随机流量历时曲线及其在生态流量计算中的应用

河流生态流量是生态水文研究的重要部分,其相关理论和计算方法一直是当前国内外学者研究的热点。尝试基于随机流量历时曲线计算河流系统的生态流量,给出了维持河流生态系统健康各等级流量的历时或频率,并进而估算生态需水,为流域水资源的合理配置提供参考。以松花江干流8个断面为例,研究结果表明,在随机流量历时曲线上基于Q97,10估算得到的最小生态需水量与7Q10法所得到的需水量数值接近且相关性好,而基于保证率P=75%的随机流量历时曲线可求得河道的适宜生态需水量。研究区内嫩江流域大赉断面以上河段最小生态需水量、适宜生态需水量分别为4.6亿m3和99.1亿m3,约占总水资源量的2.6%和56.2%;松花江下游佳木斯控制断面以上河道最小生态需水量、适宜生态需水量分别为79.1亿m3和388.9亿m3,约占总水资源量的13.4%和65.7%。

基于随机径流历时曲线的水库生态调度研究

生态流量过程线使得水库生态调度考虑了径流的年内变化,然而径流的年际变化也是天然径流的重要特征。本文以引汉济渭工程的水库调度为例,利用标准化降水指数将长系列径流数据划分为典型年系列,应用随机径流历时曲线计算了相应典型年系列的生态流量,建立了包含生态流量约束的发电量最大优化调度模型。调度后的多年平均发电量在最小生态流量下为5.14亿k W·h,在适宜生态流量下为5.05亿k W·h,和工程规划的多年平均发电量5.03亿k W·h基本一致。划分典型年径流系列实施水库调度可以反映径流的年际变化。结果显示,在不同典型年基本可满足生态流量的需求,在特定年份来水特枯的情况下不满足生态需求,需要重点关注。