气候变化和人类活动干扰下万泉河流域水文情势变化特征分析

由于气候变化和人类活动的共同作用,众多河流的水文情势发生改变,因此分析环境变化的河流水文情势影响机理对河流保护有重要意义。基于万泉河加报站1957～2014年的日流量资料,通过Mann-Kendall和累积距平法诊断径流序列的突变点,将水文序列划分为两个时间序列,采用水文变化指标法(IHA)、变化范围法(RVA)和直方图匹配法(HMA)分析万泉河水文情势的改变度。结果表明,年径流序列1990年发生突变;变异后,径流特性发生改变,逆转次数显著增加,增幅为28.81%,RVA法的水文改变度DR值为89.85%,发生了高度变异,HMA法的水文改变度DH值为66.34%,表现为中度变异,会对生态系统稳定性带来威胁;流域内热带雨林破坏加剧,植被结构改变是导致河流水文情势变化的重要原因。研究结果可为水资源管理和生态保护提供参考。     

基于鱼类栖息地生态水文特征的生态流量过程研究

针对我国目前生态需水研究难以反映河流自然生态水文信息和保护对象需水过程的问题,以岷江上游干流典型电站——姜射坝水电站为例,以齐口裂腹鱼为主要保护对象,结合河道内流量增量法、目标河段天然径流过程和目标物种栖息地生态水文特征,获得了姜射坝水电站闸址下游河道生态流量过程,尽量保留了涨落水变化和流量脉冲过程对齐口裂腹鱼产卵活动的水文信号刺激,有助于恢复河流生态系统的多样性。     

基于多种水文学方法的秦岭北麓典型河流生态流量分析

为科学确定秦岭北麓典型河流沣河的生态流量,保障生态环境安全,合理开发秦岭北麓水资源,基于沣河秦渡镇水文站1953～2013年连续实测月径流资料,使用Tennant法、90%保证法、最枯月平均流量法、Tessman法、年内展布法、Texas法、典型水文频率年法及NGPRP法8种水文学方法计算沣河生态流量值。通过分析对比结果表明,Texas法在满足程度、水文节律方面表现较好,最终推荐Texas法作为沣河的生态流量计算方法,并给出生态流量推荐值。研究结果可为秦岭地区水资源的开发利用提供科学依据,对区域河流生态系统健康也具有重要意义。     

河流生态径流计算的流量频率区间比例法

以最小生态径流和适宜生态径流为基础,提出了河流生态径流计算的流量频率区间比例方法,即考虑径流情势的年内及年际变化特征,以逐月流量资料分别计算各月的生态径流,将各月的流量系列按25%和75%保证率为分界点划分为丰、平、枯三个区间,各区间保障不同级别的生态径流,维护了径流情势的完整性,有利于河流生态系统的保护。在额尔齐斯河中游的应用表明,该方法可为水库生态调度提供调控目标,从而为河流生态系统的保护提供了参考。     

湄公河清盛站水文情势变化分析

以湄公河清盛水文站为例,采用MannKendall统计检验方法和Pettitt突变检验方法分析了1960 ～2003年径流量的变化趋势和突变点,基于水文变化指标,采用变动范围法定量评价了清盛站水文情势 的变化程度。结果表明,清盛站年均流量总体呈下降趋势,枯季平均流量呈上升趋势,汛期平均流量呈 下降趋势;径流系列基本未发生突变;1992年前后出现显著变化的水文指标有河流枯季月均水量、年均 最小流量与出现时间、低流量谷底数与平均持续时间及流量平均变化率与逆转次数;河流水文情势整体 属中度变化。     

基于熵权法的生态适宜流量研究

以宜昌水文站为例,针对不同时期河流生态系统对水文条件的需求,基于熵权、生态适宜性理论,构建了长江干流宜昌站近50年逐日适时划分水文指标模型,分析了流量、时间、频率、变化率等主要水文指数对河流生态流量的影响。结果表明,该方法可行。     

湘江生态流量阈值研究

湘江是洞庭湖最大的支流和四大家鱼的重要产卵区,对洞庭湖湿地资源补充及生态保护具有重要意义.随着湘江水电的梯级开发,湘江流域的水文情势和生态环境发生了显著改变.生态流量是衡量河流生态系统健康的关键指标,但关于湘江生态流量阈值研究尚未完善.因此,以湘江主要控制站(湘潭站)天然流量过程(1959～1990年逐日流量)为基础,...     

基于鱼类产卵场水力学与生态水文特征的生态流量过程研究

针对山区河流珍稀特有鱼类的水力生境参数定量化困难,以及单一流量的生态需水研究难以反映天然河流生态水文过程的问题,以澜沧江上游某水电站下游分布的澜沧裂腹鱼和光唇裂腹鱼为目标物种,采用非恒定流数学模型,根据目标物种产卵场天然逐日流量过程资料,分析其产卵场在产卵期的水力学特征并构建生态水文指标体系,建立流速、水深适宜度曲线,提出流速、水深需求的适宜范围。并采用河道内流量增量法,结合生态水文指标体系,获得该水电站下泄的生态流量过程,为恢复类似流域生态系统多样性提供了参考。     

基于功能流量法的抚河流域关键水文指标确定研究

生态流量的保障研究对于区域生态环境保护以及生态流量的评估具有重要的理论意义,由于河湖生态流量的确定普遍依赖于大量的历史资料,在实践中存在较大的困难和挑战。基于此,运用功能流量法对抚河流域李家渡水文站的实测逐日流量做了全面的分析与研究,通过功能流量法对功能流量组分识别与量化分析,得到一组适用于抚河流域生态物种生态过程的水文指标。结果表明,对抚河生态过程影响较大的功能流量组分为秋季脉冲流量、峰值流量、春季脉冲流量、旱季基流。根据抚河典型生态物种长江大家鱼的生态需求,得到一组抚河流域生态物种及河岸带生态过程的功能流量组分值。该研究为数据较匮乏地区提供了一种具有生态意义的生态流量评估方法。     

基于IHA分析的小水电工程对黄尾河水沙的影响

为研究小水电工程对黄尾河流域生态水文效应的影响,以黄尾河水文站1972~2011年逐日平均流量和输沙率资料为基础,利用M-K法、滑动T检验法和差积曲线法确定突变年份为1998年,并用IHA法评价小水电工程修建后黄尾河下游河道径流的变化,利用双累积曲线法分析水沙变化趋势。结果表明,小水电工程的修建使黄尾河下游年均径流量和输沙量有所减小,水沙关系发生较大变化,水文指标整体改变度为63.2%,为中度改变,且各月生态流量皆低于RVA下限。研究结果为黄尾河流域生态水文变化需求提供了参考依据。     

基于多种水文学法的闽江下游生态流量计算

确定河流生态流量既可以为河道生态环境治理提供参考,对流域水资源保护具有重大意义。以闽江下游干流为例,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均法（Q90法）、可变范围（RVA）法、改进流量历时曲线（FDC）法和频率曲线法计算竹岐站、文山里站、永泰站的最小生态流量。通过进一步分析,对枯期和汛期,分别提出最适合三站生态流量的计算方法,选取其内包线作为三站各月的生态流量值。最终确定竹岐站、文山里站、永泰站三站生态流量取值分别为374.2～969.8、157.6～461.0、13.8～67.2 m³/s。研究成果可为闽江下游流域保护和流域水资源优化配置提供技术参考。     

二滩水电站运行后对雅砻江下游河流水文情势的影响分析

为评估二滩水电站运行后对下游雅砻江水文情势的影响程度,针对雅砻江下游小得石水文站1958～2012年期间逐日流量变化情况,采用变化范围法（RVA）求得水文变动指标（IHA）中33个水文参数的改变及水文改变程度。结果表明,二滩水电站运行后,其下游雅砻江月平均流量变化的改变不大,年最小流量的改变有所增加,年最大流量变化不大;年最大流量、年最小流量的出现时间均由建库前的30日左右增加到90日左右,偏差较大;年高低流量的频率升幅较大,但持续时间略微减少;涨水率有所上升;落水率有所下降。最终根据水文综合改变度评价雅砻江河流水文情势总体改变度为68.31%,这表明二滩水电站的运行对下游小得石水文站的水文情势的影响为高度改变。     

小水电影响下的南方山区河流适宜生态流量

小水电不合理开发、忽视河流生态流量需求等问题给下游河段水文生态带来不利影响，破坏了水生生物的栖息地环境。以广西壮族自治区大环江下湘电站下游河段为例，选择鲤鱼作为目标鱼类，基于鲤鱼流速和水深适宜性曲线，采用生境模拟法模拟分析11个流量工况下研究河段水动力分布特征和鲤鱼质量生境面积分布特征，并运用水文学方法，基于三个评价指标评价最小生态流量的适宜性。结果表明，利用生境模拟法计算的枯水期鲤鱼生存的适宜生态流量为9.38 m³/s、最小生态流量为6.25 m³/s,结果合理、适宜，对于保障小水电下游河流生态环境健康具有重要意义。     

水文情势变化对岩溶区流域河流生态的影响

采用IHA/RVA法和EFC指标分别分析澄碧河坝首站和平塘站的水文情势改变程度,并利用滑动平均法分析特殊水文指标的趋势。研究表明,澄碧河水文情势改变了河流生态,其中澄碧河坝首站、平塘站的水文综合改变度分别为46.04%、66.91%,均属中度改变;EFC的组成较变异前更为丰富;变异后,澄碧河坝首站、平塘站的1日最小流量分别以平均每年0.07m3/s的速率缓慢上升和平均每年0.01m3/s的速率缓慢下降。受水文情势和岩溶区的影响,上游平塘站对河流生态产生不利影响,下游坝首站更利于澄碧河枯水期河流生态的发展。研究结果为未来澄碧河实施生态监管提供了依据,建议加强监测和分析岩溶区流域水文气象要素,以保证河流生态健康安全。     

泰州市古马干河河流健康状况评估

平原河网区的河流由于水动力较弱,河流系统的水环境和水生态方面往往存在较多问题,河流健康评价对河流的保护和管理有重要意义。从河流的属性和功能出发,以河流健康为总目标,以自然属性健康和社会服务状况为控制对象,建立了由12个指标和24个变量构成的平原河网区河流健康评价体系,并应用此评价方案从自然水文、水质、生态及社会服务等方面评估了泰州市古马干河的健康状况。结果表明,古马干河的健康等级处于亚健康状态。研究成果可为河流健康管理提供参考。     

玉龙喀什河62年极端日流量变化特征

为确定和田河流域流量极值的演变规律,选取和田河流域玉龙喀什河同古孜洛克站1957～2018年日实测流量,采用Mann-Kendall、EEMD、R/S等方法分析和田河流域极端日流量的变化特征.结果表明,汛期流量占比呈不显著下降趋势,非汛期流量占比呈显著增加趋势;最大1、3、5 d流量亦呈非显著增加,最小15 d流量显著...     

窟野河洪水序列变异点综合诊断

以黄河流域窟野河1954～2006年洪峰序列资料为基础,采用水文序列变异点综合诊断方法对洪水变异点进行诊断。结果表明,窟野河流域洪水发生变异的年份为1979年和1998年,与水文调查结果一致,可为定量描述下垫面条件变化对流域径流的影响提供参考。     

基于断面水质目标的水库生态流量泄放研究

河道上游水库闸坝在设计运行过程中,大部分未考虑河道下游的最小生态流量和环境流量需求,会影响河道的环境功能稳定。为此,以灌河鲇鱼山水库为例,利用MIKE21模型对三种不同方案进行模拟,模拟出能满足控制断面水质目标所需的环境流量,并结合基于Tennant法确定的河道最小生态流量,确定鲇鱼山水库的生态流量泄放方案。结果表明,通过方案3治理后,鲇鱼山水库月平均下泄流量为0.9～5.26 m~3/s。研究结果可为类似的水库闸坝生态流量泄放调度提供参考。     

陆面水文模式Noah-LSM在赣江上游区的适用性研究

为合理评估未来气候变化下赣江上游区的水文响应机制,基于赣江上游峡山水文站以上集水区域6个气象站点1961～2014年逐日气象资料和2008～2014年中国陆面数据同化系统土壤含水率产品,采用NoahLSM陆面水文模式进行历史流量和土壤含水率过程模拟,评估Noah-LSM在赣江上游区的适用性。结果表明,Noah-LSM模拟的率定期和验证期日流量模拟过程确定性系数分别为0.857、0.750,模拟的土壤含水率过程与中国陆面数据同化系统产品基本吻合。Noah-LSM能合理模拟研究区的流量和土壤含水率过程,且在赣江上游区具有良好的适用性。     

基于变动范围法的宜昌站水文情势影响分析

为分析长江上游水利工程建设后水库群的联合运行对中下游的径流及生态环境的影响,基于宜昌水文站1946~2013年的日流量资料,运用Mann-kendall法对历年日平均流量进行突变性分析,将水文资料划分为1946~1980、1981~2002、2003~2013年三个时段;并采用变动范围法研究了葛洲坝、三峡大坝运行后水库群对宜昌站生态水文指标的影响。结果表明,1981~2002年水库群对水文情势的影响程度较小;2003~2013年水文情势变化程度整体上属于中度改变,较大程度地影响了河流生态系统,需采取必要措施降低对生态系统的威胁。研究成果可为水资源管理和生态保护工作提供指导。