沂河流域河流生态需水研究

基于沂河临沂站的天然径流和实测径流资料，遵循水量平衡基本原理，结合河流生态需水量、可取水量，提出一种新的河流生态需水分析方法，以满足河流生态需水量要求为前提，分析沂河河流可取水量、可取水比例及不同水平年条件下沂河河流生态需水保证程度。结果表明：沂河河流生态需水量、生态需水比例阈值分别为3.43亿～20.63亿m3、12.50％～75.17％，河流可取水水量、可取水比例的阈值分别为6.80亿～24.0亿m3、24.79％～87.50％，河流实际取水量、实际取水比例分别为8.65亿m3、31.53％；丰、平、枯、特枯水平年条件下，仅有特枯水年部分月份河流最小生态需水量不能够满足，河流适宜生态需水保证程度则处于较低水平。因此，在减少河流取水量的同时，有必要通过一定的水利工程调度，适当增加河道内生态用水量，以维持沂河河流生态环境的健康、稳定。

沂沭河流域河流生态径流及生态需水研究

为更好地维持沂沭河流域河流生态系统健康、稳定,以沂河临沂站、沭河大官庄站为例,基于两站1958-2000年天然月径流数据,采用逐月次最小（大）值法、改进Tennant法计算其年内最小（大）生态径流及生态需水过程,运用三种逐月频率法计算其年内适宜生态径流及生态需水过程,参考地表水合理开发阈值和IHA法,依据逐月频率法获得其年内适宜生态需水阈值,最终获得两站完整的生态径流及生态需水过程,并与实测径流过程比较,获得其生态需水保证率。结果表明,逐月次最小（大）值法计算得到的部分月份最小（大）生态径流量不利于生态系统的健康稳定,需结合改进Tennant法结果做调整;年内各月径流保证率均取50%的逐月频率法更适合适宜生态径流及生态需水计算;大部分时间内河流生态需水均能得到保证,但仅有超过30%月份、近50%年份河流生态需水为适宜生态需水。

生态环境需水量对芹山水电站发电效益的影响

以福建省的芹山水电站为例,研究穆阳溪流域不同生态环境用水保证率下的生态环境需水量,估算不同生态环境用水量的发电效益损失,并对考虑不同比例生态环境用水量对水电站的发电量所产生的影响进行分析。结果表明:由于确定生态环境需水量的出发点和基本原理不同,用7Q10法、Tennant法、最小月径流法和NGPRP法计算的生态环境需水量差异较大,根据实际资料针对该实例推荐Tennant法;利用发电调度软件编制不同生态环境用水保证率下的发电计划,利用逐年流量值计算该水电站发电厂实际的发电效益损失值,并分析了不同生态环境用水保证率与该水电站发电效益损失间的关系以及多年平均流量计算的发电效益损失值与实际损失值间的关系。

河流生态需水计算方法评述

回顾了国内外生态需水研究的历史,介绍国内外河道内及河口生态需水的计算方法;将河道内生态需水计算方法分为4类———历史流量法、水力定额法、栖息地法、整体分析法;总结分析各种计算方法的特点、使用条件、存在的主要问题,指出在我国使用这些方法时应该注意的事项,以便正确使用这些计算方法.

滦河流域生态流量保证程度分析

为更好地对生态流量满足程度进行定量化分析,提出了生态流量保证率的概念。通过对滦河1957～2011年降雨、径流的分析计算,得出如下结论：滦河生态流量在1979年后受人类活动影响较为剧烈,尤其在1998年后,滦河的生态流量保证率仅能维持在70%左右;降水量和水利工程用水是滦河近年来生态流量得不到满足的主要原因。研究结果可为滦河的河流生态环境保护及水资源科学配置提供参考。

黄土丘陵区旱地作物水分生态适应性系统评价

根据调查资料和田间试验结果 ,系统地分析了旱地不同作物生长发育与降水分布的时序关系、旱地作物水分潜在利用率和旱地主要作物水分供需平衡与错位特征 ,并利用水分生态适应性数学模型 ,对宁南黄土丘陵区主要作物的水分生态适应性进行了定量评价 .结果表明 ,秋熟作物生长发育与降水分布耦合性较好 ,夏熟作物生长发育与降水分布耦合性较差 .不同作物的降水潜在利用率存在差异 ,其基本规律是 :多年生牧草 >薯类作物 >谷类作物 ;秋熟作物 >夏熟作物 .作物的水分满足率和生态适应性 ,秋熟作物优于夏熟作物 ,丰水年份优于干旱年份 .旱地 6种主要作物的水分生态适应性指数排序依次为 :谷子 >马铃薯 >糜子 >胡麻 >豌豆 >春小麦 .

中国七大河流水资源开发利用率阈值

从二元水循环角度分析地表水资源开发利用率的影响因素,说明地表水资源开发利用率与河道生态需水、回归水及其污染物浓度之间有着密切的关系。以河道生态需水、污径比为约束条件,分析了水资源开发利用率与消耗系数之间的关系,其呈现出logistic曲线增长趋势,随着消耗系数的增加,允许水资源开发利用率经历逐渐增加→最大值→下降的趋势,波动的范围从20%→50%→40%。以我国七大河流为例,估算了在当前水资源消耗水平下地表水资源允许开发利用率的阈值。结果表明:松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江的阈值分别是34%、38%、45%、36%、38%、31%、32%。与现状水资源开发利用率比较的结果是,松花江、长江、珠江等3条河流的水资源开发利用率在其阈值范围之内,辽河、海河、黄河、淮河等4条河流的开发利用率均超过了最大允许开发利用率。

基于改进流量历时保证率法的河道生态需水计算

简述国外河道生态需水计算方法,认为现阶段水文学法最适合于我国河道生态需水研究。河道生态需水与流域生态系统相辅相成,应符合水文气象的季节性特征,适应生态系统对水文条件的季节性要求。生态需水目标与流域水资源开发利用需求以及民众对生态的认识和需求有关。以年历时保证率基本不变,对流量历时保证率法的各月生态需水作修正,体现以丰补枯、水热同步,更符合流域特征,成果与常用方法和评价标准的协调性好。

大凌河流域河道生态需水量估算

本文从大凌河流域存在的环境问题出发,分别估算了各水资源分区的河道生态需水量(包括生态基流量、自净需水和输沙需水)及各区的河道生态需水贡献量。提出了使用偏枯年(75%保证率)水文数据估算河道生态需水量的方法,弥补了Tennant法、枯水季最小流量法等方法计算结果偏大或偏小的不足。结果表明,大凌河的4个河段(建凌站以上、建凌站至朝阳站、朝阳站至义县站、义县站至锦县段)的河道分区需水量分别为0.55×108m3、5.21×108m3、3.9×108m3和1.34×10×108m3。锦县水文站以上河道生态需水总量11×108m3,占地表水总资源量的59.75%,因此,大凌河地表水资源取用率应在40%以下。

鄱阳湖流域河流生态需水量的初步研究

河流生态需水量是维持河流生物生命周期所需要的水量,对维护河流生态系统稳定和健康具有重要的意义。基于河流水文学原理,采用Tennant法、月保证率法和最小月径流法,对鄱阳湖流域河流[赣江、抚河、信江、饶河(昌江、安乐江)、修河(潦河、修水)]的生态需水量进行了初步分析。根据3种方法计算的结果,取平均值作为鄱阳湖流域河流的生态需水量。结果表明,4-9月河流生态需水量为16.93亿m3/月,10-3月为12.81亿m3/月,分别占流域河流年径流量的10.92%和4.13%,全年生态需水量占流域河流多年平均径流量的15.05%。

汉江中下游河道内生态需水满足率初探

探讨了河道内生态需水满足率的定义及内涵,研究了汉江中下游河道内生态需水量,并通过长系列调算分析计算了南水北调中线工程以及引江济汉工程实施后对其河道内生态需水满足率的影响。计算结果表明:调水工程将使汉江中下游河道内生态需水满足率降低,引江济汉工程能显著提高汉江中下游河道内生态需水满足率。

1985—2020年京津冀平原水面面积演变特征及归因分析

在国家复苏河湖生态环境的要求下,分析京津冀平原区长序列水面面积变化特征及变化原因,有助于科学制定区域生态补水量及预测补水效果。研究通过3期土地利用数据融合确定了京津冀平原区的水域面积,基于GEE(Google Earth Engine)云平台提取了1985—2020年京津冀平原区长序列水面面积,并分析了水域面积填充率及水面面积演变原因。结果表明,京津冀平原区水面面积呈增加趋势,与1985年相比,2020年中部平原区水域面积填充率由3.6%增加到18.5%,滨海平原区水域面积填充率由30%增加到45%;生态补水是河湖水面面积增加的主要原因,2020年较2001年中部平原区水面面积增加了176 km 2,本地和南水北调生态补水的贡献占到84%。进一步以河湖复苏为目标,从水域面积填充率的角度设置了不同情景,分别估算了不同情景下的河湖生态需水量,为未来生态补水计划提供参考。研究成果系统分析了京津冀平原区水面现状及生态补水的效果,对京津冀平原区开展合理河湖复苏措施具有重要意义。

广西澄碧河水库下游河道年生态需水量的计算对比研究

针对河道生态需水量的计算问题,以广西澄碧河水库下游河道为例,分别采用了3种不同的水文学计算方法进行了概算,并对传统Tennant法和月保证率法进行了适当改进。针对传统Tennant法的不足,对用水期进行了重新划分,同时引入修正系数对流量百分比进行了重新修正,使其更适用于河道的现实情况;此外对月保证率法的部分缺点也进行了两方面的改进,使其计算结果更加合理可靠。计算结果表明:3种方法均适用于该河道的生态需水量计算,在平水年(P=50%)情况下,利用改进的Tennant法和改进的月保证率法计算得到的河道适宜需水量分别为4.99×10~8m^3、3.80×10~8m^3。利用径流年内展布法得到的计算结果为3.17×10~8m^3,较以上两种方法偏小,但尚属合理范围之内,仍具有一定的推广使用意义。

南方季节性缺水河流逐月保证率设定法的改进

改进计算生态基流的逐月保证率设定法以适用于南方季节性缺水河流。构建逐月保证率设定模型,综合分析各类影响设定保证率因素,构建模型评价指标体系及评价标准,耦合AHP与熵值法求解指标组合权重,运用模糊综合评价法求评价值,并通过对比Tennant法、年内展布法等耦合最终适宜生态基流过程。以秦淮河流域为例,将计算结果与传统逐月保证率设定法计算结果对比,验证了改进方法的可靠性与优越性。

新密市河流生态需水研究

以河南省新密市主要河流河道为研究区域,运用蒙大拿法对各河流的生态需水量进行了计算,并与年保证率法的计算结果进行了比较,结果表明:用蒙大拿法计算的现状年新密市河流达到安全状况的最小生态需水量为1476.28万m3,达到健康状况的中等生态需水量为3404.83万m3;采用年保证率法计算的最小生态需水量为1414.50万m3,中等生态需水量为3395.43万m3。结果吻合较好。

基于缺水量与保证率“双控”的水资源优化配置模型及应用

【目的】水资源配置是缓解干旱区河道外社会经济发展用水挤占河道内生态环境用水问题的重要手段。为有效保障河道内外用水需求,构建了缺水量与保证率“双控”的水资源优化配置模型。【方法】在以缺水量最小为目标的传统水资源优化配置基础上,以社会经济供水保证率和河道内生态供水保证率为约束,采用多重迭代求解策略,通过分层次调整供需两侧决策参数,给出区域缺水量最小、供水保证率达标、河道内外用水协调的水资源合理配置方案。【结果】模型应用于新疆精河县,结果显示,推荐方案2035年缺水率为0.2%,农业、精河控制断面、下游入湖水量的供水保证率分别达到84%、83%、51%,与未进行保证率控制的配置方案相比,缺水率下降了9.9%,农业、精河控制断面、下游入湖水量的供水保证率分别提升了32%、3%、10%。【结论】结果表明,在水资源配置中考虑缺水量、保证率双重控制能有效降低缺水率与提升保证率,协调河道内外用水关系,对保障区域供水安全与生态安全十分必要。该模型可为干旱区水资源合理配置提供一种有效的技术工具。

确定河道内适宜生态流量的几种水文学方法——以沙颍河周口段为例

适宜生态流量是保障河流水生态系统健康的重要变量,合理评估适宜生态流量具有现实意义。以淮河流域典型河流沙颍河为研究对象,基于沙颍河周口水文站44年天然日流量数据,运用常用的5种水文学方法计算沙颍河的适宜生态流量,通过比较5种水文学方法在计算适宜生态流量方面的优劣发现:在水量需求方面,Q50_Q90法水量需求最大,Tennant法水量需求最小,Q50_Q90法会加重"三生"用水矛盾;在水文节律模拟方面,Tessman法、月流量变动法和Lyon法较Q50_Q90法和Tennant法有明显优势;在月流量满足率方面,Tennant法和Lyon法满足率最高,其中枯水期Lyon法满足率最高。综合考虑水量需求、水文节律和满足率三方面因素,Lyon法在计算沙颍河这类季节性河流的适宜生态流量结果最为合理。

河道水力学模型及最小生态需水量的估算

为了维系和保护玉符河最基本的生态功能不受破坏,结合玉符河河道的几何特征,应用一维非恒定流数学模型,即考虑河床渗漏的圣维南方程组,通过程序模拟得到玉符河研究河段内46个典型过流断面的水位和流量过程。结合生态流速-水深法的技术指标,计算和分析整个河段不断流所需的最小生态需水量。结果表明,当上游来流量为2.9m3/s时,基本可以达到保护玉符河河道生态功能的目标。该结果可为玉符河河道的生态修复工作及水资源的合理调度提供参考。

黑龙江省境内河流生态需水量计算方法研讨

SL/Z 712-2014规范中推荐的排频法、历时曲线法、蒙大拿法等计算方法,对某一河流来说,可能是方法甲的计算成果较合适;而对另一条河流来说,可能是方法乙的计算成果更合适。显然,各种方法各有其优缺点和优势,因此,在实际的工作中,不能简单地下结论为哪一种方法好,而各种方法在实际的应用过程中,优势互补,取长补短,相互验证,并且多种方法的计算成果,经代表性、合理性、可靠性等综合比较后,合理选定符合目标河流实际情况的方法为好。

漓江流域生态需水量的研究

近年来漓江水资源短缺问题给流域社会经济发展带来严重阻碍,对生态需水量的研究有利于该区域水资源的可持续利用。选择了月保证率法计算生态需水量,但由于漓江流域降雨量季节性分布不均匀,径流量的年内和年际变化都比较大,因此对月保证率法进行了改进,最终得到50%保证率下需水等级为"好"时的生态需水量为适宜生态需水量,结果为18.45亿m3,最小生态需水量为5.88亿m3。最后用Tennant法对结果进行检验,并分析了产生误差的原因。