湖南重要河湖生态基流及敏感生态需水现状评价

为协调生产、生活、生态之间的用水关系,在湖南省洞庭湖水系主要河流(湖泊)选取生态基流(水位)和敏感生态需水断面,对其生态需水满足状况进行评价。根据实测及现场收集资料,在充分考虑湖南省主要河段重要控制断面及湖南省各主要流域、区域气候和水文特点的基础上,拟定了湖南省36个重要河湖生态基流、生态水位控制断面,8个重要河湖敏感生态需水控制断面来计算生态基流及敏感生态需水。计算结果表明:36个控制断面生态基流总体基本可以满足;8个典型河段敏感生态需水方面,柘溪水库、沅江常德段生态需水满足程度为优,东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、湘江衡阳段、湘江湘潭段生态需水满足较好,生态需水为良好,但索溪水库的生态需水满足程度评价结果为劣。     

澧水流域山溪性河流生态基流的计算与分析

本文采用Tennant法和Q_p法两种常见水文学方法计算澧水9个水文站点生态基流值,评价枯水期月份生态基流满足程度。计算结果表明:Tennant法计算成果普遍大于Q_p法计算成果,而且在枯水期月份满足程度较低,山溪性河流生态基流宜采用Q_p法计算。集水面积与Q_p法、Tennant法计算的生态基流值之间具有较好线性拟合关系,相关经验公式可用于流域其他断面生态基流的计算。     

太子河上游河道内适宜生态需水分析

结合太子河上游南甸和本溪两个水文站建站以来天然来水量数据,分别按照保证率为45％(丰水期)、75％(枯水期)、55％(平水期),采用水文学方法对太子河上游适宜生态需水进行计算,并结合Tennant法对其生态状况进行评估.结果表明:太子河上游两站适宜生态需水量分别为91.9亿m3和50.7亿m3.     

基于径流还原的桑干河生态基流及其盈缺分析研究

考虑到流域内水循环及降雨径流关系,通过对径流还原后,采用生态基流计算方法,确定桑干河生态基流量,进行桑干河生态基流分析。针对桑干河罗庄-固定桥、固定桥-册田水库逐年计算时,采取逐项还原法,逐项还原断面以上未实测到的水量,加上断面实测径流,还原为断面天然径流量。采用Tennant法计算桑干河生态基流量,并与最小月平均流量法的计算结果进行对比。Tennant法生态基流量多年平均计算值介于25%和50%频率年的计算结果,符合实际情况。通过对桑干河灌区引水与河道实测径流变化对比,发现其引水对河道生态基流起到了制约作用,需要采取措施来解决生态基流的缺水问题。     

碧流河水库下游河道生态需水分析及应对措施

根据碧流河流域生态特征,分析了适合该流域的河道生态需水计算方法,应用于碧流河水库兴利调度,并以生态目标为基础,确定下游河道的生态需水量。结果表明:碧流河水库下游河道生态环境基本供水量及改善供水量分别需要2 765万m3和4 250万m3。为了保护和改善河流生态环境,促进流域水资源可持续利用,需要采取最严格的用水管理制度,加大非常规水源的开发利用力度,并结合调水工程以及河库连通工程等相关措施。     

基于基流比例法的洋河干流生态基流估算

为了更好地反映高频率取用水影响下北方季节性河流的生态基流量需求,采用细化到月尺度的基流比例法,分析计算了洋河1956—2015年的年尺度及月尺度生态基流量以及2015年的日生态基流保障程度。结果表明:丰水年、平水年、枯水年和特枯年的平均生态基流分别为3.64 m3/s、2.70m3/s、2.00 m3/s和1.31 m3/s;逐年生态基流持续减少,由1980年前的5 m3/s左右锐减到近十年的1.5 m3/s左右。不同年型基流量的逐月分布情况存在一定差异性,特别在特枯年1月、7月、8月及12月生态基流并不能满足至少保留10%多年平均径流量的生态需求,并出现非汛期生态基流最大,汛期生态基流反而最小的异常现象。2015年,洋河干流的日生态基流保障率仅为51%。不同年型及不同时间尺度的计算结果均阐释了洋河生态环境明显退化的趋势和严峻的健康形势,而且月尺度结果更详尽、更能映射取用水破坏河流生态的关键性和显著性。因此,建议分析河流生态需水时应区分河流丰枯状况,并尽可能地细化时间尺度。     

水文指数法确定河流生态需水

河流水文情势是河流生态系统的自然动力学特征，而径流情势是水文情势的重要特征。根据生物种群和环境因子之间的关系，从反映河流水文情势的径流情势中筛选水文指数，构建河流生态需水的计算方法。从径流情势中提取流量、频率、历时、发生时间、变化率5个水文指数确定河流生态需水。采用水文指数法实际计算了广东省河流的生态需水，并和Tennant法进行比较分析，结果表明，采用水文指数法计算河流生态需水是可行的。     

灌河流域生态需水确定及保障措施分析

为了解决灌河生态水量缺乏、水体污染等生态环境问题,根据不同河段生态功能定位,采用Tennant法、MIKE21二维水质模型和水量平衡法计算灌河最小生态水量、水质需水、景观需水等,采用MIKE21水动力模型动态模拟计算四大家鱼、鳝鱼等的敏感生态需水。经综合分析确定灌河年生态需水量为15 142.5万m~3,月平均生态需水流量为0.9～11.7 m~3/s,进而提出了强化农业节水、推进非常规水源利用、加强河流生态调度等生态水量保障措施。     

基于水文学的生态基流研究

文中根据断面控制和区域总量相结合、兼顾生态和环境的原则,采用水文学方法,计算分析惠州市主要河流东江、西枝江、增江和公庄河的生态基流,对比分析不同方法的计算结果,探索研究合理生态需水量,提出生态需水量的保障措施。     

我国河流生态基流理论研究回顾

从生态基流的概念内涵、发展历程、计算方法和相关规定4个方面回顾了我国河流生态基流的发展历程。首先梳理了生态基流的概念,从生态基流支撑的河流生态系统功能、生态需水过程辨析了我国河流生态基流内涵;根据40年来我国河流生态基流的发展历程,将其分为探索、起步、发展和完善阶段共4个阶段,并总结了各阶段的特征;回顾梳理了国内外生态基流计算方法的发展历程,并对计算方法进行分类;最后梳理了我国已颁布的河流生态基流相关法律、规范、导则和指南,分析了现有规定的不足及未来的研究发展方向。可为我国河流生态基流理论研究提供依据,为河流生态系统保护政策的制定提供决策参考。     

近40 a昆仑山北麓典型河流生态基流时空特征

生态基流是河流生态系统健康稳定的关键,对于水资源缺乏的干旱区内陆河流尤为重要。以昆仑山北麓克里雅河、尼雅河与车尔臣河3条典型季节性内陆河为研究对象,选取1978—2014年流域水文数据,利用QP法、Tennant法、近10 a最枯月平均流量法和Texas法4种水文学方法,计算确定河流生态基流并据此分析其时空分异特征与影响因素。结果表明：Tennant法更适合昆仑山北麓河流生态基流计算。从时间变化来看,3条河生态基流年内最大值均出现在7月份,最小值均出现在1月份;年生态基流最大值均出现在2010年左右,最小值在1980年前后,分别以1.378、0.653、3.066 m³/s·(10 a)^-1的速度增加。3条河流生态基流空间分布,春季表现为车尔臣河>克里雅河>尼雅河,夏季和秋季均表现为克里雅河>车尔臣河>尼雅河,且同一河流波动变化明显,不同河流之间变化差异不显著(p>0.05)。影响生态基流年内时空差异的主要因素分别是气温、降水和人类活动,其中以车尔臣河流域气温、降水与生态基流的相关性最强,相关系数r分别为0.87...     

基于Tennant方法的河流生态基流应用现状及改进思路

Tennant法作为国内外应用最为广泛的水文方法,在生态基流研究中起着重要作用。但是,作为一种经验方法,具有局限性,在参考或应用某种方法时应该对其进行合理性分析。系统总结了Tennant法普遍存在的时空变化大、流量适宜性较弱、普适条件较差的3个关键问题,基于3种改进形式的变量:特征流量、用水期、百分率,深化研究Tennant方法的改善战略,进而归纳出3种改进方法:年均值法、同期均值法、改进百分系数法。最后,对Tennant法进行展望,提出选取具有年内和年际丰枯变化性的低流量指标、建立基流百分比与水生生物栖息地之间的适应曲线簇、有针对性地修正具体河流中水生生物的生物和物理需求、确定生态基流阈值时需考虑到流量与河流生态系统之间的关系等发展趋势,以期拓宽Tennant法的使用范围、完善不同地区河流生态基流的技术支持。     

渭河宝鸡段生态需水综合评估

基于渭河宝鸡段林家村站和魏家堡站的观测资料,分别采用Tennant改进法、建设项目水资源论证导则代表年法(IGAWDU法)和二元水循环法计算渭河宝鸡段的生态需水,结果表明:①Tennant改进法计算4—6月、7—10月和11月—翌年3月三个时段生态需水最低标准分别是8.8、17.1、6.4 m3/s;②IGAWDU法计算平均年生态需水(IGAWDUM)为22.8 m3/s,丰水年、平水年、枯水年和特枯年4种典型年的生态需水(IGAWDU-T)分别为28.5、22.9、16.1、10.2m3/s;③二元水循环下的生态需水比例Ea=46.4%,污径比bw=0.29,表明渭河宝鸡段水量和水质均不达标。     

宁夏引黄灌区适宜生态需水估算

欲实现黄河水资源的可持续利用，合理配置有限的水资源，大型引黄灌区水量平衡机制和耗水机理研究是一项基础性的工作，其中灌区生态需水的估算显得尤为重要。为此，在充分掌握相关资料的基础上，采用各自的计算模型对宁夏引黄灌区各类生态耗水要素的适宜需水量进行了计算。结果表明：在现状条件下，平水年份（降水频率50%）灌区周边的适宜生态需水量为11.12亿m3，枯水年份（降水频率75%）灌区周边的适宜生态需水量为12.72亿m3，这一研究结果为灌区基于生态的水资源的合理配置提供了科学依据。     

宁夏引黄灌区适宜生态需水估算

为实现黄河水资源的可持续利用,合理配置有限的水资源,在充分掌握相关资料的基础上,对宁夏引黄灌区非农地(荒地)、湖泊湿地、人工防护林、城市以及地质的适宜需水量采用相应的计算方法进行计算并汇总进行分析。结果表明：在现状条件下,平水年份(降水频率50％)灌区周边的适宜生态需水量为 11.12亿m3,枯水年份(降水频率75％)灌区周边的适宜生态需水量为12.72亿m3,该成果可为灌区基于生态的水资源合理配置提供科学依据。     

海浪河干流规划梯级水电站工程生态需水研究

流域水能资源开发、水电站工程建设和调度运行等活动将对整个流域的水资源时空分布产生改变,同时也将影响流域内的生态环境。如何使水能开发与环境可持续发展结合起来,其中工程下泄的生态需水量是保证河道内生态环境减少破坏的一个重要因素。通过水文学方法对海浪河干流各梯级水电站下泄生态需水量进行计算,对河道内生态需水量进行了分析探讨。     

生态需水研究需要厘清的基本问题

在论述生态需水具有客观性的基础上,讨论并界定了生态需水的内涵.生态需水是指维持特定时空范围内生态健康发展、实现特定生态目标所需的水量.生态健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,生态健康标准是一个人类标准.生态需水是一个涉及人类价值观的概念,生态系统处于健康状态的需水量应该是一个范围,而非一个固定的数值.生态需水因系统内外因子的变化而不同,生态需水研究的最终目的是通过调控水资源来维持生态系统健康、可持续.     

淮河干流阜阳段生态基流估算研究

为了有效保障淮河干流阜阳段生态系统需水要求,根据淮河阜阳段鲁台子站1973—2017年实测流量资料,采用基流比例法、Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法及90%保证率法,对淮河中游阜阳段生态基流进行了分析计算。综合对比分析各种生态基流计算结果认为,淮河阜阳段生态基流为67.17～201.52 m³/s;除特枯年外,其生态基流保障程度基本能达到90%,结果比较符合实际。生态基流上限值占多年平均流量的32%,为了使河流健康状况达到更好水平,还需采取生态调度、跨流域调水等措施,实施引江济淮工程等,逐步提高生态基流值,从而保障生态环境安全。