基于IHA-RVA法金沙江下游生态水文情势评价

为了定量评价长江上游鱼类保护区河流生态水文情势的变化,选取金沙江下游屏山水文站(1956—2012年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(RVA)以及水文改变度法,综合评价了长江上游鱼类保护区河段生态水文情势变化及其对河流生物多样性的影响。结果表明:(1)屏山站年均流量总体呈现微弱增长趋势,突变年份出现在1997年,表明1997年以来气候变化和人类活动尤其是水电开发对长江上游水文影响加剧;(2)金沙江下游屏山站的整体水文改变度为51%左右,属于中度改变,其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)水电工程建设一定程度上改变了长江上游河流生态水文情势,导致了长江上游鱼类数量减少。研究成果能够为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供参考。     

基于 IHA － ＲVA 法金沙江下游生态水文情势评价

为了定量评价长江上游鱼类保护区河流生态水文情势的变化,选取金沙江下游屏山水文站( 1956—2012 年) 逐日流量数据,采用 Mann － Kendall 法、累积距平法和滑动 T 检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法( ＲVA) 以及水文改变度法,综合评价了长江上游鱼类保护区河段生态水文情势变化及其对河流生物多样性的影响。结果表明: ( 1) 屏山站年均流量总体呈现微弱增长趋势,突变年份出现在 1997 年,表明 1997 年以来气候变化和人类活动尤其是水电开发对长江上游水文影响加剧; ( 2) 金沙江下游屏山站的整体水文改变度为 51% 左右,属于中度改变,其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显; ( 3) 水电工程建设一定程度上改变了长江上游河流生态水文情势,导致了长江上游鱼类数量减少。研究成果能够为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供参考。     

龙羊峡水库对坝下河段生态水文情势影响研究

选取1988—2016年黄河唐乃亥水文站逐日平均流量和龙羊峡水库逐日出库流量数据进行水文变化指标(IHA)计算,采用水文变化范围法(RVA)并结合水库运行特点及黄河上游生态特征,评估龙羊峡水库运行对其坝下河段水文情势的改变程度及生态影响。结果表明:龙羊峡水库的运行对其坝下河段水文情势的影响属于高度改变,河流整体水文情势改变度为68.31%;指标体系中1—3月、12月平均流量,年最大1、3、7 d平均流量,年最小7、30、90 d平均流量,最小流量发生时间,低流量发生次数及延时,流量改变率及频率等指标改变显著。     

水库运用对河流水文情势影响的IHA法评价——以伊河陆浑水库为例

水流是河流生物环境的主要决定因素之一,影响生物群落组成及其多样性。水利工程会改变河流天然径流过程,研究河流的水文情势具有十分重要的意义。基于龙门镇水文站实测流量数据,采用IHA法就陆浑水库运用对伊河径流过程的影响进行了评价。结果表明,陆浑水库的运用对龙门镇水文站水文年极值出现时间变化的影响不大,而对月流量、年极值、频率、延时和变化率指标改变显著,明显改变了下游河道水文情势,对下游河道内的水生态环境产生了较大影响。     

大伙房水库运行对下游水文情势的影响分析

文章以大伙房水库建设期为界限划分研究时段,采用水文改变度指标法,利用下游抚顺水文站1935—2015年的日流量资料,通过分析33个水文改变度指标,得到大伙房水库运行对下游径流的影响程度,从而定量分析水利工程建设对径流的影响。研究表明大伙房水库建设后下游水文情势发生了不同程度的变化,水库运行对浑河径流的改变程度属于高度改变。     

葛洲坝工程对下游河道水文情势影响研究

计算葛洲坝1982—2014年的入库流量和下泄流量的IHA指标,采用RVA变化范围法分析考虑葛洲坝水库的修建运行对水文情势的影响。结果表明:葛洲坝水库为日调节水库,对月流量、极端水文状况及出现时间、高流量和低流量脉冲次数和平均历时改变较小,对涨落水指标改变较大,尤其是对流量逆转次数和日增长率改变明显。     

岷江流域径流变化趋势及水文情势变异研究

为探究水文变异法(RVA)评估流域下游河流水文情势变异情况的准确性,选取岷江流域为研究区域,首先还原高场站天然径流过程,采用Mann-Kendall非参数检验、Kendall秩次相关检验等方法分析得出岷江流域径流有显著下降趋势;然后采用RVA法分析现有梯级水库运行对岷江河流水文情势的影响程度,得出高场站整体水文指标改变度为高度;最后模拟双江口水库投运情景,预测高场站水文情势变异情况。结果表明,高场站汛期来水相比现状将减少、枯期来水相比现状将有所增加。     

基于RVA法的金沙江下游水文情势研究

水库水电站的投运在给人类提供防洪、发电、供水等综合效益的同时,也改变了径流的天然分配过程,改变了河流原有的水文情势规律,对工程下游河流的生态环境造成了一些破坏。选取金沙江流域屏山水文站为研究对象,首先将金沙江流域梯级水库蓄变量还原到屏山水文站,构建屏山水文站天然径流系列,采用RVA法分析现有梯级水库运行对金沙江下游河流水文情势的影响程度,得出屏山站整体水文指标改变度为高度;然后模拟规划大型水库投运情景,预测屏山站水文情势变异情况,得出乌东德、白鹤滩等大型水库修建以后,屏山站汛期来水相比现状将减少20%~40%、枯期来水相比现状将大幅度增加。研究成果可为金沙江上游梯级水库运行方式优化调整提供参考。     

东江流域下游水文情势的改变度研究

【目的】水利工程的修建和运行会改变流域下游的天然水文过程，造成生态影响。定量评价水利工程对流域水文过程的影响，是完善工程调度和恢复下游生态流量过程的基础。针对目前流域水文改变度研究中对水库调度的影响分析不充分的问题，提出一种新的研究思路。【方法】以广东东江流域为例，采用耦合水库调度过程的分布式水文模型，以现行水库调度方式下的流量为基础，计算并分析水库修建后和水库不同下泄流量情境下东江下游博罗站水文过程。评估在相同气象和下垫面条件下水库的修建运行对流域下游水文情势的影响程度。【结果】结果显示：(1)东江流域新丰江、枫树坝和白盆珠三大水库的修建和运行显著改变了下游博罗站的月流量过程、年极值流量以及年内径流改变率等水文指标，尤其是高低流量出现频率、流量增加率减少率和流量逆转次数改变较大；(2)新丰江单库运行阶段的整体水文改变度为70.90%,枫树坝和新丰江双库调度阶段的整体改变度为70.96%,三大水库联合调度阶段的整体水文改变度为71.77%,均属于高度改变；(3)提高上游水库的月最小下泄流量阈值，对下游的水文改变度较为明显，其中对新丰江坝下水文改变程度最显著。【结论】结果表明：分布式水文...     

托帕水库建设对区域水资源的影响分析

水库建设能够给库区带来经济、社会效益,但对库区水资源配置及河流水文情势有一定程度影响。对托帕水库工程建设对区域水资源配置、河流水文情势及地下水资源的影响进行分析评价。结果表明:水库建成后灌区春灌缺水问题得到解决;施工期下泄流量为河道天然来水量,对下游水文情势无影响;水库蓄水期,托帕水库坝址断面下泄流量较蓄水前有所减少,但下泄流量能够满足生态基流;工程建成后,不同保证率情况下,托帕水库坝后断面年水量有所减少;大坝建成后将改变局部地下水流量,但不会改变地下水补给源、排泄方式及径流总体方向。因此,托帕水库的建设对区域水资源影响不大,结果可为工程建设提供依据。     

湄公河下游生态水文情势变化研究

由于人类活动加剧,湄公河下游河段生态水文情势发生改变。为定量评价湄公河下游生态水文情势的变化程度,基于湄公河下游桔井水文站(1961～2020年)逐日水文数据,采用Mann-Kendall突变检验和滑动t检验法进行年均流量趋势特征分析,并应用RVA法综合评价了湄公河下游生态水文情势变化及其生态影响。结果表明：(1)桔井站年均流量总体呈现先下降后上升趋势,突变年份出现在1996年,表明1996年以来人类活动对湄公河下游水文影响加剧;(2)湄公河下游桔井站的整体水文改变度为57.99%,属于中度改变,其中旱季水文指标受影响最高;(3)人类活动的干预增加了湄公河下游的旱季流量,对丰水期流量影响较小,需要增加对水生态的监测,防止水文情势变化对生态产生不利影响。研究成果可为探究湄公河下游水文情势变化提供理论支撑。     

基于RVA法的沙颍河周口段水文情势评价

沙颍河周口闸的建成运行,使得下游河流水文情势发生较大改变,对其水生态系统结构功能产生了显著影响。为定量评价周口段的水文情势变化,选取周口水文站1951-2016年的日径流资料,采用RVA法评估水闸建成前后33个水文指标的改变度及其生态影响。结果表明:(1)1975年后,人类活动尤其是周口闸的运行对沙颍河干流水文情势影响加剧,月均流量均呈明显下降趋势,河道内多次出现断流情况;(2)周口站的整体水文改变度为42.23%,属于中度改变,其中11月月均流量、最小1d流量出现时间和流量下降率受到的影响最为强烈,为高度改变;(3)沙颍河流域水资源供需矛盾突出,水闸的运行调度对水生态系统的稳定性产生不利影响,迫切需要对沙颍河进行生态修复,对河流流量适时调整,实现区域经济和水生态系统协调发展。     

汉江下游流域生态流量区域特征指标的优选

在评价河流水文情势变化特征时,传统水文改变指标法（indicators of hydrologic alteration,IHA）存在的指标间相关性高和数据冗余问题会造成整体评价偏差。对汉江下游流域的河流水文情势评价时,考虑到汉江流域干支流日均流量及取水调水工程等的影响,分别选择汉江干流上的3个水文站及支流流域的3个水文站点,采用主成分分析法对6个水文站IHA指标进行优选,再利用相关性分析结果进一步筛选,优选出适用于评价汉江下游流域水文情势的13个代表性指标,分别为2月流量、4月流量、7月流量、10月流量、12月流量、基流指数、最低流量出现日期、最高流量出现日期、低流量脉冲次数、高流量持续时间、日均流量增加率、日平均流量减少率和日均流量反转数。结果表明：6个水文站的代表性指标间相关性均大幅降低,13个代表性指标间的相关系数不超过0.3的占比约70%;经变化范围评价法（range of variability approach,RVA）验证,IHA指标与优选出的代表性指标对汉江下游流域整体水文改变度评价结果的差值均小于7.5个百分点,表明其能够对汉江下游流域提供较为全面合理的水文情势变化...     

辽河(铁岭段)水文情势演变规律研究

文中结合河流生态水文学理论,采用IHA/RVA法对辽河铁岭段水文情势变化规律进行研究,并重点对清河、柴河水库建库前后水文情势变异性进行分析。结果表明:随着人类活动的加强,辽河铁岭段水文情势发生明显变化,除个别月份外,月流量呈下降趋势;年最大流量呈下降趋势,发生时间提前;最小流量略呈下降趋势,发生时间滞后;高低流量持续时间、涨幅、降幅率及改变次数均呈下降趋势,径流过程坦化。清河、柴河水库建库前后IHA的33个指标中,共有2个指标属于高度改变,16个指标属于中度改变,15个指标属于低度改变,整体改变度为45.3%,属于中度改变。     

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。     

梯级小水电对黑水河生态水文情势的影响

为了解梯级小水电对河流生态水文情势的影响程度,以金沙江左岸一级支流黑水河为研究对象,基于宁南水文站（1959—2014年）流量数据,使用累积距平法和Mann-Kendall法进行水文趋势和突变分析,采用IHA、RVA及整体水文变化度法对黑水河水文情势进行综合评价。结果表明：(1)宁南站年均径流量总体呈下降趋势,水文波动幅度减小;(2)建坝后河流基流、高低脉冲谷次数及平均持续时间、水流上升和下降幅度、水文逆转次数等指标均发生显著改变;(3)干流四座梯级小电站在较大程度上改变了黑水河的整体水文情势。在后续河流生态修复工作中,需协调生态流量和电站运行效益,明确坝址处下泄生态流量值和仿自然水文过程,为需水流刺激产卵的目标保护鱼类创造符合自然水文特征的水生态环境。     

三峡初期蓄水对典型鱼类栖息地适宜性的影响

三峡工程是长江中游干流最大的骨干工程,蓄水后下游水文情势发生明显改变。分析水库运行后下游水文情势的改变情况,将为了解大型水利工程对河流健康状况的影响程度和开展生态保护提供有意义的信息和帮助。本文选择宜昌站作为研究对象,并以中华鲟和四大家鱼为典型代表物种,研究三峡工程初期蓄水对下游生态系统的影响。结果表明,三峡工程蓄水运行后,坝下宜昌站生态水文条件发生明显变化,主要表现为多年平均水温上升,多年平均流量、水位和含沙量下降;非汛期的水温以及汛期的流量、水位和含沙量月径流过程明显改变;下游生态水文条件的改变,导致中华鲟鲟卵孵化适宜度和四大家鱼产卵适宜度明显降低;栖息地内生态水文条件的变化是影响中华鲟鲟卵孵化和四大家鱼产卵行为的关键因素,而不是影响中华鲟产卵和四大家鱼鱼卵孵化的关键因素。     

基于分布式水文模型的水库生态调度方案 修正研究——以双峰寺水库为例

结合下游生态环境用水要求,使用分布式水文模型模拟双峰寺水库调度前后坝址下游的水文循环过程,指出了规划阶段水库调度存在的生态问题,进而修正调度方案并分析采用生态调度修正方案后对武烈河下游水文情势及坝址下游河流生态环境需水的影响。模拟结果表明：在修正后的水库生态调度方案下,双峰寺水库建成运行后,库区段流速从库尾至坝前断面不断减小;水库下泄流量大于坝址处多年平均流量的10%。而且,水库建成后防洪能力提高;75%保证率年份和特枯年份均可保证地下水位。     

丹江口水库运用对下游水文情势影响研究

为了分析丹江口水库建成投入运行以后对下游河道水文情势的影响,利用黄家港站、襄阳站和皇庄站1961~2000年日平均流量资料,采用水文变化指标法(IHA)和变化范围法(RVA),定量分析了丹江口水库运用前后汉江中下游河道水文情势变化及改变程度。结果表明,在5组IHA水文指标中,除年极端流量发生时间变化不大以外,其他各组水文指标值均发生了较显著变化;黄家港站、襄阳站和皇庄站的整体水文改变度分别为中度、低度和中度改变,这对汉江中下游河道生态系统稳定性和生物多样性带来不利影响。研究成果为丹江口水库生态调度和汉江中下游河道生态修复提供了科学依据。     

黄河河口水电站工程建成后对下游水文情势影响分析

本文介绍了黄河河口水电站的工程概况及基本运行情况,归纳了水电站对黄河干流可能产生影响河段的水文情势特性。在此基础上对黄河河口水电站建成后对黄河下游河段水文情势及泥沙产生的影响进行了综合分析,认为:水库建成后及水电站运行后不会对河流的水文情势造成影响,也不会对下游泥沙量、下游河道产生新的影响。