道健康状况优于其他河段;从时段来看,1986—1999年黄河下游河道健康状况整体呈现下滑趋势,而2000—2005年则处于逐步恢复时期。总的来说,黄河下游河道各河段从2003年开始基本恢复到亚健康水平,整体趋于好转之中。将评价结果与实际状况及经典模糊数学综合评价结果进行对比,表明可变模糊识别在河道健康评价中能准确反映河道健康状况。     

基于生态系统分析的河道最小生态需水计算方法研究(Ⅰ)

研究了河道生态系统的水文与地形子系统的最小生态需水，提出计算河道水体最小生态需水的方法——水文与河道形态分析法，并建立了计算方法体系．水文与河床形态分析法的基本思想是用尽量少的水维持尽量多的河流特征和功能，并将河流特征和功能维持在一定的水平，以维持河流的生命．还研究了水文、地形和生物子系统，提出计算该子系统最小生态需水的方法——生物空间最小需求法．生物空间最小需求法的基本思想是以鱼类为指示生物，从鱼类对生存空间的最小需求来确定最小生态需水．采用上述两种方法计算了淮河流域颍河周口水文站断面的最小生态流量，为7m^3／s，占多年平均天然流量的5．6％．     

对河道生态需水与水电开发的认识和思考

为保护河流生态环境,科学、合理地开发水电资源,通过对国内外生态需水研究的回顾及其概念的探析,揭示河道内生态缺水的实质是因河流水量和流态的变化导致栖息地减少或丧失,使得鱼类等水生生物不能顺利完成其生命周期、河流生物多样性减少、生态系统遭到破坏。认为对河道生态需水的科学理解是：满足鱼类和水生生物正常繁衍的水量及其分配过程与天然河流流态相似。提出从加强基础研究、保护支流水系的天然l流态、科学规划和梯级联合调度等方面保护河流生态环境,协调水电开发与鱼类保护的关系。      

基于区间分析的鄂尔多斯市水资源承载力研究

为应对内蒙古自治区鄂尔多斯市能源化工产业快速发展所导致的水资源供需矛盾,利用系统动力学软件STELLA建立鄂尔多斯市水资源承载力模型,模拟了该市2008—2020年水资源承载力的动态变化,并采用区间分析处理这一过程中的不确定性。研究结果表明:未来一段时间内农业依然是鄂尔多斯市的用水大户;协调发展模式兼顾水资源配置的经济与环境效益,是可行性最高的方案;到2020年,单位水资源量所支撑的人口规模相比现状年(2013年)变化幅度小,而经济规模明显增长,经济系统用水效率逐步提高;该区域的水资源供需平衡指数由2014年的[0.20,0.23]到2020年的[0.18,0.35],总体呈增大趋势。     

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。     

基于水资源优化配置的地下水可开采量研究

水资源开发利用格局改变将会导致地下水补排关系发生变化。通过系统分析水资源优化配置模型和地下水数值模拟模型的数据交互关系,将二者进行耦合迭代,计算规划年地下水可开采量,并将其应用于新疆鄯善县。计算结果显示,随着规划年水资源优化配置及开发利用格局改变,当地地下水可开采量和超采量分别由现状年的23469万m3和18592万m3衰减到2030年的13730万m3和0万m3,较好地解决了规划年地下水可开采量的准确量化难题,可作为地下水资源开发利用和保护的依据。     

大通河降雨径流关系演变与水资源衰减初步研究

大通河位于祁连山区,开发利用程度低,实测径流基本为天然径流,1956—2000年平均径流量28.95亿m~3。在全球气候变暖的背景下,降雨-径流关系发生了明显的改变,以水文气象要素明显的分界点1997年进行分时段比较,汛前径流明显衰减,汛后上游径流明显增加,中下游径流有一定减少,年均水资源减少1.72亿m~3。选择受冰川融水和冻土释水影响较小的中下游区间来水分析,得到蒸发增加减少径流深38 mm。基于上中游分阶段径流比较认为,枯季径流的增加来自冻结层下水的稳定释水,春季径流的减少由季节性冻土释水疏干和陆面蒸发增加导致,夏秋季径流的增加主要是冰川融水和冻结层上水转化成冻结层下水减少沼泽消耗所致。综合分析认为,随着气温的继续升高,冰川融水消失,冻结层上水进一步转化,伴随着源头沼泽的消失,冻结层下水的增加对蒸发增加引起的水资源衰减有所缓减。     

基于变步长差分迭代方法的河道水面线计算

在计算天然河道水面线时，由于河道的不规则性，导致计算断面间距往往是不相等的。为此，依据水力学能量方程，建立了变步长差分迭代的水面曲线模型。该数学模型简单易行，适应性强，便于程序化实现。通过对河南省南部某河道治理工程水面线的推求验证，证明该方法可有效解决非等间距断面的水面线推求问题，且计算效率和精度较高，可为计算类似工程问题提供参考。     

基于河道功能及满意度的老运粮河生态需水量研究

生态补水对于恢复受污染水体的自然属性以及重建河道的景观功能具有重要作用。为配合滇池水体整治,本文以典型入滇河流昆明老运粮河为研究对象,基于其蓄洪、生态调节与保育及景观水体的功能界定并计算其生态需水量,同时考虑补水成本经济性进行基于满意度的需水量修正。修正后,支流小路沟、七亩沟生态需水量分别为3 100和19 000 m3/d,下游入湖段生态需水量为34 000 m3/d,其生态-经济满意度依次为80%、80%、100%。本研究对城市人工河道生态需水量的计算及基于实际的成本-效益权衡问题进行了有意义的实践,为城市人工河道补水工程的方案设计提供了一定参考价值。     

流域生态环境需水计算

介绍了我国流域生态需水研究现状,在对流域生态环境需水计算的前提条件进行阐述的基础上,根据生态需水的水文学原理以及生态系统学原理,从8个方面提出了流域生态环境需水的计算方法,以确定整个流域的生态环境需水量,从而合理量化生态需水总量,达到水资源优化配置的目的.