1956-2019年乌江水文情势变化及其对鱼类的影响研究

水量变化导致河流生态水文情势发生改变,进而影响河流生态系统健康。为深入明晰乌江干流水文变异前后水文情势变化对鱼类生境的影响,选取武隆水文站1956-2019年逐日流量数据及2009-2015年12种漂流性鱼类产卵量资料,采用曼-肯德尔 (M-K)检验法、累积距平法研究乌江干流变异节点,分析突变前、后逐日流量的变化趋势,通过生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)综合评价乌江32组水文指标特征及改变度,基于水文情势变化下研究鱼类数量变化过程。结果表明：乌江流量突变年份为2009年,与彭水水电站的运行时间相同,变异后,多年平均日流量峰值波动于15 000 m³/s,而变异前流量峰值接近18 000 m³/s。乌江32组水文指标整体改变度为38.7%,处于中度变化范围;属于高度改变的低流量历时和次数改变度分别为74.64%、75.29％,发生时间推迟4 d;高流量历时和次数改变度分别为29.79%、37.83％,发生时间提前21 d。降雨与流量呈极强正相关,降雨量的逐年减少对流量有重要影响。此外,水文情势的变化易受彭水水电站的影响。流量减少和变化下的水文情势对鱼类的影响是一个累积的过程,2009年后12种漂流性卵鱼类的产卵总量大幅减少,尤以2011年最为突出,仅为1 541.69×10⁴粒。本研究可为研判乌江水文情势变化过程及制定水生态修复措施提供参考。     

变化范围法评估北江流域水文情势变化

通过分析北江石角站实测径流资料,应用变化范围法(RVA)评估北江流域水文情势变化.认为总体上属低改变度到中改变度阶段,个别指标达到高改变度;干支流径流式水库,其枯水期运行调度对北江流域水文情势影响较大,而汛期运行调度对水文情势影响较小;飞来峡水库运行对北江中下游水文情势的改变幅度不大,但个别水文改变指标(IHA)改变度较高,有必要进一步优化飞来峡水库调度方案,减轻对北江河流自然生态的破坏,把IHA改变度降至最低,实现人水和谐.     

水利工程影响下锦江流域水文情势变化研究

该文从径流年际变化和年内分配两方面分析水利工程影响下锦江流域水文情势变化,年际变化部分应用M-K秩次相关检验的趋势性分析及突变诊断,年内分配部分通过水库建成前后各水文站月径流量系列对比进行分析.研究表明:年际方面,锦江水库的兴建导致坝下年径流量下降,丰水期径流量下降;下游干流年径流量下降,其丰水期径流量下降;对下游支流...     

琴江流域生态流量的核算与分析

本文以琴江流域1978—2021年石城水文站的实测径流资料和11个雨量站的降水资料为依据,选取流域内4个水文监测断面,分别用水文学Q_p法、Tennant法、频率曲线法三种方法计算分析了琴江流域各河段生态流量,综合分析认为采用Tennant法的分析成果于琴江流域各河段生态流量较为合理,各控制断面汛期和非汛期的生态流量保证率均达90%以上,该成果可为日后琴江流域水资源开发利用提供一定的参考。     

琴江流域“13.8”暴雨洪水分析

2013年8月14日～18日,梅江上游琴江流域发生大暴雨、局部特大暴雨的降水过程,产生了较为严重的洪涝灾害。通过对本场暴雨洪水过程的分析,短历时降雨有量大、集中的特点,是较为稀遇的暴雨,暴雨中心还有从上游往下游转移的过程,使洪水更加集中,造成峰高量大的洪水特征,尖山水文站洪峰流量达到3260 m3/s,超50年一遇标准,洪水急涨,破坏力大,洪灾损失严重。     

黄河流域近300年来水文情势及其变化

对黄河流域近300年来水文情势及其变化情况进行了分析,结果表明:20世纪90年代以来黄河径流的长期演变处于长周期持续偏枯时段的低谷阶段,因此目前还不能过分夸大气候回暖对径流减少的影响;20世纪不同时段径流、暴雨与洪水等水文现象的极值事件时有出现,虽然与18～19世纪情况有所不同,但是仍未超过过去所见的变化范围;近几十年来,人类活动对水文情势变化的影响逐步加大,甚至在一定程度上改变了径流的演变规律.     

基于IHA-RVA法的黄河水文情势演变分析

水文情势的自然波动是维系河流生态系统功能性及水文健康的关键。针对气候变化和人类活动造成黄河流域水文情势变化等问题,选取黄河干流代表性水文站(兰州站、龙门站、花园口站)1956—2020年逐日径流实测资料,采用Mann-Kendall和Pettitt检验方法,综合检验径流突变年份,利用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA),定量评价黄河流域水文情势改变程度。结果表明：1)兰州站、龙门站、花园口站径流突变年份分别为1984年、1987年、1986年,且龙门站、花园口站控制流域内年均流量呈显著性减小趋势。2)兰州站年均90 d最小流量改变度最高,达83%;龙门站4月平均流量改变度最高,达-100%;花园口站流量平均增大(减小)率改变度最高,达-92%。3)兰州站、龙门站、花园口站整体水文改变度分别为34%、37%、51%,均属于中度改变。     

太子河流域水文情势变异特征分析

为了定量分析太子河流域水文情势的变异特征,在太子河上、中、下游选取特征水文站,划分为1956—1972年、1973—1995年、1996—2012年3个时间段,对各水文站长序列的月流量过程进行研究,分析其水文情势空间和时间上的变异特征。     

基于IHA-RVA法四水流域水文情势变化评估

为了分析湘江、资江、沅水、澧水流域的水文情势变化情况,选取了湘潭、桃江、桃源和石门4个代表性水文站1959—2016年历史流量资料,应用Mann-Kendall法、累积距平法检验以及滑动T检验法分析湘、资、沅、澧四水的水文特征与水文突变点,并应用水文指标变动范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评估了四水各站点突变前后水文指标改变程度。研究结果表明:(1)1959—2016年四水流域的湘潭、桃江、桃源站年均流量均呈不同程度的增长趋势,石门站呈降低趋势;湘潭、桃江、桃源、石门站各水文站年均流量变化的突变年份分别为1991、1987、1989和1973年。(2)通过对水文突变前后各水系的水文情势的大小、频率、历时、发生时间和变化率5组水文指标以及变化程度分析,4个站点水文整体改变度分别为36%、22%、35%和42%,其中只有桃江站改变度为低度改变其余3站都处于中度改变。该研究成果可为四水流域水文情势影响评价以及流域水生生态安全提供技术支撑。     

梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法（IHA-RVA）,综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明：常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明：常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。     

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。     

三峡水库蓄水期洞庭湖区水文情势变化研究

洞庭湖湖区的水文情势变化直接影响到区域洪水灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全维护,意义重大。基于实测资料分析了三峡水库运行前后洞庭湖区水文情势变化,受三口分流量减少和来水偏枯等综合因素影响,2003～2016年8～11月洞庭湖入、出湖水量较1981～2002年分别减少26%和23. 7%,湖区水位下降0. 76～1. 27 m。建立了长江与洞庭湖一、二维耦合水动力模型,模拟计算了三峡水库蓄水期初设调度方案、优化调度方案和规程调度方案下长江干流及洞庭湖区的水文过程,3种方案对应的城陵矶站蓄水期多年旬平均流量分别减少1 220,928,900 m~3/s,湖区鹿角站蓄水期多年旬平均水位分别降低1. 47,1. 23,1. 20 m。实际调度流量减小812 m~3/s,水位降低1. 14 m,表明实际调度最优。从不同调度方案比较来看,实际调度提前了起蓄时间,减缓了对洞庭湖区水文情势的不利影响。     

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。     

为变化了的水文情势重新布局

全国水文站网普查工作会议于2004年3月29日至31日在哈尔滨市召开。 水文网站的作用主要有5个。一是为全社会各类工程建设提供规划设计的基础资料。如航运、码头、桥梁及水库和河道堤防的建设。二是为防汛抗旱的指挥决策提供水文情报预报。如水库防汛调度时,既不能影响防汛安全,又不能浪费水资源,这些都需要准确可靠的水文情报预报     

考虑IHA位置信息的水文情势变化评估方法

正确理解河流水文情势变化是维持河流生态健康、进行生态修复等工作的前提。现有的评估方法均未考虑水文情势指标(IHA)的位置分布变化,导致结果不能准确反映真实的变化情况。对此,本文在变动范围法(RVA)的基础上,引入连通度指数对各IHA指标位置信息进行了量化,并结合Tanimoto相似度对位置分布变化进行了评估,首次提出了考虑IHA位置变化的RVA法,即改进的RVA法,并对泾河水文情势进行了评估。结果表明：基于原始RVA法得到的整体改变度为0.36,改进方法计算的位置分布改变度为0.3、整体改变度为0.56,改进方法的结果对各水文要素的变化更敏感,能够反映IHA指标位置分布的不同所带来的变化;近50年来,泾河水文情势发生了中度改变,后续应加强对该流域的生态保护,防止情况继续恶化。     

基于IHA-RVA法的虎渡河董家垱水文站生态水文情势变化分析

采用IHA-RVA法对董家垱水文站生态水文过程变化进行评估,并结合保护性水产资源水域需求初步研判生态流量满足情况。结果表明：三峡水库运行后对河流的控制程度较大,整体水文改变度48%。对径流过程产生较大影响：极值流量减小,历时滞后,高通量次数增加。通过分析生态流量,结合以上水文节律的变化发现,三峡水库运行后董家垱生态水文过程变化对下游安乡段瓦氏黄颡鱼、翘嘴鱼等保护性水产资源繁殖产生不利影响,需进一步优化三峡水库的汛期初期调度,保证下游安乡段通流,为保护性水产资源提供良好的水域条件。     

变化环境下渭河流域生态水文情势演变归因研究

采用生态最相关水文指标(ERHIs)评估渭河流域生态水文情势改变程度,通过主成分分析法筛选出7个指标作为渭河流域的ERHIs,并基于可变下渗容量模型的“观测-模拟”对比分析法对渭河流域生态水文情势演变进行定量归因。结果表明:咸阳水文站和华县水文站径流序列呈显著下降趋势,1990年是径流序列的突变点;咸阳站和华县站实测ERHIs综合改变度为41%和34%,模型模拟的两站ERHIs综合改变度均为18%;气候变化和人类活动导致渭河流域水文情势发生改变,两者对咸阳站ERHIs综合改变度的贡献率分别为44%和56%,对华县站的贡献率分别为53%和47%。     

基于生物角度研究拉鲁湿地水文情势变化的生态环境效应

水文情势变化能直接影响湿地的非生物环境特征及生物环境特征,进而影响到湿地生态系统整体特征,而湿地水源是否稳定又决定了湿地环境能否良性发展。本文选取拉鲁湿地作为研究对象,着重从生物环境特征方面分析拉鲁湿地水文情势变化的生态环境效应。结果表明,近年来,拉鲁湿地演替方向趋于沼泽化湿地→沼泽化草甸→草甸→荒漠。     

三峡水库蓄水期长江中下游水文情势变化及对策

三峡工程于2009年8月通过正常蓄水(175m水位)验收,标志着三峡工程将进入正常运行阶段,全面发挥防洪、发电和航运等综合效益。三峡水库正常蓄水运行后,将改变长江中下游水文情势,水文情势的变化也将带来一定的次生影响。结合三峡水库2009年试验性蓄水情况,分析了三峡水库蓄水期长江中下游出现异常低水位的成因,初步揭示了三峡水库正常运行后长江中下游水文情势的变化规律,并对降低三峡蓄水对中下游的影响等相关对策问题进行了初步探讨。