基于水质水量耦合模型的湟水西宁市段生态流量计算及模拟分析

考虑未来枯水期湟水生态流量、水质将面临不稳定达标风险，提出量化计算与数值模拟相结合的方法确定满足水质水量目标的湟水西宁市段生态流量。基于实测流量、断面、污染源等现状调查及分析，采用不同频率最枯月平均值法、改进年内同频率展布法、生态水力半径法3种方法计算了湟水西宁市段生态流量，并与Tennant法的计算结果进行合理性分析比较。利用MIKE11水动力和水质模块构建了水质水量耦合模型，利用率定后的模型，以COD、NH3-N作为主要污染物指标，通过模拟不同生态流量下泄过程，分析了3种计算方法对应的下泄方案对湟水西宁市段水质的影响，优选出合理的生态流量的下泄方案，得出了满足水质水量需求的湟水西宁市段生态流量，为湟水西宁市段的水生态保护及区域水资源配置方案提供理论支撑。     

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。     

大连市复州河基于生态流量保障的水量调度

为满足复州河基本河道稳定及生物多样性,采用水文学法对复州河各典型断面分析计算其生态基流量,并以此建立了不同保证率下各断面各月份基于生态流量保障的水量调度方案。该方案符合当地气候环境条件,具有可操作性,对复州河流域生态修复、维持起到积极作用并可为类似研究提供科学依据。     

黄水沟河与清水河枯水期下游河道水量损失分析

新疆河流下游为平原河流,天然河道断面不规则,多为宽浅性河床,水量沿程损失较大,研究河道损失规律,对下游生态、水资源有效利用意义重大。通过黄水沟、清水河枯水期河道上、下游断面实测流量资料,采用水文学原理建立线性模型,对两河出山口以下平原区枯水期河道水量沿程损失进行计算分析,分别得到了两条河流在枯水期沿程单位长度损失水量估算模型,计算了枯水期两条河流的水量损失量,可为天山以南山溪性河流枯水期沿程损失量的定量分析提供依据。     

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。     

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。     

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。     

黄泥河流域河道生态流量研究

黄泥河流域是典型的岩溶山区河流,喀斯特地貌发育,水资源供需矛盾突出,工程性、水质性缺水并存,流域生态环境脆弱。河道生态流量研究是保障河流健康、维护经济社会持续发展的一项基础性工作。运用水文学法、水力学法、生境模拟法和基流分割法对流域内主要河流控制断面生态流量进行分析。研究表明:水文学法和水力学法比较适宜推广运用,主要河流共9个河道断面的生态流量介于2.35～23.3 m3/s之间。     

基于区间可行域的河流生态流量多方法耦合模型研究

河流生态流量的单一计算方法难以满足多功能河道的需求,首先采用生境模拟法、湿周法、Tennant法、Texas法、最小月平均实测净流量法、基于流域水文循环模型的河流生态流量计算方法等多种方法分别计算了西江梧州断面的生态流量,在综合上述几种方法计算结果的基础上,加入一个控制向量,提出了基于区间可行域的河流生态流量多方法耦合模型,计算出每个月基于区间可行域的生态流量。结果表明:耦合模型计算结果比较切合实际,既考虑了河道内基本生态流量的需求也考虑了下游三角洲压咸流量和汛期鱼类生长繁殖的需求,对珠江流域水资源总量控制、西江骨干水库群联合调度以及水资源优化配置等工作具有重要的实践意义和指导意义。     

基于生态水力半径法的武江流域生态流量研究

采用综合反映水生生物需求和河道断面信息的生态水力半径法,对武江河上北江特有珍稀鱼类省级自然保护区内的生态流量和生态水位进行估算。结果表明:生态水力半径法计算的生态流量过程线上存在明显的低流量、高流量和流量脉冲等水文要素,符合鱼类的自然需求;天然径流量下生态水力半径法估算的生态需水均可得到满足,但武江上梯级开发较多,需进行生态水位开展闸坝联合调度来保障河道的生态需水,确保犁市(二)站断面处各月份水深不小于平均生态水深。     

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。     

数据融合方式下的中型河流流量估算方法研究

基于数字高程获取河道所在地形剖面,应用遥感影像数据提取河流水域宽度,确定断面水力要素,采用比降面积法估算河道断面流量。通过与实测水文数据对比分析该方法适用性,结果表明:该方法下估算的河道断面流量和实测流量之间的相对误差在±25%以内,绝对误差在11. 2～23. 2m3/s之间,基本可满足无监测站点中型河流流量估算需求。     

确定河道内适宜生态流量的几种水文学方法——以沙颍河周口段为例

适宜生态流量是保障河流水生态系统健康的重要变量,合理评估适宜生态流量具有现实意义。以淮河流域典型河流沙颍河为研究对象,基于沙颍河周口水文站44年天然日流量数据,运用常用的5种水文学方法计算沙颍河的适宜生态流量,通过比较5种水文学方法在计算适宜生态流量方面的优劣发现:在水量需求方面,Q50_Q90法水量需求最大,Tennant法水量需求最小,Q50_Q90法会加重"三生"用水矛盾;在水文节律模拟方面,Tessman法、月流量变动法和Lyon法较Q50_Q90法和Tennant法有明显优势;在月流量满足率方面,Tennant法和Lyon法满足率最高,其中枯水期Lyon法满足率最高。综合考虑水量需求、水文节律和满足率三方面因素,Lyon法在计算沙颍河这类季节性河流的适宜生态流量结果最为合理。     

广东省河道生态基流定量分析研究

针对广东省咸潮上溯、水污染严重及水库、水电站建设对下游河道生态环境的影响等问题,以满足河流最基本的稀释自净功能、维持河道稳定及生物多样性为目的,综合国内外现有多种生态流量计算方法,对广东省典型河道断面的生态基流进行了计算分析。通过分析不同的方法(Tennant法、月保证率法、7Q10法、最小月平均实测径流量法)的优劣与适用性条件以及不同保证率下的计算结果,提出可以75%保证率下河道生态基流为标准,建议广东省河道生态基流量控制在诸断面多年平均径流总量的10%~21%。     

清潩河流域河流环境流量计算与应用

针对北方地区河流环境流量短缺和污染并存的现状,在综合考虑水质保护与水量维持的情况下界定了河流环境流量的概念和内涵,并探讨不同功能目标下河流环境流量的组成。通过分析河流水系特征及河段的空间结构特征,建立了改善河流水质所需环境流量计算模型,同时建立了Tennant和湿周模型计算河流生态系统所需环境流量。利用临颍高村桥的水文水质数据,对清潩河为改善河流水质和生态系统所需环境流量进行了初步评价,为河流应急补水提供了调控建议,并提出了河道应常年保持的流量水平。     

基于多方法的汾河干流中游生态流量计算

生态流量对维持河流生态环境健康、可持续发展具有重要意义。由于生态流量计算方法数量庞杂,不同种类方法之间差别较大。为确定适合于汾河的生态流量,文章以汾河干流中游兰村、汾河二坝、义棠和赵城断面作为研究对象,通过分析汾河中游在河道的水文、水力和水生态特征,选取14种具有代表性的方法计算比较,并进行年内保障性分析,最终确定了每个断面各月份生态流量推荐值及计算方法,为汾河流域的生态保护工作提供支撑。     

汾河清水复流生态调水量研究

基于河道单元水量平衡原理,通过对汾河河道来水、供水的分析,计算不同规划水平年方案下汾河主要控制断面流量过程,确定了汾河复流的合理生态用水量。结果显示：现状年汾河河道生态基流除汾河二库以上河道之外,以下河道均不能得到完全满足。为此,河道生态环境状况比较严峻;河流生态方面考虑满足河道基流生态需水及河滨带生态中水平用水,在万家寨引黄3.2亿m3、沁河引水7 304万m3的情景下,基本可满足汾河生态保护与恢复的要求。     

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％．     

苏北平原河流生态水位确定与保障措施研究

为获得平原河网河流生态状态管控对策措施,并构建完善的生态流量管控长效机制,需要运用有效方法计算河道生态流量(水位)阈值;针对苏北平原河网区总六塘河的客观环境及其运行管理实际情况,将其分为上、中、下游3段分别分析各河段生态水位控制状态,并依据苏北平原河网区河流的水文特性、水动力特征以及水文实测资料条件等,运用90%年最低水位法、湿周法、最小月平均水位法、生存最小水深法等方法分别计算河流中游段的生态水位阈值;通过河道运行管理实际方案的对比分析,综合确定河流上、中、下游3段生态水位目标值分别为17.40、8.96、7.50 m;基于综合分析法获得的河道生态水位控制值,并结合河道实际运行管理状况,从构建完善可行的生态流量管控制度、加快生态流量和取水量信息监测系统与生态水位目标保障预警系统建设、加强河湖生态流量(水位)落实情况监督考核等方面提出了河流生态水位(流量)目标维护的具体保障实施措施。     

永定河北京段生态补水流量及模式

以永定河北京段为例，建立水文学和水力学相结合的水流演进模型，利用生态补水实测监测数据率定并验 证模型。利用建立的模型研究永定河北京段的生态补水规律及模式，结果表明：在持续稳定流量补水条件下，固 安（出境断面）通水后 11d 左右达到稳定状态，停止放水后可维持河道 12~13d 有水；在持续稳定流量下，随着补水 流量的增大，河道首次贯通的时间和损失水量占比均降低，且降低速率逐渐减缓，官厅补水下泄流量以 30~35 m3/s 为宜；在生态补水总水量受限条件下，先以大流量下泄再调整为小流量的补水方式，对快速实现全线通水、河道渗 漏回补地下水等效果更佳；平原段同步加入再生水和南水北调水，将进一步缩短全线通水时间；在官厅水库和平 原段再生水、南水北调水向河道补水 2.24 亿~4.14 亿 m3条件下，全线通水时间约需要 15d，固安断面出境水量约 1.05 亿~2.22 亿 m3，蒸发和渗漏水量 1.19 亿~1.93 亿 m3，且补水水量越大，下渗和蒸发水量的占比越低；卢沟桥-六 环路河段的入渗能力最强。本研究对永定河北京段生态补水水量、下泄过程及补水方式的确定具有实践意义。