黄河下游河流最小生态环境需水量初步研究

根据河流生态环境需水量的概念，针对黄河河流系统的主要功能目标，利用1950年以来的观测资料，分析了黄河下游河流各类最小生态环境需水量。研究表明，黄河下游汛期最小生态环境需水量主要由输沙用水的需求决定，由于黄河下游汛期占全年的大部分来沙量，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，高村、艾山、利津三部对应的各种功能所需临界流量也以输沙需水量为最大，但因该阶段各个河段输沙效率较低，可以优先考虑河流污染防治功能与河流生态功能，取其所需临界流量中较大的一个作为河流生态环境需水量。     

西北季节性河流生态环境需水量研究

根据季节性河流特点和生态流量确定原则,分汛期和非汛期来确定河道生态流量,汛期由维持河流形态动态平衡的输沙需水量决定,非汛期由维持河流水生物正常生长的生态基流量决定,非汛期所需生态流量仅为汛期的3%。分期制定合理的生态基流量,不仅使河流生态环境得到了修复和改善,更使宝贵的水资源能够有效利用。     

永定河下游河道生态需水量

多沙河流生态需水量中最为重要的是输沙需水量，通过分析河道输沙的实际过程，提出了输沙需水量概念和计算方法，进而计算、分析了永定河下游河道的输沙需水量。指出输沙用水调控原则为：优先选用临界单位输沙需水最；在水流强度较大时集中输沙，保证下游河道维持相对稳定的流量。     

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。     

延河河道内生态环境需水量估算

近年来,延河流量明显减少,非汛期常流量仅为1 m~3/s左右,2014年5月份平均流量为0.8 m~3/s,月最小流量仅为0.2 m~3/s,甚至出现断流现象。根据延安水文站1973~2014年长系列天然径流资料,对河道内基本生态环境需水量和目标生态环境需水量进行估算,建议以输沙需水量7775.6万m~3为河道内生态环境需水量,既能满足河道基本生态功能,又可以满足河道冲淤平衡的输沙需求。     

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。     

济宁城区河道生态补水分析

本文以济宁城区河道为例,探讨城区河道内满足不同功能的最小生态环境需水量,并从蒸发需水、渗漏需水、河流输沙需水、维持稀释自净能力需水、维持河流下游生态地下水位需水、维持水生生物栖息地需水、景观用水等多方面进行需水量分析计算。     

辽河干流河道生态需水量研究

从辽河生态系统基本特征出发,将辽河干流生态需水量分为生态基流量、稀释自净需水量、输沙需水量和蒸发量4个部分;通过6个重要水文断面实现生态需水分区;生态用水过程按汛期和非汛期分别计算;生态需水整合分为类型整合与分区内整合,类型整合中的消耗型需水采用累加原则,非消耗型需水采用取大原则,分区内整合在类型整合的基础上采用分区贡献法;最终建立了辽河干流生态需水分区分期整合计算模型。计算结果表明:辽河干流生态需水量在汛期以输沙需水量为主,非汛期以生态基流量为主;干流汛期和非汛期来水量不足,需要区间补给才能满足河道生态需水量。     

大凌河干流河道内生态需水量研究

文章以大凌河干流为例,将河道生态需水量按照生态系统特征划分成输沙需水量、生态基流量、蒸发量和稀释自净需水量.生态需水分区以重要水文断面划分,分别按非汛期和汛期计算生态用水过程,并按分区和类型两种实现生态需水整合,从而建立大凌河干流分区分期整合的生态需水计算模型.结果表明:非汛期和汛期干流来水量不足,为满足生态需水量需要...     

黄河下游塑槽输沙需水量计算方法

本文从能量平衡原理出发分析了挟沙水流的能量耗散机理及水流塑槽和输沙能量的分配模式,河道水流能量的消耗主要用于塑槽和输沙两个方面,即一部分水流能量用来克服河床边界阻力,维持一定的河道主槽;另一部分则用于输送水流中挟带的泥沙,维持河道的输沙平衡。根据水流能量的这一分配模式,并结合水沙条件对平滩流量的累积影响作用,建立了塑槽输沙需水量的计算方法。将该方法用于黄河下游各主要测站的塑槽输沙需水量计算,取得了较好的效果。以三黑小的来水来沙为输入条件,得到了黄河下游河道塑槽输沙需水量的计算公式,并给出了维持黄河下游平滩流量为4000m3/s的塑槽输沙需水量区间。     

南水北调西线一期工程河道内最小生态环境需水量的研究

南水北调西线一期工程规划从雅砻江的支流达曲、泥曲和大渡河的支流杜柯河、玛柯河、阿柯河等河流调水40亿m^2入黄河上游支流贾曲,以缓解我国西北沿黄地区及华北部分地区干旱缺水问题。调水河流生态需水量的研究对调水工程的成功建设和运行具有重要意义,在分析该调水区河道内生态需水量主要是满足水生生物栖息地需水要求的基础上,采用将50％保证率时的河道内流量的30％作为最小生态流量的方法来初步计算各调水坝址处的最小生态流量,并利用Montana法对计算结果进行了评价。结果表明：采用本文计算的逐月最小生态流量,在4～9月份时,可以使河道内的流量状态处于中等水平,在10月份至次年3月份时,可以使河道内的流量状态处于非常好的水平,并在满足下游河道生态需水量的同时,达到工程对外调水量的要求。     

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。     

辽宁省大凌河河道生态及环境需水量研究

文章从辽宁省大凌河流域目前存在的主要生态环境问题入手展开分析,分别通过对辽宁省大凌河河道各水资源分区的河道生态需水量和各区的河道生态需水量进行估算,在此基础上提出了基于偏枯年水文数据对辽宁省大凌河河道生态基流量、自净需水和输沙需水等生态需水量进行估算的方法。该估算方法在一定程度上有效弥补了以往辽宁省大凌河河道在态环境分析及生态环境需水量计算过程中采用的枯水季最小流量法和Tennant法在计算结果方面存在误差的不足。     

洪水期河流系统生态需水分析

归纳了洪水期的生态水文效应和生态需水的研究成果,明确了洪水的生态功能包括输送物质和维护河道整体形态,维持河流系统连通性,维持河流系统生境多样性,对物种生命活动传递提示信息等。针对河流系统组成部分的不同保护目标,提出洪水期生态需水研究的重点包括满足河道汛期生态需求的洪水流量阈值、维持湿地生态健康的洪水流量阈值和维持河口生态健康的洪水流量阈值3个方面。通过对满足河道、湿地和河口生态需求的洪水期生态流量阈值的功能和作用分析,明确了3类洪水期生态需水的分析计算方法,可为洪水期生态保护以及实施洪水期生态调度提供参考。     

黄河下游河道平衡输沙的沙量阈值研究

考虑黄河未来可能的水资源条件,以及生态保护、经济社会发展多目标对水量年内过程分布需求,根据黄河下游水沙资料、河道冲淤资料,采用实测资料分析、公式计算、数学模型模拟等多种方法研究了有利于黄河下游河流生态良性维持的平衡输沙的沙量阈值。未来进入黄河下游的年来水量为250亿m~3左右,实测资料分析和公式计算表明,未来较小的平衡输沙阈值为2.0～2.2亿t。数学模型计算在小浪底水库等现有工程联合调控作用下黄河下游平衡输沙的临界沙量为2.5亿t。中游古贤水库建成后和小浪底水库联合调度,可以进一步提高汛期的输沙效率,平衡输沙的沙量阈值可进一步提高。研究成果对黄河下游治理具有重要意义,可为黄河泥沙处置措施优化提供技术支撑。     

松花江支流西北河生态流量分析研究

河流生态流量的确定是保障河道生态系统健康的重要因素之一。为确定适合于西北河流域实际情况的生态流量目标值,以期为西北河基本生态流量保障工作提供一定的参考,选取频率曲线法、Tennant法、Qp法3种方法,对西北河生态需水量进行分析研究。结果表明,比较各类方法的计算结果及其结合西北河丰枯变化大的水文特征,Q90%法最为适用于西北河生态流量目标的确定,且计算得到的生态流量保障程度在汛期和非汛期均达到90%以上。对西北河生态流量分析研究的计算结果不仅可以为其基本生态流量的保障提供参考,而且可以为流域水资源利用规划提供一定的依据。     

黄河下游最经济输沙水量及其估算

从河流输沙水量的概念出发,根据输沙平衡原理推导出在考虑河道冲淤、引水引沙情况下河流最经济输沙水量的计算式。由此式可知,输沙水量与含沙量成反比;并且通过对实测资料的分析,得到输沙水量与流量也成类似的反比关系。最经济输沙水量是输沙效率与河道淤积状况综合最优时的输沙水量,也就是平滩流量时对应的输沙水量。以小浪底水库运用前20年黄河下游河道基本不淤及年引沙量为1．0-2．0亿t为条件,选取月均平滩流量3500m^3/s、月均含沙量40-100kg/m^3,得到黄河下游在维持良好输沙功能前提下的最经济输沙水量为10-25m^3/t。     

皂市水利枢纽下游河道生态基流量研究

皂市水利枢纽的建设将改变枢纽下游河流水文情势,对下游局部地区的生态环境造成负面影响;而合理确定枢纽下游河道生态基本流量,在水库常规运用的基础上,结合生态调度的方法,保证下游河道生态需水,对缓解因枢纽建设对生态系统所造成的不利影响,发挥枢纽综合效益,具有重要意义。通过对皂市水利枢纽常规调度运行方式及其对下游河道生态环境的影响分析,采用TENNANT法和7Q10法对皂市水利枢纽下游河道枯水期及丰水期的生态需水量进行了综合分析,提出利枢纽下游生态基流量,从而为水利枢纽的生态调度提供参考。     

河道内生态需水及取水断面可调水量研究

宁夏固原城乡安全饮水水源工程的实施有效缓解了宁夏中南部地区水资源短缺现状,改善了区域生态环境,但调水工程在确定可调水量时,应充分考虑调出区生态环境建设,预留充足的水量。首先,对调出区河道生态环境需水量的类型进行了界定,认为河道内生态环境需水包括河流基本生态环境需水、输沙需水、河流水质稀释自净需水、河道内水面蒸发4个部分;其次,结合区域河道实际情况对估算河道基本生态环境需水量的Tennant法进行了改进,并采用改进的Tennant法及当前广泛应用的最小月平均流量法对河道内基本生态环境需水量进行了估算比较,认为Tennant法估算结果更能够为区域水资源开发利用提供依据;然后,采用最大月含沙量法对河道输沙需水量进行了估算,并结合区域实际情况分析认为河道蒸发需水量及稀释自净需水量可忽略不计;最后,系统分析了调水区各截引沟道生态环境需水量的最小值及适宜值,初步确定了调水区各截引沟道水资源可利用量的最大值及适宜值。     

黄河上游梯级水库运行的生态影响研究

为科学揭示梯级水库群运行对河流生态的影响,基于黄河上游实测水沙序列,采用IHA(Indicators of Hydrologic Alteration)指标体系,对比分析了不同工程运行时期黄河上游水文情势变化,运用多系列贡献率分割法,量化了不同影响因子对水文情势变化的贡献率。通过输沙率法结合断面淤积形态分析揭示了黄河上游河道冲淤演变。结果表明,黄河上游水库运行对河流径流及河道形态产生了深刻影响,进而影响了河流生态。水库运行后非汛期月均流量上升、汛期月均流量下降、高流量事件发生频率与流量减少,径流趋于平缓,且宁蒙河段泥沙淤积、断面形态趋于宽浅。分析表明水库运行是造成黄河上游兰州水文情势变化的主要原因,以及石嘴山、头道拐水文情势变化的重要原因,高流量事件的减少加剧了河道淤积,使河流生态朝不利方向演化,为维护黄河上游生态健康有必要实施生态调度,提高涨水期和洪水期下泄流量并制造高流量事件。研究为评估梯级水库运行的生态影响、指导梯级水库生态调度提供方向性参考。