基于河道生态基流保障的农田生态系统服务价值损失量研究

河道生态基流保障的经济损失量直接决定着政府部门对生态基流保障的决策,同时也为河道生态基流的合理保障水平提供定量依据。基于河道生态基流保障的粮食损失引起的农田生态系统服务价值损失,提出了河道生态基流保障的农田生态系统服务价值损失量的计算方法,探讨了农田生态系统服务价值损失量的变化规律,并分析了价值损失量处理办法以及粮食市场价值对其影响变化。研究表明:来水量是计算农田生态系统服务价值损失量的基础,来水量年内分配影响农田生态系统服务价值损失量;通过水权交易和生态补偿等两种方法对河道生态基流保障的经济损失量进行处理,有利于促进农田生态系统和河道生态基流保障的协调发展;同时,粮食市场价格变化也会引起农田生态系统服务价值损失量变化。     

河道生态基流生态经济价值及其时间变化研究

为了解决普遍采用单方水资源价值计算河道生态基流价值的缺陷,以及探索河道生态基流价值定量化计算新方法,采用水力学方法将河道生态基流从径流量中分离出来,并确定河道生态基流对应水面面积,进而采用当量因子法计算河道生态基流价值和并探索分析了河道生态基流价值的时间变化特征。以渭河干流宝鸡段为例进行研究,结果表明:渭河干流宝鸡段的丰水年、平水年以及枯水年的年平均河道生态基流量分别为5.82 m~3/s、3.59 m~3/s和2.76 m~3/s。近21 a来,该段河道生态基流价值在时间上总体呈下降趋势,该价值多年平均值为5.61亿元,单方河道生态基流价值为6.27元/m~3,单方价值与价值总量变化趋势相反。河道生态基流价值年内变化具有明显的周期性,总体呈倒"V"字型,汛期河道生态基流价值比非汛期大,单方河道生态基流价值与之相反。通过相同区域以及相近区域的河道生态基流价值研究成果以及价值变化特征的对比分析,证明研究成果较为合理。该方法可为河道生态基流合理保障提供定量化依据。     

渭河生态基流时空分异特征及保障率分析

以渭河为研究对象,依据渭河干流北道、林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县6个主要断面1971-2014年的水文实测资料,基于河流典型生态环境特征划分河流生态类型,并对其生态基流量进行优化计算,在此基础上揭示渭河生态基流时空分异特征及生态基流保障率。结果表明:选取北道、林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县断面枯水期的最小值作为相应断面的生态基流量推荐值,分别为5. 68、2. 51、11. 39、25. 33、77. 26和61. 86 m3/s;从时间变化看,各断面生态基流年内最大值均集中在汛期(7-9月),最小值集中在枯水期(12-次年3月)。除汛期外,各断面的生态基流月均值变化轨迹整体一致,各断面生态基流除8月与1、2、3、4、6、10、11、12月差异不显著(P>0. 05)外,其余各月两两之间差异均显著(P <0. 05);从空间分布来看,林家村断面1月生态基流量最小,华县断面8月生态基流量最大,体现出渭河上游生态基流量不足而下游河道泥沙淤积的生态环境特征;生态基流量总体上呈上游低下游高的特征,除魏家堡和华县断面月均生态基流量差异不显著(P> 0. 05)外,其余各断面之间差异均显著(P <0. 05)。     

河道生态基流理论基础与计算方法研究

系统梳理了生态基流的概念、内涵、确定原则、研究内容和计算方法,回顾了生态基流理论发展的历程,构建了生态基流计算分析的总体框架。以渭河关中段为例,首先识别了其生态保护目标,然后分别运用水文学法、水力学法和综合分析法估算了渭河关中段主要控制断面的生态基流,并基于专家论证意见,初步确定渭河关中段林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县断面生态基流近期目标为4.0、6.0、8.0、12.0、16.0 m~3/s,远期目标为8.0、10.0、12.0、18.0、20.0 m~3/s,最后从农业用水管理、地下水管理、工业用水管理、水质管理、水量调度管理等方面对生态基流未来的发展趋势提出了一些建议。     

渭河关中段生态基流保障对灌区的影响及补偿研究

针对枯水期河道生态基流保障造成的农业灌溉用水短缺问题,研究其对灌区的影响及生态补偿量,以推动基流保障工作的持续开展和日益完善。定性分析灌溉用水短缺可能产生的影响,明确不同方案引起的灌区灌溉缺水量,并应用水分生产函数模型估算造成的农作物减产损失,进而确定对灌区的生态补偿量。以渭河关中段为例,对3种基流保障方案造成的灌区灌溉用水短缺问题进行分析计算。结果表明:3种基流保障方案对宝鸡峡塬上、塬下灌区及交口抽渭灌区冬小麦的生态总补偿量分别为2800.30×10~4元、32392.58×10~4元、98817.98×10~4元。     

生态基流的合理确定和保障措施

在分析呼图壁河流域生态特征及现有水利工程的基础上,针对呼图壁河水资源时空分布不均,缺水问题日益突出,下游河段生态环境恶化的形势,提出改变和调整流域内已建水利工程现状调度方式来保障全年生态水量的建议,为其他河湖生态基流的确定提供借鉴。     

河道生态基流研究综述

随着河流不断的开发与利用,其生态在一定程度上受到影响和破坏,特别是一些梯级小型水电站的建设,使得河流出现脱水段,导致河流生物多样性减少。而生态基流是恢复河流生态过程中的一个重点研究对象,以得到众多学者的重视,并且已经成为一个热点课题。本文根据已有研究成果,从生态基流的概念、内涵、特性、计算方法等方面,并结合我国生态现实状况和未来发展趋势,通过分析研究认为:未来生态基流的内涵将更多体现在社会经济价值和可持续发展方面;生态基流计算方法将使用更加准确合理的整体分析方法;对生态基流进行适应性管理能够使人类在开发利用水资源的同时同大自然和谐相处。     

面向鱼类越冬需求的滏阳河干流生态基流分析

以滏阳河干流为研究对象,研究滏阳河鱼类越冬生态基流需求.根据滏阳河流域自产地表水设定生态保障水量,加之南水北调中线生态补水量,可基本满足滏阳河干流鱼类越冬需求,研究成果可为北方缺水河流生态水量制定提供参考与借鉴.     

渭河宝鸡市区段河道生态基流量初步研究

归纳了国内外有关河道生态基流量的理论研究以及计算方法,并对相关概念进行了辨析。在此基础上,结合渭河宝鸡市区段的实际,对其河道功能进行界定,采用Tennant法和最小月平均流量法对渭河宝鸡市区段不同时段的河道生态基流量进行定量研究,并分析了其生态基流缺水程度,即P=50%、75%、90%三个代表年的河道生态基流缺水天数依次为61天、149天、211天。成果可为渭河宝鸡市区段水资源的合理调配提供了科学依据。     

基于基流比例法的洋河干流生态基流估算

为了更好地反映高频率取用水影响下北方季节性河流的生态基流量需求,采用细化到月尺度的基流比例法,分析计算了洋河1956—2015年的年尺度及月尺度生态基流量以及2015年的日生态基流保障程度。结果表明:丰水年、平水年、枯水年和特枯年的平均生态基流分别为3.64 m3/s、2.70m3/s、2.00 m3/s和1.31 m3/s;逐年生态基流持续减少,由1980年前的5 m3/s左右锐减到近十年的1.5 m3/s左右。不同年型基流量的逐月分布情况存在一定差异性,特别在特枯年1月、7月、8月及12月生态基流并不能满足至少保留10%多年平均径流量的生态需求,并出现非汛期生态基流最大,汛期生态基流反而最小的异常现象。2015年,洋河干流的日生态基流保障率仅为51%。不同年型及不同时间尺度的计算结果均阐释了洋河生态环境明显退化的趋势和严峻的健康形势,而且月尺度结果更详尽、更能映射取用水破坏河流生态的关键性和显著性。因此,建议分析河流生态需水时应区分河流丰枯状况,并尽可能地细化时间尺度。     

河流生态流量特征图及生态流量评价方法

以水电站大坝下游河道为研究对象,从分析天然日流量特征出发,基于月中值流量和月内典型特征流量绘制了河流生态流量特征图,作为水库下泄生态流量的确定依据。基于此河流生态流量特征图,建立了判断生态流量满足程度的7 d流量偏差率、7 d生态需水保证率、月均生态需水适宜度及基于此3个指标的生态需水综合指标,并给出了各指标的评价依据和评价方法。结果表明,河流生态流量特征图符合各时段河流天然流量的基本特征,可作为指导水库生态泄流的依据;所建立的生态流量评价方法能够反映实际下泄流量与天然流量的变化程度,可用于评价河流的生态流量满足程度。     

汉江流域控制断面生态基流量的确定

保障合理的生态基流是维护河流健康的基础,是有序、可持续利用流域水资源的前提。采用Tennant法、最小月90%保证率平均流量设定法（Q90）以及最近10a最小月平均径流量法分别计算汉江各控制断面的生态基流量。根据汉江流域生态环境保护需要,以及各方法计算结果,确定汉江流域武侯镇、石泉、白河、皇家港及皇庄等控制断面的生态基流分别为3,28,76,174,200 m³/s。     

渭河干流入境拓石站生态需水量的确定

介绍了入境控制断面拓石站的基本情况,选定了拓石站生态需水量计算方法;在对拓石站水量系列插补方法的精度进行分析的基础上,选取林家村与拓石站全年逐月水量相关关系延长获取1991-2002年拓石站逐月水量,与2003-2007衬测资料组成生态需水计算水量系列,计算确定拓石站生态需水量为13.50亿m3,并提出今后应继续加强拓石水文站建设的建议.     

河道生态需水量研究进展

对国内外河道生态需水的理论研究与计算方法进行了回顾与分析,将河道生态需水量计算方法划分为水文设定法、水力参数法、栖息地模拟法及整体分析法。着重讨论并分析了各种计算方法的理论依据、适用范围、优缺点及其在我国的发展与应用情况。最后,结合我国实际情况对河道生态需水量研究进行了展望。     

滦河流域生态流量保证程度分析

为更好地对生态流量满足程度进行定量化分析,提出了生态流量保证率的概念。通过对滦河1957~2011年降雨、径流的分析计算,得出如下结论：滦河生态流量在1979年后受人类活动影响较为剧烈,尤其在1998年后,滦河的生态流量保证率仅能维持在70%左右;降水量和水利工程用水是滦河近年来生态流量得不到满足的主要原因。研究结果可为滦河的河流生态环境保护及水资源科学配置提供参考。