海城河不同生态保护目标的生态需水研究

近年来海城河生态水量不足,难以保障水生态系统稳定发展.本文对海城河不同生态保护目标的生态需水量进行计算和分析,采用Tennant法计算保障河道生态基流的需水量,基于鱼类健康生存条件计算保障河流生态系统健康发展的生态需水量,采用环境功能设定法计算河流的各环境功能需水量.计算结果表明:保障河道生态基流的生态需水量为0.88...     

淮河干流河南段基本生态流量保证率研究

科学确定基本生态流量对维持河流控制断面生态环境用水需求具有重要意义。以淮河干流河南段为研究对象,选取长台关站、息县站和淮滨站为主要控制断面,采用最小月平均流量法、近10年最枯月平均流量法、流量历时曲线法和蒙大拿法4种水文学方法对淮河干流河南段的基本生态流量进行计算,以月为单位评估了1951—2015年期间月平均、丰水年、平水年、枯水年、汛期和非汛期相应断面的基本生态流量保证率。结果表明:①从长台关站到淮滨站基本生态流量依次增大,长台关站、息县站和淮滨站的基本生态流量分别为3.41、11.43、16.97 m~3/s。②淮河干流河南段丰水年的基本生态流量保证率最高,其次为平水年的,枯水年的最低,且汛期基本生态流量保证率大于非汛期基本生态流量保证率。③淮河干流河南段月平均、丰水年、平水年、枯水年、汛期、非汛期的基本生态流量保证率基本表现为息县站的最高,其次是淮滨站的,长台关站的最低。研究结果可为河流生态调度提供科学支撑。     

一种优化混合式电站生态流量过程的模式

针对采用传统生态基流量计算方法所确定的流量难以兼顾生态效益和经济效益的难题,本文提出了一种适宜于混合式水电站的生态流量过程的优化模式。以栖息地加权可用面积为决策指标,认为优化前后基流量所对应加权可用面积相同时河道生境不发生较大改变,通过优化天然河道生境不适区的方式来调整引水比使生态经济效益达到联合最优。本文以昌波水电站为例,选取长丝裂腹鱼为保护目标,利用丁坝对减水河道生境不适区进行优化,结合目标水生生物繁殖敏感期对水力生境的需求,重点研究了生境不适区的水文情势变化情况并确定了优化后的全年河道生态流量过程。结果表明,当选取3个生境不适区进行优化时,河道生态基流量为多年平均流量的10%,所对应的A为87 782.02 m2,而传统方法所得的基流量为多年平均流量的20 %,所对应的A为87 726.2 m2。在保证水力生境条件不变的情况下,前者的流量大小比后者降低了10 %。依据优化后所得生态基流量及对河道涨落水率的研究结果推求得到的昌波水电站生态流量过程,在满足目标鱼类生存繁殖所需水量的同时,较好地保留了天然栖息地的径流涨落变化和流量脉冲过程,为营造保护鱼类适宜生境和确定优化混合式电站生态流量过程提供了示范,同时为电站的生态调度管理提供了依据。     

南水北调西线一期工程雅砻江河道内生态需水量研究

简单总结了国内外生态需水的研究进展,论述了生态保护目标的建立,在实地生态环境考察和分析的基础上,按照河道内生态需水计算方法遴选原则,综合选用多种方法计算了南水北调西线一期工程雅砻江热巴调水坝址处河道内生态需水量,分析确定了合理的生态流量范围.计算和分析结果表明,热巴坝址处的最小生态流量为36.3~46.8 m3/s,对应的最小生态需水量为11.50~14.82亿m3;所选方法针对明确的生态保护对象或目标设定参数,为调水规模论证提供有力的参考依据.     

南水北调西线一期工程雅砻江河道内生态需水量研究

简单总结了国内外生态需水的研究进展，论述了生态保护目标的建立，在实地生态环境考察和分析的基础上，按照河道内生态需水计算方法遴选原则，综合选用多种方法计算了南水北调西线一期工程雅砻江热巴调水坝址处河道内生态需水量，分析确定了合理的生态流量范围．计算和分析结果表明，热巴坝址处的最小生态流量为36．3～46．8^3／s，对应的最小生态需水量为11．50～14．82亿m^3；所选方法针对明确的生态保护对象或目标设定参数，为调水规模论证提供有力的参考依据。     

生态水力学法在河段最小生态需水量计算中的应用

以雅砻江锦屏二级水电站建成后造成坝后119 km的减水河段为例,用生态水力学法计算了减水河道最小生态流量,得出为满足减水河段鱼类的生存及繁衍,枯水季节猫猫滩闸址处必须保证下泄45 m3/s流量,在该流量下,锦屏二级水电站减水河段中95%左右河段水深、流速、水面宽、湿周率、过水断面面积、水面面积等水力因子可满足河道内鱼类的生存繁衍;水温的变化不会影响河道内鱼类的产卵;鱼类适应的缓流、急流、浅滩、深潭等水力形态的位置发生变化,数量保持不变。总的来说,水生生物的生物量将随着河道流量的减小而减少,但种群数量将保持不变。该实例为生态水力学法计算河道最小生态需水量做了一些探索性的研究工作。     

Tennant法计算标准的修正及其应用

为了使Tennant法更适合计算南水北调西线河道内生态需水量,对其计算标准进行了修正.采用实地调查的方法,发现南水北调西线一期工程调水区气温较低,引水河流中鱼类洄游及水生生物的活动期主要集中在7~8月份,而且每年的12月到翌年3月河道均处于冰冻期,所以将Tennant法的用水期修正为7~8月,并将修正后的Tennant法应用于南水北调西线调水区引水枢纽下游的朱倭、朱巴、绰斯甲和足木足4站河道内生态需水量的计算.结果表明修正后的Tennant法计算的生态需水量约占多年平均的25%,可见Ten-nant法对栖息地描述的是否准确直接影响到计算结果.     

计及生态流量要求的综合利用水库长期优化调度

以黔西北夹岩水利枢纽为研究对象,建立以供水、发电和生态为目标的水库长期调度优化模型,针对该模型多目标且决策维数大于状态维数的特点,提出了耦合权重法和水量分配规则的综合利用水库动态规划求解方法,获得了供水、发电和生态3个目标的非劣解集,并对3个目标之间的竞争关系进行了剖析,在此基础上推荐了供水、发电和生态目标均衡的水库调度方案。结果表明：均衡方案水库多年平均消落水位变化大,说明水库调节作用对3个目标有较为均衡的影响,而以供水综合保证率和生态率属度最大为目标时,水库平均消落水位变化小,说明从供水和满足生态流量角度来看,水库调节作用相对较小。     

北运河河流生态需水分段法研究

我国北方河流生态退化问题及恢复是北方地区经济可持续发展的关键.通过分析北运河河流水环境质量状况,提出了分段量化研究河流生态需水量的方法.采用鱼类生境法、Tennant法和水质模型法,分河段、分时段、分阶段计算了北运河河流的生态需水量.结果显示,北运河河流的多年平均径流量不能满足河流COD和NH3—N自净需水量;计算的河流生态需水量占多年平均河流径流量的84%以上,并且需要大量削减入河废污水才能满足河流特定的环境功能要求.针对不同河段、不同时段和河流生态环境规划的不同阶段,进行河流生态需水研究可为我国北方河流制定适度、可靠的河流开发利用限度提供理论支持.     

生态需水量计算Tennant法的改进及应用

为弥补Tennant法不适用流量季节性变化大的河流的不足,采用典型年流量代替多年平均流量,对Tennant法进行改进;同时,给出典型年的选取和分期百分比选取方法.改进后的Tennant法应用到黄河下游花园口、艾山和利津站.应用结果表明,改进后Tennant法求得的流量更好地体现了北方河流流量丰枯的季节性;得到黄河下游3站生态流量标准涵盖了各站各个阶段的流量,此标准可以用来评价各站的生态需水过程水平.为计算黄河下游各站生态需水量提供了较为合理的方法.     

黄河第6次调水调沙对花园口至夹河滩段河道的影响分析

概述了2007年黄河第6次调水调沙的运行情况.从水文泥沙过程、调水调沙前后悬移质粒径变化、河道冲淤量及主槽过流能力等方面,分析研究了2007年汛前调水调沙对花园口至夹河滩段河道的影响.分析结果认为,花园口水文站来水量41.01亿m3,花园口至夹河滩河段冲沙0.041亿t,2水文站所在断面主槽过流能力增加幅度为300~500 m3/s,在流量3 000 m3/s时相应水位下降0.03~0.14 m,河段的行洪能力得到明显改善.     

基于二维数值模拟的城市河网水体流动性研究

选择、建立和验证了河网平面二维数学模型,通过计算分析了河网各个水体的流动性.选择了按照慈溪市城河规划中在大塘江引入流量Q=18 m3/s,三灶江出口按照正常低水位0.90 m边界条件对河网水体流动性进行了计算和分析.根据流速大小平面分布图和河网水体流动特性分析表等计算结果对河网水体流动流速的大小和方向等水利特性进行了分析,并从定量化分析的角度,按照水体流动大小和强弱以及形成原因把分成五个区域进行了分析,得出来水体流动性差急需治理的区域,为改善城区河网水体流动性提高了定量可靠的依据.     

城市生态环境需水理论与计算方法研究

论述了城市生态环境需水量的概念与内涵,分别从生活需水、工业需水和自然环境需水3个方面分析了城市生态环境需水量的计算方法.以郑州市为例进行了实证研究,预测了2010,2015,2020年城市生态环境需水量分别为6.01,7.24,8.40亿m3,为郑州市合理配置利用水资源提供理论依据.     

三峡库区成库后工业固体废弃物的处置与利用

三峡水库形成后,保护和改善三峡库区生态的环境,日益成为影响重庆直辖市经济、社会全面发展的重要因素.而工业固体废弃物是影响三峡库区生态环境质量的关键因素之一,是影响我市经济与社会发展的热点和难点问题.论述了重庆工业固体废弃物排放、处置和利用的现状、前景和发展趋势,分析了国内外可资借鉴的经验,探讨了用高新技术和先进适用技术变废为宝的途径和前景,提出了三峡库区成库后工业固体废弃物的处置与利用对策.研究工业固体废弃物的处置与利用技术,不仅有利于三峡库区生态环境保护,还有利于新重庆的发展,其潜在的环境效益、社会效益和经济效益较大.     

黄河调水调沙对黄河下游引黄供水的影响分析

小浪底水库投入运行后对黄河下游来水、来沙产生了巨大影响.调水调沙则使下游主河槽全线下切、相同流量条件水位降低,改变了引黄闸的引水条件.通过相关数据分析了黄河调水调沙对下游引黄供水的影响.结果表明,黄河在年平均流量下的水位仍能够满足水闸的设计引水要求;辅以工程措施可以解决河道下切对引水带来的不利影响.     

小江调水调蓄水库方案研究

小江调水是引江济渭入黄方案中的重要方案之一.小江调水方案是从三峡库区支流小江取水,水源丰富,调水量保证率高,Ⅰ期调水40亿m3,引水流量300 m3/s.在综合分析各种调蓄水库的可能性后,推荐采用沣河平原水库方案来调蓄小江来水,并对该方案的作用和效果进行了分析.结果表明:该方案冲淤效果得到改善,减淤量在平水系列比无水库时提高19.6%,在枯水系列提高32.4%.     

云首水库设计年径流计算

为确定规划中无径流资料的云首水库工程规模,需要分析计算设计年径流量及年内分配.采用地理综合法计算了云首水库坝址以上控制流域年径流的均值、变差系数和偏态系数,获得了该流域在丰水年(P=20%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)和特枯水年(P=95%)的设计年径流量分别为2 393,1 198,654,318万m3.采用水文比拟法确定了年内分配.研究表明,采用地理综合法计算年径流的均值、变差系数和偏态系数,采用水文比拟法确定年内分配,可作为无资料地区年径流合理分析计算的方法组合.     

黄河小浪底水库水–沙–电耦合过程计算

小浪底水库是保障黄河下游防洪、供水等目标的关键性骨干工程,故研究小浪底水库优化调度方式对于水库塑造下游河道形态及排沙减淤等方面具有重要意义。本研究建立了小浪底水库水-沙-电耦合的优化调度模型,通过经济价值量化发电效益与水库排沙减淤效益,形成发电效益最大和综合效益最大两类优化目标;根据小浪底水库拦沙后期调度规程,对坝前水位、下泄流量、水轮机出力进行约束,并且采用动态规划逐日求解,分析了在不同优化目标下典型枯水年(2015年)与丰水年(2012年)的调度方案及其结果。结果表明：1) 当优化目标为发电效益最大时,2015年和2012年的优化方案分别实现了71.30亿kW·h和102.15亿kW·h的发电量;2) 当综合效益最大为优化目标时,2015年的优化方案可实现排沙量0.31亿t与发电量70.17亿kW·h,而2012年的优化方案可实现排沙量1.66亿t与发电量95.24亿kW·h;3) 两种优化目标都实现了综合效益的提升,而以综合效益最大为优化目标时,牺牲部分发电效益来换取汛期库区冲刷,增加了水库使用寿命与水库排沙减淤效益,相较实际方案进一步提升了综合效益;4) 两个典型年份的优化方案均较实际调度结果实现了发电效益与综合效益的提升,且丰水年的提升更为明显。此外还针对典型年份现有调度方式,提出了相应的优化建议。