关于黄土高原水土流失治理格局调整的建议

黄河流域生态保护和高质量发展成为重大国家战略,针对现状水沙情势和黄河大保护、大治理客观要求,科学制订适应新需求的流域治理策略对推进黄河流域生态文明建设具有重要现实意义。围绕黄河水沙关系变化和黄河流域治理现存问题,提出新水沙情势和新时代要求下黄河治理应对策略:适时调整黄土高原治理方向,分区精准治理,协同推进乡村振兴和绿色发展;调控黄河水沙关系,改造下游河道并解放滩区,保障黄河长久安澜;构建水资源管控体系,推进精准深度节水,促进流域高质量发展。     

环境流理论进展述评

本文回顾了环境流评价方法从简单的水文公式到水文变化生态限度方法(ELOHA)的发展历程。讨论了环境流的理论要点,如自然水流与径流调节水流的区别;水文情势改变-生态响应关系以及水生态系统阈值等问题。文章还评论了环境流方法应用的若干问题,包括生态需水概念;技术文件中引用国外文献的完整性和准确性;加强数值模型研究和软件开发;推行适应性管理策略。     

汉江上游径流情势变化及归因分析

基于 Budyko 框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系，拓展 Budyko 方程并得到微分方程。选择汉 江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列，开展径流情势变化及归因研究。 结果表明：所有径流指标均发生变异且明显减小；多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于 0.90，能够较好预 估径流变化情势指标，并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系；基于 Budyko 假设的互补关系 法性能优于全微分法，气候（流域下垫面）变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的 绝对值分别为 35.89%?(64.11%)、34.58%?(65.42%) 和 71.12%(28.88%)，对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非 汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 34.82%(65.18%)、26.29?%(73.71%) 和 35.11%(64.89%)。     

波涌灌地面水流运动的零惯量模型及数值计算

本文利用地面水流运动的零惯量模型，对波涌灌水流运动的全过程进行了数学模拟，利用一阶隐式差分公式求解零惯量水流运动方程，得出了进水和退水距离与时间的变化关系曲线，与大田实测波涌灌资料进行了对比，一致性较好。     

黄河下游典型岸线保护与利用方法研究

岸线保护与利用是黄河流域生态保护和高质量发展的重点工作。针对黄河下游开展适应新形势的岸线保护与利用量化分析方法研究,结合前期相关研究成果,科学划定原阳岸线范围,并从时间和空间两个角度分析2000—2015年原阳岸线土地利用结构变化情势及驱动因素。在此基础上,根据原阳岸线防洪安全、经济发展和生态保护的多重要求,构建了权衡经济效益、社会效益和生态效益的多目标优化模型,并模拟2025年原阳岸线保护与利用情景预案。结果表明:该方法能够从数量结构上对原阳岸线保护与利用进行优化配置,并给出不同侧重(经济效益、生态效益)的情景预案,为黄河流域岸线开发利用提供一种量化的研究方法与思路。     

含柔性植物明渠水流阻力特性试验研究

利用水槽试验研究了无草、淹没型、非淹没型柔性植物水流阻力特性的变化规律,分析了含植物明渠沿程水面比降和阻力系数的变化特性。得到各植物阻力系数变化与尼库拉兹曲线基本相似,紊流范围内同样可划分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区;探讨了各植物明渠等效河床的问题,据此确定了各植物的粗糙度,对植物粗糙度、水流雷诺数和阻力系数之间的关系进行了分析,并通过对各植物水流阻力系数的分区回归计算,得到各植物水流阻力的分区经验表达式,该方法能较好地应用于含植物明渠水流阻力系数的推求。     

黄河开封段河道治理措施浅议

黄河开封段游荡型河道水沙关系发生明显变化,水少沙多、河槽萎缩,不能形成稳定的中水流路。本文通过分析多年水沙资料,结合已建工程实践经验,从统一规划整治方案、修建控导工程、实施两岸整治、利用小浪底水库水沙组合措施等几个方面,论述了新时期开封游荡型河道稳定中水流路、刷深中水河槽的河道治理方法。     

河道植被对水流运动影响研究之现状

研究植被与河道水流的相互作用,对于防洪和生态环境治理具有实际意义.总结了沉水植被和挺水植被对水流的阻力的研究进展情况.针对单一类型植被对水流的阻力已经开展了物理模型试验研究,但试验中忽略了植被的生态特征变化对水流运动的影响.已有的植被对水流阻力的数值模型,是通过调整河床糙率来考虑沉水植被对水流的阻力,采用圆柱绕流的阻力公式计算挺水植被引起的水流阻力.今后在分析植被对水流运动影响的研究时,需要进一步考虑植被的多样性和生态特征.     

基于IHA/RVA法的修水流域上游大型水库影响下的枯水变异研究

根据水文变异指标法及变化范围法(IHA/RVA),对江西修水流域上游两个大型水库启用日期差异进行组合,定量计算、分析了水利工程影响下的修水流域上游枯水流量的时序变异特征,探讨了水利工程建设前后导致的水文变异程度,揭示了对河流生态系统至关重要的低流量范围内多个枯水情势高改变度的存在,为水库生态调度与河流生态保护提供了有益的参考。     

导沙坎导沙机理及设计方法

根据水槽试验的结果，阐述了导沙坎防沙的原理、导沙坎附近水流及泥沙运动规律，分析了影响导沙坎导沙效果的几个主要因素：流速、导沙坎高度，以及导沙坎与水流的夹角．从推移质泥沙运动的机理出发，进行理论分析推导，得到导沙坎相对高度与相对水流强度的关系式，利用实际工程及模型实验的有关资料进行回归分析，确定出关系式的系数和指数，为实际工程的设计提供了科学的依格     

塔里木灌区引水前后环境流特性变化

基于水文改变指标基本分析方法,筛选建立了环境流评价指标,着重分析了塔里木灌区引水对塔里木河干流阿拉尔和新渠满断面环境流变化的影响。结果表明:在灌区大量引水灌溉前后,干流两个主要水文站的环境流组成分别呈现出不同程度的变化,环境流组成趋于单一化;各水文站的流量事件以枯水流量事件为主;引水对特枯流量事件、高流量脉冲事件和大洪水事件的影响较大。结合环境流指标和生态系统响应关系,制定了面向生态的水资源优化调度方案,为流域生态治理和水量分配提供了参考。     

塔里木河水资源高效利用方式研究

塔里木河是我国最大的内陆河,流域内降雨稀少,水资源贫乏,生态环境脆弱,由于水资源不合理利用,导致严重的生态环境灾害,用水矛盾尤其是经济建设与生态环境用水矛盾突出。本文围绕塔里木河流域水资源的开发利用过程中存在的问题及原因,从水资源利用及流域的生态环境问题着手,探讨塔里木河流域水资源的利用的对策与措施。     

注重荒漠区胡杨林生态保护与修复的汊渗轮灌研究

针对传统生态调度"只放不灌""大水漫灌"造成的生态水利用效率低、灌溉面积有限等实际问题,本文基于荒漠区耐旱性植被胡杨特殊的生物节律,提出汊渗轮灌的灌溉理念,明确了汊渗轮灌的定义、内涵,构建了汊渗轮灌系统和灌溉模式,搭建了汊渗轮灌的基本框架.以我国最大的内陆河塔里木河下游为例,基于汊渗轮灌的灌溉模式优化塔河下游原有的工程...     

塔里木河流域生态输水效益分析

塔里木河流域位于我国西北内陆干旱区,由人类活动引起的土地荒漠化、土壤盐碱化、湖泊萎缩及干涸及生物多样性减少等一系列生态问题日趋严重。为适应西部大开发战略,改善生态环境和水利基础设施建设,政府部门开始对塔里木河流域实施综合治理工作,自2000年到2013年5月底,已先后向塔里木河下游"绿色长廊"实施了14次生态输水。基于大量相关文献及塔河官网数据,分析博斯腾湖的输水作用、开都-孔雀河下泄水量变化、水头历次到达大西海子水库以下距离变化等。研究表明:①博斯腾湖出水量与孔雀河下泄水量成正相关,博斯腾湖对于大西海子水库下泄水具有重要作用;开都-孔雀河输水量呈逐年下降趋势,而阿克苏河等3源流和干流输水量逐步提高,但在枯水年份的下泄能力有待提高;②大西海子水库向下游累计下泄水量41.64×108m3,10次将水输到台特玛湖,台特玛湖水量显著增加,结束了塔里木河下游河道连续断流近30年的历史,有效改善了塔里木河下游的生态环境。     

塔里木河流域被挤占的干流绿洲生态水权研究

未开展干流绿洲生态水权被挤占量的计量,制约了塔里木河流域干流绿洲生态水权分配与其绿洲生态环境恢复。明确被挤占的绿洲生态水权及其计量是落实塔河流域挤占干流绿洲水权主体权责、客体分配及其经济补偿的基础。为此,首先明确了挤占干流绿洲生态水权的计量原理和类型;然后进一步确定了挤占干流绿洲生态水权的计量方法和模型;在此基础上计算了挤占干流绿洲生态水权。结果表明:在塔河流域,上游源流都挤占了塔河干流绿洲的生态水权,干流绿洲的生态水权基本都被挤占;而且,挤占干流适宜绿洲生态水权高于挤占干流最低绿洲生态水权,挤占干流绿洲维持恢复生态水权高于挤占干流绿洲维持生态水权;挤占期主要在3~5月和6~9月。分析成果可为确定塔河流域挤占干流绿洲生态水权归还和经济补偿提供依据。     

塔里木河干流治理综述

受气候干旱、水资源无序开发和低效利用等的影响,塔里木河流域生态环境日渐恶化,已成为制约流域经济发展、社会稳定等的主要问题。塔里木河干流治理的主要任务是在干流修建输水堤、生态闸和河道护岸工程,防止洪水漫溢,变无序用水为控制用水,提高该河段水资源的利用率,其作用是在满足上中游两岸生态用水和农业灌溉用水的同时,增大向下游的输水量,到2005年实现向大西海子以下河道输水3．5亿m^3的目标。根据分析计算,治理工程实施后可基本达到向下游输水5．08亿m^3的目标,堤防工程的修建可增大河道输沙量,减少泥沙淤积。同时,工程布局以及河道护岸工程建设如何根据未来河势的变化进行调整和完善,还需要进行深入的研究。     

塔里木河流域水资源适应性利用能力评价及调控

基于TOPSIS法与耦合协调度方法对塔里木河流域及5地州水资源适应性利用能力进行量化研究,在此基础上,选取5个典型指标,利用多维临界调控模型对塔里木河流域水资源、经济社会、生态环境子系统间协调发展进行调控.结果表明:2004-2016年,塔里木河流域水资源适应性能力在0.4～0.5,整体处于中等水平,其中阿克苏地区水平...     

塔里木河干流水资源问题与治理措施

塔里木河流域气候极端干旱 ,生态环境十分脆弱。由于近些年来对干流开发利用缺乏全面规划 ,上、中游水资源利用浪费严重 ,加上源流来水量减少 ,造成塔里木河下游断流 ,生态环境急剧恶化。塔里木河干流治理要以改善生态环境、确保绿色走廊、保护生态平衡为目标 ,采取必要的工程与非工程措施 ,加强节水工程建设 ,提高水资源利用率 ,控制上、中游耗水 ,增加下游生态用水 ,逐步恢复下游生态     

Assessment of Water Capacity and Availability from Unregulated Stream Flows Based on Ecological Limits of Hydrologic Alteration (ELOHA) Environmental Flow Standards

Determination of water resources management thresholds, such as conservation releases, passby flows, and water availability limits, is a contemporary challenge facing water resources managers. With recent advancements in environmental flow science, including the ecological limits of hydrologic alteration (ELOHA) framework, environmental flow standards can be developed for a variety of stream types throughout a particular region or watershed. Environmental flow standards typically cover the entire natural flow regime, including low‐flow, seasonal‐flow (medium), and high‐flow components. However, it can be difficult for water resources managers to directly apply these standards to establish practical management thresholds. This study proposes a novel approach to assessing water capacity based on ELOHA environmental flow standards. The procedure entails iterative simulations to identify withdrawal limits for gaged streams and regional regression analysis to predict withdrawal limits for ungaged streams. The approach was applied for 63 reference gages with long‐term, continuous, minimally altered, daily streamflow records within the Susquehanna River basin. The results of the investigation demonstrate that the approach can be used to assess water capacity from gaged and ungaged streams via iterative withdrawal simulations and regional regression analysis respectively. The regression equation developed through analysis of the reference gages has an adjusted R‐square value of 0.96 and a standard error of 27%. Determination of a water capacity value, based on a suite of environmental flow standards, provides water resources managers with a valuable tool for informing the establishment of water resources management thresholds. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

河流水文学若干研究领域的回顾与展望

就 2 1世纪的产汇流理论、流域定量地貌、河流洪水、河流泥沙、河流热状况与冰情、河流资源利用、河流水质与河流生态环境等河流水文学主要研究领域的发展前景作了初步的展望 :要进一步揭示不同气候和下垫面条件下的产汇流规律 ,研制预测功能强的流域水文模型 ,发展和应用数字流域 ,深入揭示复杂条件下的洪水运动规律 ,提出高精度的分析计算方法 ;水流动力学与泥沙动力学相耦合的产沙计算方法将得到实际应用 ,河流输沙机理将进一步被揭示 ;继续探索河冰形成及河流冰情变化的热力学和水力学机理 ,完善冰凌数学模型 ,进一步揭示河流水流挟带污染物质的运动机理 ,完善水质模型 ,提高计算精度 ;要采用多学科综合的手段 ,深入探讨人类活动对河流生态系统的影响