河道生态基流量的新年内展布计算法

为最大限度地满足河流的季节性生态水文需求,提出用于计算河道生态基流量的新年内展布计算法。该方法以河流天然径流数据为输入,在剔除各月径流量极值的基础上,以汛期、非汛期两时段量化"时段同期均值比",并结合多年平均月径流过程、最小月平均径流过程,计算河道生态基流量。太子河流域南甸站、本溪站的计算结果显示,新年内展布计算法得出的生态基流过程较其他方法在形态上与各月多年平均径流过程更为相似,其水量不仅符合河流对径流的季节性动态需求,而且有利于河流生态环境的可持续发展。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求,提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比,并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算,弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以淮河干流的河道基本生态需水量年内过程计算为例,并同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。计算结果表明:在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致,并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程,能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。本文方法计算结果较为合理,符合实际情况。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

摘要：基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求，提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比，并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算，弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以计算淮河干流的河道基本生态需水量年内过程为例，说明了计算过程，同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。结果表明：计算结果在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致，并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程，能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。可见，生态径流年内展布计算法的计算结果较为合理，符合实际情况。     

黑河干流引水式水电站生态流量计算

祁连山区水电站建设改变了下游河道的水文条件,枯水期减水河段出现断流,河流自净能力减弱,河道污染加剧,为了恢复祁连山区水生生物的生态环境,运用改进的Tennant法评价标准对年内展布法、改进年内展布法、逐月最小生态流量、NGPRP法4种常用的生态流量计算方法进行合理性检验,选用评价结果较好的NGPRP法与改进年内展布法,计算了莺落峡站各月最小生态流量,在此基础上,结合水文比拟法计算了黑河干流7座引水式电站各月最小生态流量。黑河干流各水电站最小生态流量各月均值为8.43～83.99 m~3/s,呈现先增大后减小的变化趋势,从1月开始逐渐增大,7月达到最大值,8—12月最小生态流量持续减小。     

基于Tennant法改进的生态水位计算方法研究

为了解决流量资料缺乏河流无法采用Tennant法推荐流量计算生态需水的问题,提出了基于Tennant法改进的生态水位计算方法。该方法将Tennant法中不同栖息状态下推荐流量占多年平均流量的百分比与水位保证率进行关联,以不同栖息状态对应的保证率水位作为生态水位。以淮河流域入海水道生态水位计算为例,选取淮河流域主要干支流上具有长序列流量资料的19个水文站作为参考站点,利用P-Ⅲ曲线推求Tennant法推荐流量阈值的水文保证率,综合分析各站结果,确定了淮河流域河流系统生态流量满足各等级所对应的水文保证率,并将其应用于流量资料缺乏的淮河入海水道生态水位计算。结果表明:淮河流域河流系统栖息状态为差与最佳时的水文保证率分别为90.2%,27.0%～41.6%。淮河入海水道淮阜控制调度闸和东沙港闸生态水位应分别保持在1.26～1.83 m、1.08～1.72 m之间。基于Tennant法改进的方法为流量资料缺乏河道生态需水的计算提供了一种新思路。     

基于改进T ennant 法的湟水流域 河道内生态环境需水量分析

对传统的Tennant法进行改进,从原方法中确定多年平均年流量系列中找一典型年,要求典型年的年流量最接近多年平均流量,典型年来自河流本身一年流量过程,因而具有河流本身的季节丰枯特性。用典型年流量来代替多年平均流量,从而实现Tennant法反映河流流量的季节性。改进后的应用结果表明,求得的湟水干流和大通河的河道内生态环境需水流量更好地体现了研究河段流量丰枯的季节性。     

岫岩县大洋河河道生态需水量计算方法研究

现阶段,研究我国河道生态需水最适合的方法是水文学法。河道生态需水应符合生态系统对水文条件的季节性要求以及水文气象的季节性特征,人们对生态的认识、流域水资源开发利用需求、河流生态系统等与生态需水目标密切相关。文章以岫岩县大洋河为例,结合流域水热同步、以丰补枯的特征,对各月生态需水量利用改进流量历时保证率法计算,研究成果与评价标准及其常用方法具有较好的协调性。     

黄河北岸灌区内河流天然文岩渠生态流量探讨

以河南省北部引黄灌区内天然文岩渠为研究对象,通过分析对比国内外有关河道内生态需水量的研究方法,采用较适宜表现河流年内丰枯变化过程的改进逐月频率法,计算逐月不同保证率(50%、70%、75%、80%、85%、90%)条件下的河流生态流量,同时采用Tennant法、90%保证率最枯连续7日平均流量法(7Q10法)、逐月最小生态径流计算法以及多年逐月平均流量法进行对比。使用Tennant生态环境状况评价等级标准对多种计算结果进行评价,得出年内逐月最小生态流量:天然文岩渠丰水期(6—10月)最小生态流量为多年同期平均流量的65%~80%;枯水期(11月—次年5月)最小生态流量为多年同期平均流量的40%~50%。     

针对河流生态需水的年内展布法改进及其应用

针对年内展布法在季节性河流生态需水量计算中的不足,提出改进的年内展布法;审查径流资料的可靠性,避免极个别情况对整体计算结果的影响;根据径流的季节性变化特点,划分计算时段,更符合实际情况;选取具有95%保证率的月均径流量与多年月均流量的比值定义同期均值比,与原方法相比具有一定的优越性。同时,将改进的年内展布法应用到黄河下游花园口至孙口站。结果表明,改进后的年内展布法能够保证黄河下游最基本的生态需求;与原方法相比,改进后的年内展布法更符合黄河生态需水的丰枯变化规律,对季节性河流的生态评价具有一定的指导意义。     

北方季节性河流动态需水计算方法及其应用

针对径流的实时性动态变化与季节性河流生态需水的动态需求,提出了一种新的季节性河流的动态需水算法。该方法运用动态系数修正了原Tennent算法使用固定系数计算河道基流量的计算方法,弥补了传统水文学以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以蒲河流域为例,并与原综合模型法进行对比,对比结果表明,动态需水算法比传统水文学法更为科学,保留了河流中的鱼类资源及微生物等重要生态资源。     

计算黄河干流生态环境需水Tennant法的改进及应用

为弥补Tennant法不能反映河流多沙特性和流量季节特性的不足,本文在原Tennant法的百分比系数中引入了环境比降和季节系数,对Tennant法进行改进。改进后的Tennant法应用到黄河下游三门峡至利津等站。应用结果表明：改进后的Tennant法能够保障平原区河道的河流形态及河流生物栖息地存在和发展;同时,改进后Tennant法求得的流量更好地体现了研究河段流量丰枯的季节性;结果印证了黄河是主要靠降水补给的河流,其生态环境和降水具有丰枯同步的相关性。改进后的Tennant法能适应地形多变、流量季节性变化的河流,拓宽了Tennant法的适用范围。该文的研究为Tennant法适用于有特殊要求河流的改进提供了一个新的思路。     

基于改进年内展布计算法的河道内 基本生态需水量研究

为了拓宽年内展布计算法的适用范围,针对我国北方河道季节性明显的特点,对该方法进行改进。在原方法的基础上,将同期均值比修改为特枯年(P=90%)河道年径流量与多年平均径流量的比值,结合多年月均径流量进行河道内基本生态需水量计算。以弥河谭家坊水文断面为例,计算河道内基本生态需水量,并与Tennant法标准及我国常用的水文学方法以及改进前的年内展布计算法作对比。结果表明,在一般用水期和鱼类产卵育幼期,改进的年内展布计算法结果都能够满足维持河道基本生态功能的要求,更为合理,证实该方法既继承了原方法能够体现河道年内径流总体过程和变化特征的特点,又能够适用于季节性明显的河道,适用于河道内基本生态需水量的计算。     

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。     

基于逐月径流频率法的挠力河流域生态流量计算

本文以挠力河为例,基于菜嘴子、保安、宝清、红旗岭四个水文站1956—2012年的月径流数据,运用逐月频率法、改进Tennant法计算年内适宜生态径流及生态需水过程,得到其年内适宜生态需水阈值,最终获得四站完整的生态径流及生态需水过程。研究结果表明,各站所在河道内的生态需水量计算方案结果均较为理想,各月生态需水量平均保证率为60.2%,河道内生态状态很好。     

基于ME-Tennant法的河道生态流量过程评价模型研究

针对中小型河流引水式水电站下游减脱水河段的生态修复问题,总结了5种常用的生态流量过程计算方法,将物元分析法(Matter Element Analysis)与Tennant法耦合,提出了ME-Tennant河流生态流量过程评价模型。以湖南省刘家坪水电站为例,应用该模型对不同方法计算出来的生态流量过程进行评价,最终以NGPRP法和年内展布法的计算结果确定最小生态流量过程,以2种不同保证率下的逐月频率法计算结果确定适宜生态流量过程,结果符合研究流域的生态水文特征。研究为推求河道生态流量过程提供了新思路,也为水电站下游减脱水河段的生态修复提供了参考。     

永定河官厅山峡河道内最小生态需水量的历时曲线法

随着永定河下游河道内径流的逐年减少,永定河生态需水研究逐渐成为一个迫切的问题。现针对永定河官厅山峡段河道内生态需水,采用流量历时曲线法分析其流量历时情况,计算得到永定河官厅水库(坝下)站和雁翅站的河道内最小生态需水量为1.06亿m3和1.98亿m3,分别占年径流量的11.3%和26.3%。同时采用Tennant法对计算结果进行比较验证,两种方法得到的结果比较相近。在此基础上,根据研究河段的历史流量历时情况对最小生态需水量进行年内分配计算,将最小生态需水量从年尺度降到月尺度,得到年内各月的最小生态需水量,为永定河流域的水资源优化配置研究提供参考。     

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。     

气候变化对第二松花江下游河段生态环境影响

文中采用蒙大拿法、90%保证率最枯月平均流量和流量历时曲线法,分析了第二松花江河道下游最小生态流量;分析了哈达山水利枢纽建库后各月泄流量,能够满足下游生态环境用水量要求;预测了未来降雨减少和上游用水增加,对下游河道生态环境所造成的具体影响。     

南方季节性缺水河流逐月保证率设定法的改进

改进计算生态基流的逐月保证率设定法以适用于南方季节性缺水河流.构建逐月保证率设定模型,综合分析各类影响设定保证率因素,构建模型评价指标体系及评价标准,耦合AHP与熵值法求解指标组合权重,运用模糊综合评价法求评价值,并通过对比Tennant法、年内展布法等耦合最终适宜生态基流过程.以秦淮河流域为例,将计算结果与传统逐月保...     

Tennant法在河流生态基流计算中的适用性探讨——以福建省东南沿海地区为例

Tennant法在生态基流的计算中得到广泛的应用,但该方法存在着局限性。以福建省东南沿海地区九龙江、晋江、木兰溪、东溪作为研究区,探讨Tennant法在该区域的适用性。结果表明:利用Tennant法分丰、枯两个时期计算求得的各河流生态基流量均小于河流最小月平均流量,说明Tennant法不适用于径流量年内和年际变化大的河流。以九龙江北溪为例进一步分析可知,该河流下游河段河床坡降较小,过水面积较大,断面流速、主槽水深以及水面宽度与多年平均流量百分比的关系曲线都较为平缓,无法支持将多年平均流量的10%作为河道健康的关键点或下限。Tennant法采用多年平均流量和百分数结合的形式计算生态基流,不适用于东南沿海诸河流。