用斜率和曲率湿周法推求河道最小生态需水量的比较

从湿周-流量曲线临界点的两种不同确定准则入手,分析湿周法推求河道内最小生态需水量(minimumecologicalinstreamflowrequirements,简称MEIFR)的不确定性。假设河道呈三角形断面和均匀流,得到湿周法的解析解表达式。表达式显示斜率法(曲线上斜率为1)和曲率法(曲线上曲率最大)二者所得的MEIFR结果迥异。当斜率法取斜率为0.39时,其相应的流量与曲率法结果一致。MEIFR对斜率临界值非常敏感,斜率法中的斜率临界值难以确定,相比而言,曲率法更可靠。这用近似具有三角形断面的南水北调西线一期工程调水区流域的实际数据得到证实。根据我们在该区实地观测和收集的6条河35个河道断面的水深和水宽资料,用解析解估算出各断面的MEIFR。曲率法所估算的MEIFR结果为多年平均流量的2.5%￣23.7%,大部分数据落在Tennant法的10%￣30%的范围。斜率法为11%￣105.7%,普遍偏大,超过这个范围。虽然采用较小的斜率临界点可使斜率法的估算结果变小,然而到底斜率临界点应取何值存在较大的不确定性。这进一步说明,在无法获得一个确定的斜率临界值的情况下,湿周法估算MEIFR宜采用曲率法确定临界点。本文的结果基于理想情况,更普遍的结论有待于对更多种河道断面的探讨。

基于生态水文学原理的湖泊最小生态需水量计算

近几十年来,由于人类活动的加剧以及全球气候的变化,湖泊普遍出现了萎缩、水位下降、水量锐减、湖水盐化、水质污染、富营养化、甚至干涸消亡等状况。确保湖泊生态系统必需的最小水量是解决可能出现的湖泊严重水资源和生态系统危机的区域问题之一。从生态水文学原理出发,对湖泊最小生态需水量的概念进行了探讨,并提出了计算最小生态需水量的3种方法:1曲线相关法;2功能法;3最低生态水位法。在最低生态水位法中,其方法有最低年平均水位法和年保证率设定法。一旦湖泊最小生态需水量得以确定,将为水资源管理部门的水资源合理配置和湖泊管理提供综合性、权威性及可操作性决策依据,为退化湖泊生态系统的恢复与重建提供科学基础。

湿周法估算河道内最小生态需水量的理论分析

研究了不同河道几何断面的湿周法理论,分析了各种几何断面的湿周-流量关系。结果表明,当河道断面呈三角形、U型和抛物线型时,湿周-流量关系曲线可近似用幂函数拟合;当河道断面呈矩形和梯形时,湿周-流量关系曲线可近似用对数函数拟合。通过采用斜率为1法和曲率最大法确定曲线变化点,估算最小生态需水量发现,不论郡种断面,用斜率为1法和曲率最大法估算的结果差异很大,斜率为1法的估算结果均大于曲率最大法。分析同一流量下、不同断面形态对湿周法的适宜情况结果表明,在同一流量下,几何尺寸接近的不同断面,矩形和梯形断面有较大的湿周值,从湿周法初衷来讲,则更有利于生物生境的保护。

基于湿周法的河道最小生态需水量多目标评价模型

以湿周与流量关系为基础,建立了基于多目标评价方法的河道最小生态需水量估算模型,以湿周最大和河道流量最小作为栖息地保护和水资源开发利用的目标,采用理想点法求解,以增江下游麒麟咀站为例计算河道最小生态需水量,并将该模型的计算结果与斜率法和曲率法的计算结果进行了比较分析。结果表明:增江下游河道最小生态需水量阈值范围为20.8～26.3 m3/s,相应的平均流速范围为0.42～0.44 m/s;模型计算结果比传统的湿周法适用性更强,且能较好体现生态用水和经济用水的均衡发展。

永定河官厅山峡河道内最小生态需水量的历时曲线法

随着永定河下游河道内径流的逐年减少,永定河生态需水研究逐渐成为一个迫切的问题。现针对永定河官厅山峡段河道内生态需水,采用流量历时曲线法分析其流量历时情况,计算得到永定河官厅水库(坝下)站和雁翅站的河道内最小生态需水量为1.06亿m3和1.98亿m3,分别占年径流量的11.3%和26.3%。同时采用Tennant法对计算结果进行比较验证,两种方法得到的结果比较相近。在此基础上,根据研究河段的历史流量历时情况对最小生态需水量进行年内分配计算,将最小生态需水量从年尺度降到月尺度,得到年内各月的最小生态需水量,为永定河流域的水资源优化配置研究提供参考。

黄淮海地区林地最小生态需水量研究

以黄淮海地区为例 ,对林地最小生态需水量的理论和方法进行探讨 ,研究内容主要包括 :(1 )从林地生态系统水量平衡关系出发 ,分析林地生态需水的各种表现形式 ,并对林地生态需水量概念进行界定 ;(2 )提出林地最小生态需水量的计算方法 ,对其中的土壤最小含水定额和最小蒸散定额进行理论探讨 ;(3)按照区域生态环境保护目标的要求 ,对黄淮海地区的林地合理面积进行规划 ;(4 )根据规划结果 ,在 GIS支持下计算研究区的林地最小生态需水量。研究表明 ,黄淮海地区的林地合理面积为 7.80万 km2 ,占总面积的 1 8.85 % ,其每年所需的最小水量为 6 0 7亿 m3 ,其中 ,林地蒸散需水大约为 4 83亿 m3 ,土壤含水需要 1 2 5亿

淡水湖泊最小生态需水量简易求解方法及应用

湖泊最小生态需水量是维持湖泊合理水位及水体自净能力的基础,并已成为淡水资源科学配置和持续利用的基本保证。从湖泊形态和典型水生生物的角度出发,探索了湖泊最小生态需水的简易求解方法,为防止湖泊生态系统进一步退化,在确定湖泊最低生态水位时,将水文统计资料中的多年平均年最低水位作为参考值,综合考虑湖泊的死水位、上层典型鱼类生存水位、野生鱼类生存和繁殖所需的最低水位,选取水位的最大值作为最小生态水位,并以江苏省的9个典型淡水湖泊为例,分析了湖泊主要特征参数、湖泊水位特征值及湖泊的主要植被和鱼类状况,获得各湖泊的最小生态需水量。

漳卫新河河口最小生态需水量研究

由于水资源过度开发利用,海河流域诸多河口入海径流量大幅减小,导致河口生态严重退化.选择盐度为河口栖息地关键环境因子,利用河口潮流和盐度数学模型模拟栖息地盐度与入海径流量的关系,以20世纪70年代塘沽海洋站年平均最大盐度值为控制标准,计算得到该标准下的河口最小生态需水量.结果表明,漳卫新河河口年最小生态需水量为3.19亿m3.20世纪80年代以来,漳卫新河河口多年平均入海径流量为1.55亿m3,约84%年份无法保证河口最小生态需水量.计算结果可为流域生态调度和河口生态系统修复提供参考.

山区河流中水利工程下游最小生态需水量计算——以湖北神农架林区长坊二级水库电站为例

主要从保护河流水生生物栖息地出发,探讨山区河流生态需水量问题。文章运用Tennant法、湿周法和以河流上游某断面50%保证率的年平均流量的30%计算方法,对湖北省神农架林区长坊二级水库电站工程坝址下游最小生态需水量,进行计算、比较分析,提出其最小生态需水量为0.22m3/s,为该水电站工程环境影响评价及科学运行提供依据。

云南阳宗海最小生态需水量分析

近年来,由于人类活动的影响加剧以及全球气候的变化,湖泊普遍出现了萎缩、水位下降、水量锐减、湖水盐化、水质污染、富营养化,甚至干涸消亡等情况。确保湖泊生态系统必需的最小水量是解决可能出现的湖泊严重水资源和生态系统危机的措施之一。以云南省阳宗海为例,从生态水文学原理出发,对湖泊最小生态需水量的概念进行了探讨,初步分析了阳宗海P=50%(理想保证率)、P=75%(适宜保证率)、P=95%(最小保证率)的最小生态需水量。最小生态需水量的确定,将为水资源管理部门提供综合性、可操作性的决策依据,为已退化的生态系统的恢复与重建提供技术支撑。

宿州市水生生态系统最小生态需水量计算

确定水生生态系统最小生态需水量,可实现区域水生生态生态系统的稳定和水资源的可持续利用。选取河流、湖泊和湿地三个因子,在明确区域划分范围的基础上,河流因子采用最小月平均径流法和间接植物蒸腾法,湖泊因子采用蒸发需水量法及利用湖泊面积水深所得的自身需水量和生物需水量方法,湿地因子采用水热平衡方法,建立宿州市水生生态系统最小生态需水量计算模型。可知2012年宿州市河流最小生态需水量是0.75亿m3,河道内为0.62亿m3,河道外为0.13亿m3;湖泊最小生态需水量为0.61亿m3,其中湖泊自身需水量是0.25亿m3,蒸发需水量为0.24亿m3,生物栖息地需水量0.12亿m3;湿地最小生态需水量为0.18亿m3。最终得出宿州市水生生态系统最小生态需水量为1.54亿m3,需关注河流水资源的合理规划和生态利用。

鄱阳湖最小生态需水量研究

本文分别运用历史水位资料、湖泊形态分析、生物空间分析以及水质指标等几种方法计算了鄱阳湖的最低水位要求,并通过咨询相关专家对几种方法的计算结果加以综合,得到鄱阳湖最低生态水位.运用水量平衡模型计算鄱阳湖最小生态需水量,本文选取95%作为计算模型各参数的参照频率,该频率体现了枯水年份来水量少、耗水量大的不利情况下维持鄱阳湖生态系统基本功能所需的最小水量.鄱阳湖最低生态水位和最小生态需水量的确定,对界定鄱阳湖枯水期水生态系统安全状态,维护湖泊健康和资源永续利用提供了科学依据.

福建省河流最小生态需水量计算的新方法

该文应用水文水资源、水文地质、自然地理的理念,探索福建省河流枯水基流与最小生态需水量的计算方法,揭示福建省河流天然枯水基流特点及地域之间的规律,为水资源综合规划编制等提供了科学依据。

蒲石河流域下游河道最小生态需水量研究

以蒲石河下游河道为研究区域,以蒲石河抽水蓄能电站为例,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量计算法和10a最枯月平均流量法,计算了蒲石河水电站下游河道的生态需水量.通过分析三种方法的计算结果,结合北方河流年内水量变化较大的特点,确定蒲石河抽水蓄能电站建成后的最小生态需水量为1.74m3/s.研究结果不仅可以为蒲石河抽水蓄能电站水资源合理调度和管理提供科学依据,也可以为流域生态的保护与恢复提供理论支持.

引水式水电站减水河段最小生态需水量计算

对于引水式水电开发,存在有减水河段对生态环境的破坏问题,解决的方法是确保河道的最小生态需水量。介绍了河道的最小生态需水量的定义及一般方法,通过对河道最小生态需水量4种方法的计算,结合水电站的实际情况,选择合适的结果,得出结论。

浅析洞庭湖区最小生态需水量

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,动、植物资源十分丰富,在世界生物多样性保护中占有极其重要的地位,已被列入国际湿地公约重要湿地名录。三峡工程的建成,将在一定程度上改变长江中下游天然径流的分配,对洞庭湖区的生态将产生一定的影响。以东洞庭湖为研究对象,分析最低生态水位,对生态需水进行估算。研究结果为:东洞庭湖最低生态水位为25 m(黄海高程),入湖生态流量990 m3/s,出湖生态流量1 000 m3/s。为了满足洞庭湖的生态需水,在加强三峡水库优化调度及合理调配湘、资、沅、澧四水资源的同时,洞庭湖区还应当采取一些工程和非工程措施。

大伙房水库下游河道内最小生态需水量研究

为了使Tennant法更适合计算大伙房水库下游河道内生态需水量,对Tennant法计算标准进行修正,考虑了河流丰、平、枯水文变化特征,采用典型年逐月径流量修正Tennant法计算的生态需水量,不仅体现了天然河流水文变化特征,使计算的最小生态需水量更科学、更合理,而且减少了大伙房水库一些不必要的弃水,减轻供水期,尤其是枯水年供水期的水量分配压力。

湿周法估算巴音河河道内最小生态需水量

文中采用湿周法估算巴音河最小生态需水量。选用巴音河德令哈水文站作为控制断面,用对数函数和幂函数关系对湿周~流量关系进行拟合。通过建立河道断面湿周与流量的关系曲线,依据该曲线确定变化点的位置,估算最小需水量的推荐值。分别用斜率为1法和曲率最大法对巴音河的德令哈断面的最小生态需水量进行定量估算。

减水河段最小生态需水量计算方法存在问题及对策探讨

准确计算河道最小生态需水量，是减轻河道减水对水生生物影响的关键。目前，国内外所采用的最小生态需水量常用计算方法可分为水文学法和水力学法。水学法分主要有Tennant法、7Q10法和蒙大拿法；水力学法主要有湿周法和R2Cross法。这些方法均为国外计算方法，在实际应用中部存在一定的问题。针对这些方法在实应用存在的问题，探讨了相应的解决对策措施；制定生态环境需水量相关标准、制定生态环境需水相关法律法规、建立生态环境需水量管理数据库、加强最小生态需水量计算方法的研究。

引水式电站减水河段最小生态需水量研究

河道具有栖息地、输送、源汇、水分涵养、水体净化、生物多样性保护、景观等多种生态环境服务功能。引水式电站的开发与建设,在促进当地经济社会发展的同时,也对减水河段生态系统的动态平衡产生一定的影响。确保减水河段最小生态需水量是维持河道生态系统不受破坏的关键。在综述国内外研究进展的基础上,从生态水文学原理出发,对引水式电站减水河段最小生态需水量的内涵进行了探讨,介绍了相应的计算方法。并对此类电站减水河段环境影响评价提出了建议。