基于生态水力半径法的瑞丽江河道内生态需水量估算

从保护瑞丽江流域特有珍稀、濒危鱼类的角度出发,根据瑞丽江流域的水资源特性,采用生态水力半径法对瑞丽江进行河流生态需水量研究：利用戛中水文站的实测流量资料,建立Q～R关系,计算了瑞丽江河道内生态需水量,枯期最小生态需水量20.1m³/s;汛期最小生态需水量63.2m³/s。从而推求出龙江水电枢纽工程汛期下泄流量不应小于47m³/s;枯期下泄流量不应小于15m³/s,以满足水生生物生存繁衍所需的基本生态需水量。     

基于改进水文比拟法的新丰江生态流量计算

为减小水电站开发对下游河道生态环境的影响,以广东韶关新丰江为例,用改进水文比拟法计算流量,同时用水文学法进行生态流量计算。结果表明：运用改进水文比拟算法能较准确获得新丰江干流丰城、狮石滩、涧下和银潭4座水电站的月平均流量(分别为20.57 m³/s、21.80 m³/s、22.54 m³/s和22.97 m³/s);4座电站生态流量最终取值分别为3.62 m³/s、3.63 m³/s、3.73m³/s和3.93 m³/s;其生态流量的月满足程度均在99%以上,能满足设计保证率。研究成果可为新丰江等中小河流水资源开发利用与生态系统保护及中小河流水电站生态流量计算提供参考。     

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。     

基于四大家鱼栖息地模拟的汉江下游生态流量研究

梯级水库运行显著改变了河流自然水文情势,对河流水生态系统产生不利影响。选择四大家鱼作为汉江下游的指示物种,考虑四大家鱼对栖息地流速和水深的喜好性,构建了产卵期和生长期适宜度指数曲线,采用River 2D水动力模型,模拟了不同流量下四大家鱼适宜栖息地状况的变化,提出维持四大家鱼产卵期与生长期需求的生态流量及高流量脉冲。结果表明：汉江下游四大家鱼产卵期最小和适宜生态流量分别为1 310,3 520 m³/s,每年提供至少2次持续时间不低于3 d、流量不低于1 310 m³/s的高流量脉冲,以刺激四大家鱼自然产卵,增加产卵规模;生长期最小和适宜生态流量分别为441,1 520 m³/s。与Tennant法和实际生态监测对比,River 2D水动力模型计算结果较为合理可靠。但与历史实测流量过程比较,产卵期生态流量满足率不高,需择机实施汉江中下游梯级水利枢纽联合生态调度,提高生态流量满足程度。     

石羊河流域生态基流估算研究

生态基流是维系河流基本生态环境功能、保障生态系统稳定和生态用水控制的前提和依据。文章选取石羊河流域九条岭、红崖山水库2个水文站多年实测天然径流数据作为基础资料,采用Tennant法对石羊河生态基流进行了估算。结果表明：石羊河流域两站最小生态基流分别为1.01、0.77m³/s;通过Tennant法对比分析,得出两站最小和好状态生态基流分别为0.97、3.86m³/s和0.77、3.07m³/s。综合分析得到石羊河流域九条岭、红崖山水库生态基流下限值分别为0.83、0.42m³/s。研究结果对促进流域水资源高效利用,河流健康发展具有重要借鉴依据。     

黄河流域甘肃段河道生态需水阈值的探讨

研究河道生态需水阈值对于提升河流生态系统多样性、稳定性、持续性及河道生态需水管理具有重要意义。针对黄河流域甘肃段河流断流、水污染严重及泥沙含量高等水与生态环境问题,依据30个水文站1956—2016年的河流月径流资料,采用年内展布计算法确定生态基流量,并与自净需水量、输沙需水量按照“取大”原则整合为基本生态流量;采用逐月频率计算法确定目标生态流量。综合基本生态流量与目标生态流量分布特征,获得年内河道生态需水阈值,对其进行等级评价并分析满足程度。结果表明：年内水量较枯、较丰时段黄河干流河道生态需水阈值分别为74.78～393.29 m³/s、595.35～1 108.84 m³/s;玛曲至上诠段支流分别为8.97～26.81 m³/s、30.16～156.20 m³/s;上诠至安宁渡段支流分别为0.64～11.93 m³/s、3.50～124.61m³/s;安宁渡以下段支流分别为5.67～7.76 m³/s、14.77～30.53 m<...     

碗米坡水电站生态流量的计算与分析

为做好已建水利水电工程生态流量核定工作,本研究采用Tennant法、Qp法和7Q10法三种水文学方法计算碗米坡水电站坝址断面的生态流量,计算成果分别为29.40m³/s、25.80m³/s(25.06m³/s)和25.20m³/s。研究表明酉水属于丰枯变化剧烈的山溪性河流,河道径流季节变异相对较大,Tennant法计算生态流量成果较Qp法及7Q10法偏大。上游水利工程运行调节进一步加大了枯水期河道内径流变异程度,宜采用Qp法核定碗米坡水电站生态流量。同时强化流域水资源统一调度管理,提高水利工程生态流量保障程度。     

基于敏感保护目标的那棱格勒河生态需水研究

基于那棱格勒河生态特点,统筹考虑生态基流、鱼类繁殖生长关键期所需河道水量和植被需水高峰期所需短期洪水过程,综合确定河道内生态需水量,并采用流域水量平衡法确定绿洲生态耗水量,同时计算尾闾湖泊需水量。结果表明：河道生态基流10月至次年4月为5.48 m³/s、6—9月为11.82 m³/s,5月河道内生态流量考虑鱼类繁殖需保证11.82 m³/s,6月、9月各需一场不少于5 d、平均流量分别不低于80.0、82.5 m³/s的洪水过程;绿洲区平均生态耗水量为4.54亿m³/a。     

水库电站下泄流量与下游河道水质相关性分析研究

为研究水库电站下泄流量与下游河道水质的相关性，以浉河信阳市区段为研究对象，分别选择距离南湾水库电站3.6 km与14.9 km的2个水质监测断面，收集其2020年1月1日—2021年5月20日的逐日水质监测数据与该时段南湾水库电站的下泄流量数据，通过对数拟合建立回归模型，对水库电站下泄流量与下游河道水质指标质量浓度的相关性进行分析。分析结果表明：水库电站下游河道水质指标COD、BOD₅、NH₃-N和TP的质量浓度与南湾水库电站下泄流量均具有较强的相关性，随着下泄流量增加，各指标的质量浓度值均呈下降趋势；要维持下游监测断面Ⅲ类水的标准，南湾水库下泄流量需达到10 m³/s。该结果可为浉河的水质调控提供科学依据。     

基于水文学方法的黑河中游最小生态流量研究

本文基于黑河莺落峡水文站、正义峡水文站长系列水文资料,采用Q_P法、最枯月平均流量法计算了两处水文站断面的最小生态流量,并用Tennant法对计算结果进行评价。研究结果表明,莺落峡站断面用Q_P法和最枯月平均流量法得到的最小生态流量值分别为11.06m³/s和13.26m³/s,一年内最小生态流量可以满足生物栖息地需水要求;正义峡站断面用Q_P法和最枯月平均流量法得到的最小生态流量值分别为0.37m³/s和1.63m³/s,一年中5月的最小生态流量能够支撑大部分水生生物的生存栖息地。     

应对2-甲基异莰醇风险的水利工程联合调度策略

开展水利工程联合调度应急预案研究是降低水源地突发水污染风险的重要举措。为降低东太湖2-甲基异莰醇(2-MIB)浓度季节性突增对下游太浦河金泽水库供水安全的影响，采用平原河网水动力模型与数学回归分析耦合方法，基于2016年实况水情，开展了太浦河枢纽100～1 000 m³/s分级下泄流量情景模拟分析和水利工程调度策略研究。研究结果表明：800 m³/s、400 m³/s分别是影响水流到达时间、两岸支流汇入比例的关键流量节点。满足金泽取水断面2-MIB处理能力控制要求的东太湖来水2-MIB限值区间为525～1 690 ng/L,并提出太浦河枢纽下泄流量与东太湖来水2-MIB浓度不同区间组合下的金泽水库与太浦河枢纽联合调度策略。研究成果可为提高上海市金泽水库取水安全保障提供技术支撑，并为平原河网地区供水调度提供参考。     

径流引水式小水电生态-发电协同优化模型及应用

以湟水河流域的湟乐水电站为例,基于自然水流范式计算河道内适宜生态流量和生态基流,以生态流量为主要约束建立径流引水式小水电生态-发电协同优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到引水发电流量的Pareto解,研究成果对指导径流引水式小水电的生态调度和运行管理具有重要指导价值。结果表明：滑动t检验法诊断西宁水文站年径流量时间序列的突变点是2000年,经还原后得到1956—2000年多年平均天然径流量为41.3 m³/s;适宜生态流量在年内枯水期、平水期和丰水期展布的同期比分别是0.60、0.41和0.42,达到了“极好”标准;以传统Tennant法“一般”标准确定的非汛期生态基流为4.13 m³/s、汛期生态基流为12.4 m³/s;采用生态-发电协同优化模型计算多年平均来水条件下湟乐水电站的年发电量为634.29×10⁴ kW·h,枢纽下泄流量均满足减水河段生态流量需求;多年来水条件下湟乐水电站等效减排6 323.9 t CO₂,电站的减排生态效益为188.45×10⁴     

水电站减水河段河道生态流量计算

为了合理确定水电站减水河段河道生态流量,提出了分时段分方法计算河道生态流量的思路。以西藏扎拉水电站为例,对减水河段的河道生态流量进行了计算。在鱼类生长繁殖期(4～9月)可采用生境模拟法;在非产卵繁殖期(10月至次年3月)可采用水文学法、水力学法及生态水力学法综合分析计算。结果表明：在鱼类生长繁殖旺盛期(5～8月)所需生态流量为33.0 m³/s,一般繁殖期(4月及9月)为22.0 m³/s,非产卵期(10月至次年3月)为15.9 m³/s。研究结果可为水电站减水河段生态流量的确定提供借鉴。     

梯级小水电开发河流最小生态流量计算与保障研究

小水电在中国水能资源中占有重要地位,但在建设、运行过程中不可避免地对下游水生态环境造成不利影响,因此计算最小生态流量可减少小水电在运行过程中对下游水生态环境造成不利影响。以梯级小水电开发河流——东江干流为例,采用改进的Tennant法、Q_P法、经验法、频率曲线法和NGPRP法计算东江干流最小生态流量,在满足95%保证率的条件下,将上述5种计算结果进行对比分析,选择Q_P法计算得到的最小生态流量值232.81 m³/s作为最小生态流量下限值,同时选取改进的Tennant法和频率曲线法的内包线作为各月最小生态流量过程,并提出了确保东江干流最小生态流量的保障措施,以保证小水电及河流水生态系统健康可持续发展。     

保障通航条件下江苏省武障河闸泄流量数值模拟分析

水网地区水闸具有防洪排涝、供水、通航等功能,其下泄流量对地区防洪排涝、供水和航运安全有一定影响,须统筹各功能需求。为合理确定江苏省沂南地区武障河闸泄流量,通过构建二维水动力模型,在确保防洪排涝安全的前提下,拟定两种工况：(1)水闸泄流对航道通航水流条件的影响;(2)水闸泄流对闸下游航道冲淤的影响。结果表明：当盐河、武障河处于最低通航水位时,武障河闸下游泄流量应分别不超过350,505 m³/s;为满足冲淤保通航需求、确保武障河航道达到冲刷启动条件(纵向流速不小于1.0 m/s),冲淤期间武障河闸下游泄流量应控制不小于300～505 m³/s(对应闸下游武障河水位为-0.77～1.0 m)。     

基于改进惯性权重PSO算法的水库防洪联合调度研究

针对望谟县洪灾频发的现状,基于改进惯性权重的PSO算法,以动用新屯、纳坝水库的防洪库容最小为目标,建立了水库防洪联合调度模型。在保证水库工程安全和控制断面低于保证流量的前提下,通过防洪联合调度,两库(纳坝、新屯)库堤结合方案使望谟县城市防洪标准由现状20年一遇提高到50年一遇,50年一遇洪水削峰率约为33.7%。其中,纳坝水库50年一遇洪水的安全下泄量为23.5 m³/s,新屯水库50年一遇洪水的安全下泄量为16.5 m³/s。实例应用可为水库群防洪联合调度研究提供参考。     

江苏省车轴河感潮河段建闸调水减淤方案优化研究

针对感潮河段挡潮闸闸下淤积问题，通过实施挡潮闸调水可以达到减淤目的。为了满足河床不淤和生态环境需水要求，通过构建江苏省连云港市车轴河闸二维水沙数学模型，研究了不同调水方案对于闸下淤积的影响，并进行方案比选。结果表明：保持车轴河河床不淤的日均下泄流量为1.28 m³/s,车轴河生态环境需水量为0.88 m³/s,因此保持车轴河不淤的流量可满足生态流量要求。在洪季水量充足的情况下，可采取全天闸门常开方案，流量为3.0 m³/s时对下游河床的减淤效果提升显著。在枯季水量较少时，可采取在涨急时段开闸方案，流量取8.0～18.0 m³/s,相对落急时段开闸方案，涨急时开闸对闸门稳定的影响较小且减淤范围较大。     

基于水文学方法的最小生态流量研究——以宜黄水流域为例

为了合理划分水权,保障宜黄水流域生态系统的基本需水要求,根据宜黄水流域桃陂水文站1959—2018年共60年径流资料,采用频率曲线法、最枯月平均流量法、NGPRP法、年内展布法、Texas法等5种水文学方法对宜黄水流域的生态流量进行了计算分析,并采用生态流量综合指标进行了评价。结果表明,宜黄水流域的生态流量为4.51～59.9m³/s,占多年平均流量的18.12%～49.23%,可保证河流生态需水;河流健康等级汛期为“佳”,非汛期为“中等”,总体来看,河流全年为健康状态。     

赣江流域生态流量与地表水资源可利用量研究

为更好指导赣江流域水资源合理开发和可持续利用，采用水文学方法确定了赣江干流及重要支流控制断面生态流量，定量评估了流域各分区地表水资源可利用量。研究表明：(1)赣江干流各断面生态流量为44.8～281.0 m³/s,占年均流量的11.7%～13.6%。支流断面生态流量为6.03～19.80 m³/s,占年均流量的9.4%～10.0%。各断面近10 a日均流量满足程度均在92%以上，可作为生态流量管控依据。(2)外洲以上赣江流域年均地表水资源可利用量224.2亿m³,可利用率29.6%。各主要支流年均地表水资源可利用量7.1亿～22.1亿m³,可利用率19.7%～29.3%,流域下游水资源可利用率总体高于中上游。随着流域洪水资源高效利用能力提升，水资源可利用量可进一步增加。研究成果可为指导流域干支流水量分配与调度，加强水资源开发利用与保护提供参考依据。     

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。