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。     

新疆平原区天然绿洲生态需水研究

为研究新疆山区以下流域平原河谷林草及河流尾闾湿地湖泊天然绿洲生态需水量,选择白杨河流域上游达坂城区和下游托克逊区代表性河谷林草及河流尾闾湿地生境区,采用气象土壤和植被生理三维技术同步监测,运用植被耗水及地统模型进行研究。结果表明,河谷林草耗水强度北疆为245～325mm/a,东疆为400～500mm/a,南疆为370～455mm/a;依靠河流补给生态需水量197亿m³;生态需水河道年径流量占比23%～26%,生态基流调控宜遵循河谷林草生长过程及河流“浅漫湿-枯平丰”规律。研究结果可为新疆经济社会生态补水管理提供依据。     

淮河干流阜阳段生态基流估算研究

为了有效保障淮河干流阜阳段生态系统需水要求,根据淮河阜阳段鲁台子站1973—2017年实测流量资料,采用基流比例法、Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法及90%保证率法,对淮河中游阜阳段生态基流进行了分析计算。综合对比分析各种生态基流计算结果认为,淮河阜阳段生态基流为67.17～201.52 m~3/s;除特枯年外,其生态基流保障程度基本能达到90%,结果比较符合实际。生态基流上限值占多年平均流量的32%,为了使河流健康状况达到更好水平,还需采取生态调度、跨流域调水等措施,实施引江济淮工程等,逐步提高生态基流值,从而保障生态环境安全。     

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m~3,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m~3;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。     

安徽省某大型综合利用水库生态基流研究

大中型综合利用水库调度运行将使下游河道水文情势发生较大改变,为避免河流水生态系统功能遭受无法恢复的破坏,需要合理确定工程下游河段的生态基流。在综合分析某水库坝下河段的生态保护需求和服务功能的基础上,通过对常用的生态基流计算方法进行整理与比选,采用Tennant法、湿周法、R2-Cross法、7Q10法和90%保证率最枯月平均流量法等计算了水库下游河段的生态基流。在此基础上,综合考虑下游湿地的生态需水要求、水厂取水、工农业用水等因素,确定了工程下游河段的生态基流量。研究结果可为工程规划设计提供技术支持。      

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。     

洞庭湖断流区育乐垸生态需水量研究

本文结合育乐垸的自然地理条件,采用Tennant法、月保证率法以及最枯月平均流量法分别对育乐垸河道内生态需水量进行计算,通过计算结果可知采用月保证率法所得的结果能够比较全面地适应育乐垸当地的水环境、水生态情况。同时分别对植被生态需水、湖库蒸发补水量与城镇环境需水进行计算可得河道外生态需水量,利用河道内生态需水量以及河道外生态需水量计算出总生态需水量,并对其进行研究。结果表明,通流期内育乐垸的生态需水基本可以得到满足,而在断流期内(11月、12月与1月)会发生较为严重的生态需水缺口。研究结果可为进一步分析洞庭湖区生态需水规律及水资源合理配置提供参考。     

面向水资源保护的九龙瀑布生态需水分析

生态需水是实施水资源保护的依据,依据全国水资源保护规划技术要求和瀑布保护需要,针对河道生态基流、河流水质污染自净需水、瀑布幕宽需水3方面,采用水文学法、水力学法及水质模型法等进行分析计算,推求九龙瀑布的生态需水,综合确定九龙瀑布生态需水量为年均3.51 m~3/s;结合断面实测流量结果,评价瀑布生态需水满足程度为中,为切实保护水资源、维持瀑布景观持续健康发展,对最枯月(4月)配置水量1.33 m~3/s,生态需水满足程度可达到良。通过对面向水资源保护的九龙瀑布生态需水分析,提出合理化建议,并为有关部门管理瀑布景观和保护水资源提供技术依据。     

永定河官厅下游段生态基流估算研究

根据永定河官厅水文站1956年～2016年61 a实测月径流资料,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、基流比例法估算永定河官厅下游段生态基流。综合对比分析确定,永定河官厅下游段生态基流为2.05～3.93 m³/s;结合生态流量与现状年河道实际流量进行对比,评估分析三种方法计算得出的河道生态基流的保障程度表明,基流比例法在该区域表现最好,而90%保证率最枯月平均流量法计算得出的结果偏小,Tennant法在计算永定河此类型的北方季节性河流有明显的不足。     

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。     

大通河流域生态流量确定及预警方案研究

生态流量是维护河流生态健康和功能的重要基础和保障。以大通河流域青石嘴站、天堂站、连城站、享堂站的长序列径流资料作为基础数据,采用基流比例法、Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法、90%保证率法和7Q10法计算大通河流域生态流量,同时研究流域生态流量预警方案和预警流量控制指标。结果表明：基流比例法计算结果更具全面性和合理性,可以反映各年际各时段的流域生态流量;大通河流域生态流量的流量范围为多年平均流量的11%~35%,相应的青石嘴站、天堂站、连城站和享堂站的生态流量分别为5.57~17.73 m³/s、8.68~27.61 m³/s、9.08~28.88 m³/s和9.39~29.89 m³/s,经过保障度分析,各水文站全年生态流量保障度达到90%;依据确定的生态流量,将生态预警划分为蓝色预警、橙色预警、红色预警3个等级,并制定预警方案,该方案可以提高流量监测的可靠性和准确性,优化水库调度,维护生态环境健康。     

天津滨海新区湿地生态恢复需水量评估

生态需水量的核算是湿地水文生态恢复的关键步骤。通过分析计算,评估天津滨海新区湿地生态系统各类生态需水的3个特征值:最低生态需水量(即湿地生态系统丧失生态功能的临界需水量)、最适生态需水量(即维持湿地生态功能最佳状态的需水量)、最高生态需水量(即湿地生态系统所能承受的最大水量),得出如下结论:天津滨海地区湿地的生态需水主要包括蒸发蒸散需水量、湿地土壤需水量、补给地下水、湿地生物栖息地需水量4个部分;湿地的最低生态需水量为177.68×106～276.85×106 m3,最适生态需水量539.23×106～807.81×106 m3,最高生态需水量1 206.55×106～1 409.02×106 m3。     

宁夏引黄灌区适宜生态需水估算

欲实现黄河水资源的可持续利用，合理配置有限的水资源，大型引黄灌区水量平衡机制和耗水机理研究是一项基础性的工作，其中灌区生态需水的估算显得尤为重要。为此，在充分掌握相关资料的基础上，采用各自的计算模型对宁夏引黄灌区各类生态耗水要素的适宜需水量进行了计算。结果表明：在现状条件下，平水年份（降水频率50%）灌区周边的适宜生态需水量为11.12亿m3，枯水年份（降水频率75%）灌区周边的适宜生态需水量为12.72亿m3，这一研究结果为灌区基于生态的水资源的合理配置提供了科学依据。     

中国主要河湖水生态综合评价

河湖水生态综合评价是水资源保护规划工作的重要内容之一。本文从水文水资源、水环境、河湖生境形态、生物及栖息地状况等方面,构建了包含生态基流满足程度、水功能区水质达标率、湖库富营养化指数、纵向连通性、重要湿地保留率及鱼类生境等6个指标构成的河湖水生态综合评价体系。在此基础上,对全国673条河流、97座水库和100个湖泊湿地共计1006个规划河段和湖库的水生态状况进行了评价和分类,分析了我国各大流域河湖面临的水生态问题。研究成果对我国主要河湖水生态保护和修复工作的实践具有重要的指导意义。     

松花江重污染支流伊通河河道生态需水研究

以松花江重污染支流伊通河为研究区,在确定生态环境需水量构成的基础上,运用Tennant法、一维水质模型等研究方法核算了伊通河河道生态环境年需水量,分析了河道生态环境需水量的盈缺状况。结果表明,伊通河伊通站和农安站生态环境常年存在不同程度缺水,其中伊通站年均缺水量为0.13亿m3,农安站年均缺水量为0.55亿m3。研究旨在为松花江流域水资源的优化配置和生态环境功能的恢复提供依据。     

赣江下游河道适宜生态需水量计算

受气候变化及人类活动的影响,赣江下游河道生产生活与生态用水的矛盾日益增加。本研究采用Tennant法和生态流量阈值法分别计算外洲断面生态需水量,并采用基于四大家鱼为生态保护目标的湿周法进行筛选比对,确定赣江下游适宜和较适宜的生态需水过程。结果表明：Tennant法和生态流量阈值法计算得到的年均适宜生态需水量分别为845.44m³/s、1 041.30m³/s,占外洲断面多年平均径流的40%左右;年均较适宜生态需水量为626.60m³/s、561.16m³/s,占外洲断面多年平均径流的27%左右,为赣江下游适宜生态需水量的预留提供依据。     

生态需求流量与河道内生态需水量计算研究——以澜沧江、红河为例

目前关于生态需水的研究较多,但相关研究主要是从水资源需求和流量控制这2个角度进行理论方法以及案例应用方面的探讨,未将二者有力地结合在一起。将河道生态需水总量与河流生态需求流量相结合,提出了生态需水系数-水文参数耦合模型,选择西南纵向岭谷区2条典型河流的相似断面进行案例应用研究,分别计算了河道内生态需水量和河流生态需求流量,并对比分析了二者的结果,同时对不同地区的案例应用进行了比较分析。经过计算,结果表明:红河河道内最小、适宜以及理想生态需水量分别占还原径流量的21.55%,34.51%,54.62%;而澜沧江河道最小、适宜以及理想内生态需水量分别占还原径流量的15.61%,27.45%,48.85%;由红河干流生态需求流量推算的河道内生态需水量占还原径流量的42.27%,而澜沧江推算值为19.06%。分析可知:生态需求流量与河道内生态需水量由于应用层面不同而使得其结果有一点差异,通过对二者的综合分析,可以为水资源管理以及生态保护提供一定的科学支持;多元相关性分析结果表明,提出的河流生态需求流量的模拟结果有很强的相关性;将生态需水系数-水文参数耦合模型应用于澜沧江与红河生态需水的计算研究,发现该模型具有很强的实际操作性。     

城市人工浅水湖泊群水系连通方案研究

城市大规模小型人工湖泊湿地群的建设,改变了水系水动力特性及污染物质迁移、扩散和转化过程。构建了包含状态变量、常数、作用力、进程、辅助变量和衍生变量等的一维河网和二维浅水湖泊水生态模型,确定敏感参数值,采用清潩河流域实测数据验证模型的准确性。模拟得到不同换水频率、不同恒定流量和不同波动流量等换水方式下人工湖泊的流场和水质浓度场,揭示了多种河湖水系连通方案下湖泊水动力特性和污染物质迁移转化规律。进一步结合多种方案下湖泊污染物质削减量和出水水质,组合优化水系连通方案。研究结果表明:彩用循环+换水的调控模式,控制清潩河流域湖泊群循环流量在0.03～0.20 m~3/s,换水次数选择每年的3,7月和11月统一换水3次,此时水系连通效果最优。     

基于水文循环分析的雅砻江流域生态需水量计算

本文提出基于水文循环分析的生态需水量计算流程图和方法,即通过野外现场查勘和室内遥感分析,总结研究区生态需水特征,运用环境同位素技术分析水分来源和河道内外水力补给关系,确定明确的生态保护目标,选定合适的生态需水估算方法并进行计算。最后对雅砻江流域河道内外的生态需水量进行计算。结果表明,雅砻江河道径流主要受大气降水补给,地下水单向补给河道水;河道内外生态保护目标分别为保持当前植被面积不减少和保证优势鱼类生长繁殖期最低生境条件;天然降水即可满足草地林地的生态需水要求。雅砻江热巴坝址处最小生态流量范围为36.3～46.8m3/s。     

西辽河流域地表地下复合生态需水研究

针对西辽河流域水资源开发利用强度大、地下水超采、平原河流断流等严重的生态问题,将河道生态流量与地下水位作为整体来考虑,系统地确定复合型生态需水。首先以河道为对象,计算了最小生态流量、适宜生态流量;其次,以河岸为对象,以地下水与河流补排关系和避免盐碱化为依据,以河道生态流量为边界条件,确定了支撑河道生态需水的生态地下水位。西辽河流域的地表地下复合生态需水指标由河道最小生态流量和适宜生态流量以及地下生态水位构成,可为流域水资源规划和管理、生态系统保护和恢复提供科学依据。