河道生态需水及水库的生态调度方式研究进展

总结国内外河流生态需水量计算方法，指出不同方法有其不同特点、使用条件和存在问题，在实际应用中需根据已有资料条件和研究目的，选用适当 的计算方法。分析水库生态调度要注意的问题，对如何评价调度效果进行了说明，然后综合考虑社会、经济和生态要求，提出了考虑下游生活、生态和生产条件的水库生态调度应遵循的基本原则。     

多功能水库生态调度决策目标分析

朱庄水库是一座以防洪为主,同时承担城市用水、灌溉用水,兼顾发电、天然养殖等多功能服务的大型水库,为当地的国民经济发展发挥了重要作用.水库在带来巨大经济效益的同时,也对水库下游河流生态环境产生了一些负面影响,河流长期处于干涸状态,河流生态环境破坏严重.近年来,朱庄水库向下游河道有计划适当放水,为保证下游生态环境和缓解下游生产和生活用水,发挥了重要作用.因此,在保证水库服务功能的前提下,搞好水库生态调度,是水库调度的一项重要内容,使水库无论在防洪、供水、灌溉等方面,还是在对下游河流生态健康方面,都发挥其水利工程的作用.     

考虑不同生态需求层次的水电站水库生态调度研究

随着水生态地位的日益突出,当前水库调度应当统筹考虑社会经济与生态效益,在保证水量高效利用的前提下,满足河流生态要求,其核心是量化河流生态需求,并将其作为生态要素目标纳入水库调度模型中.为此,研究采用ME-Tennant法的生态需水过程评价模型,确定电站下游河流的最小和适宜生态需水过程;在此基础上以生态缺水量最小为生态目...     

基于下游需水量过程线的水库生态流量调度研究 ——以新疆五一水库为例

干旱区域河流的开发利用率较高,生态流量"放不下、放不稳"。为协调生态、生产、生活等用水需求,需要合理确定水利工程的调度过程。以新疆五一水库为研究对象,通过推算其下游艾比湖湿地保护区的生态需水量与五一水库下泄水量间的对应关系,换算得到生态敏感目标对应的水库的下泄水量需求,进而确定五一水库的分月下泄水量过程线,并计算了目标可达性。结果表明:合理调度可以实现五一水库生活、生产供水量目标和河流生态目标。研究成果可为干旱区域河流的工程生态流量调度提供技术支持。     

水库生态调度研究的若干思考

传统的水库调度方式在保障防洪安全的基础上力求最大限度发挥河流水资源的经济效益,对库区及下游的生态环境考虑较少,在防洪兴利的同时危及了河流健康。改变传统的水库调度方式,将生态目标纳入到水库调度中来,开展以维护或改善河流健康为重要目标的水库生态调度是十分必要和迫切的。从水库修建运用的生态效应出发,在国内外相关研究的基础上系统分析了水库生态调度的概念、内涵及研究热点,并重点讨论基于生态水文模拟的水库生态调度方式及其研究中的一些关键技术问题,以期能够对水库生态调度研究提供参考。     

小浪底水库生态调度的内涵、目标及措施

黄河调水调沙会改变水库及其下游河道的水文泥沙情势和生物生活环境,为此需要考虑相应的生态调度。根据生态调度研究进展,针对当前小浪底水库运行现状及其引起的生态环境问题,提出小浪底水库生态调度的总体构想,包括水库生态调度的内涵、目标和措施。生态调度的内涵是小浪底水库在水沙调度中要充分考虑河道(河床)生命和河流生物生命的水沙需求,将伤害减到最小,并逐步修复、长期维持其健康状态。总体目标是维持黄河健康生命,既要维持黄河河道(河床)生命的健康状态,又要维持河流生物生命的健康状态。具体措施有水库调度、维持河道基本生态流量、人造洪峰、控制低温水下泄、控制下泄水体气体过饱和和控制咸潮入侵等。     

供水水库多目标生态调度研究

根据我国北方地区径流特征及供水水库调度的实际需求,构建了供水水库多目标生态调度模型。模型将下游生态需水过程分为最小生态需水及适宜生态需水两个等级,要求枯水期水库放水过程能够满足河流最小生态需水要求,确保下游生态不退化;丰水期放水过程贴近适宜生态需水过程,为下游提供良好生境。基于该模型,采用自适应遗传算法,对承德双峰寺水库生态调度问题进行了优化求解,结果表明该模型能够对北方供水水库生态调度决策提供支持。     

针对小江回水区水华现象的生态调度方案评估

水库生态调度是一种有效的生态补偿手段,通过合理的水库调度方式,可以弥补或减缓水利工程对生态环境造成的影响。综合考虑开县消落带的生态需求和现行三峡水库的调度运行特点,应用验证后的生态动力学模型,模拟出小江调节坝调度方案。提出适用于小江调度方案优化的评估指标体系,根据不同调度方案下调节坝上下游水位、流速和水质情况,利用层次分析法对调度方案进行评估分析,确定调节坝的最优调度方案。研究证明,通过对调节坝的合理调度来改变下游河流水动力条件,可以抑制藻类大量繁殖生长以及改变河流营养盐分布。为以生态调度控藻为目的制定合理的小江生态调度方案提供了可靠的依据。     

黄河下游生态需水与生态调度研究综述

系统梳理了20世纪中期以来国内外河流生态需水与生态调度的概念、方法、应用效果等,并针对黄河下游的现状对这些研究的适用性和应用前景做了述评。通过分析指出,黄河下游的生态需水与生态调度研究已取得了一定进展,既界定了总体量值范围,也考虑了不同水平年对应不同保证率下的流量过程。提出黄河下游生态需水与生态调度仍存在水文过程与生态系统作用关系尚未厘清、生态流量与水库调度尺度存在差异、黄河下游水库综合利用任务较难协调、未来水沙变化等因素具有不确定性等问题。     

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。     

棋盘山水库多目标生态调度研究

棋盘山水库是蒲河流域的首部控制水库,具有保证下游用水的重要作用,在调度方面既要考虑自身的利益,也要兼顾下游地区的用水要求,实现全流域的水资源可持续利用。棋盘山水库现行调度方式主要以维持棋盘山风景区景观水面需要为目标,仅保证棋盘山风景区的旅游效益和生态效益。然而现行的调度方式导致下游地区枯水期供水量严重不足,河道生态用水及下游灌溉用水无法保证,而水库汛期弃水量较大,给下游防洪带来了一定的压力。建立棋盘山水库生态调度模型,以水资源高效利用和水质改善最大为目标,以满足下游生态需水为主要约束,采用系统仿真模拟进行计算,绘制棋盘山水库天然流量与调度流量的对比图,表明9月―来年4月水库的下泄流量过程与水库天然下泄流量比较接近,而5月―8月水库的下泄流量与天然下泄流量有一定的差距。     

考虑天然水文情势的水库调度图优化

以河流整体水文改变度最小为生态目标,广义缺水指数最小为经济社会供水目标,构建了考虑天然水文情势的水库调度规则优化模型。以三亚市大隆水库为实例,基于NSGA-Ⅱ优化算法进行模型求解,得到大隆水库调度规则优化方案,分别从经济社会供水和生态水文指标改变情况对不同调度规则进行分析,确定兼顾经济社会供水和河流生态的调度规则优化方案作为大隆水库调度规则推荐方案。     

水库生态与环境调度研究综述

水电工程为人类带来经济与社会效益的同时,却对河流生态系统产生了胁迫,威胁着人类的可持续发展.开展水库生态与环境调度是趋利避害的有效措施.介绍了水库生态与环境调度的研究背景及内涵,并综述了国内外的研究进展.总体来看,水库生态与环境调度正处于起步阶段,目前研究多限于宏观定性的论述,缺乏微观定量的研究.因此,探索兼顾河流生态系统健康的水库调度方式已成为解决人类生存与发展的重要研究课题.     

基于和谐理念水库调度方式的研究

现行水库调度方式对河流健康的环境影响主要有:改变河道形态、拦水拦沙影响上游与河口环境、阻隔河流系统的空间联系、影响流域陆地水文条件、库岸滑塌、影响地下水和流域的水质、改变流态影响水温和加剧污染等。对河流健康的生态影响主要有:减少流域生态物种、威胁河口湿地上的生态物种、阻隔鱼类洄游路线、影响水生物的生命周期等。提出了和谐理念水库调度措施:实施水位优化调度、分层分段泄水保障水质、结合防洪适时适量泄水改善库内水质、分层放水以消除水库下游水温异常、人造小洪峰以满足下游生物繁衍需求等。     

额尔齐斯河水库群多尺度耦合的生态调度研究

针对我国额尔齐斯河流域生态问题,给出了水库群生态调度的定义。以保障河流健康、河谷生态系统安全为目标,构建了宏观、中观、微观相互嵌套多尺度耦合的水库群生态调度体系;结合生态调度的原则和依据,建立了水库群多尺度耦合的生态调度多目标模型,以及水库群中长期、短期和实时生态调度模型;提出了多时间尺度耦合的水库生态调度技术、多目标非线性水库调度模型求解技术和生态系统漓漫灌溉技术;定义了漓漫灌溉,构建了生态漓漫灌溉系统。应用上述体系、模型和方法,计算结果表明,中长期调度方案能满足额尔齐斯河流域水资源综合利用各部门的供水量及保证率要求,尤其是满足河谷林草生态供水的破坏深度要求和最大连续缺水年数的限制;水库群实时生态调度模型的计算结果表明:模型计算的河谷林草、湿地的水库人工生态洪水过程与实测值比较接近,相对误差为0.04%,说明模型结果合理。实时监测了河谷林草的漓漫灌溉效果,包括范围、面积、水深等,监测结果表明:水库人工生态洪水过程基本满足河谷林草漓漫灌溉面积、水深等生态需水要求。研究成果对额尔齐斯河维持河流健康、保障生态安全、解决国际河流的水资源综合利用问题、发展水库群生态调度的理论和方法,具有重要的理论意义与应用价值,可供我国北方河流生态调度借鉴。     

水库多目标生态调度

分析了现行水库调度方法的不足,指出应在实现社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求,实行水库的多目标生态调度。文中讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;保证维持下游河道基本生态功能的需水量;模拟自然水文情势的水库泄流方式;进行水库泥沙调控及水库富营养化控制;减轻水体温度分层影响;进行防污调度以及增强水系连通性等方面的调度技术。     

西北内陆河流域水库群生态调度模型

针对石羊河流域宏观的水资源配置和调度中的生态问题,探讨了西北内陆河流域水库群生态调度模型的内涵和准则,指出生态调度不仅仅要满足库区及水库下游的河道生态需求,并考虑水库控制的各供水片区的生态环境要求;以单个水库控制的虚拟供水片区作为计算单元进行概化,以供水过程相对均匀为目标函数,以减轻库群建设及运行对生态环境的负面影响为主要约束,建立了石羊河流域水库群生态调度数学模型,并给出具体的模型求解方法和水库群调度方式。     

阎王鼻子水库生态调度方案分析研究

本文在分析阎王鼻子水库建设前后下游水文情势变化的基础上,根据河道内生态不同需求和不同计算方法,确定水库下游河道基本生态流量和目标生态流量两种需求方案。在充分考虑大凌河流域河道外需水的前提下,研究分析了阎王鼻子水库最大程度满足河道内不同生态需水要求时的调度方案,对改善水库下游河道环境具有一定的指导意义。     

水库生态调度模型及其应用研究

水利工程建设在促进社会经济发展的同时也给河流生态系统带来了一些负面影响，为了减轻水利工程对水生态系统造成的不利影响，结合中国的实际情况本文建立了在考虑水库原有功能的基础上，兼顾河流生态需求的水库生态调度模型。计算了河流最小生态流量、适宜生态流量和生态洪水。本文将建立的生态调度模型应用于南水北调中线工程的水源区丹江口水库，采用逐步优化算法求解生态调度模型，分析计算生态目标的加入对水库原有功能的影响。研究通过水库调度满足河流适宜生态流量，尽量不低于最小生态流量的调度方式；探讨通过水库调度模拟“人造洪水”，为鱼类的繁殖和生长创造适宜的水力条件。计算结果表明，丰水年在满足生态流量的情况下，对水库原有功能影响不大，然而平水年和枯水年在考虑生态需求时，对水库原有功能将产生一定程度的影响。因此需要在生态环境和经济效益之间均衡利用水资源，通过水库的生态调度保持河流天然适宜的径流过程，维护河流生态系统健康及水资源的可持续利用。 关键字:水库生态调度;河流生态需水量;生态洪水     

滹沱河两大梯级水库生态调度

现代社会的发展越来越依赖于生态环境系统的支撑,水库带来的生态影响正引起高度关注。当前,北方河流已呈现出"江河湖库化,湖库富营养化"的恶劣局面,这就要求水库调整功能,建立防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度运用方式,使水库对坝下游生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受的范围内,并逐步修复生态与环境系统,充分发挥水库作用,不断提高水库的社会、经济和环境效益。