大连市复州河基于生态流量保障的水量调度

为满足复州河基本河道稳定及生物多样性,采用水文学法对复州河各典型断面分析计算其生态基流量,并以此建立了不同保证率下各断面各月份基于生态流量保障的水量调度方案.该方案符合当地气候环境条件,具有可操作性,对复州河流域生态修复、维持起到积极作用并可为类似研究提供科学依据.     

基于生态水文学法长江荆江三口生态流量研究

河流生态流量是维持河流生态系统健康的重要的条件。选取长江荆江三口(虎渡口、藕池口、松滋口)作为控制性断面,采用年内展布法和IHA-RVA法计算分析了河道最小和适宜生态流量,并利用Tennant法进行了合理性验证。其中,最小生态流量分别为264.3、241.3、680 m~3/s,分别占多年平均天然流量的44.4%、16.4%、46.9%;虎渡口、藕池口、松滋口三个断面的适宜生态流量分别为409.5、613.2、1 017.2 m~3/s,分别占多年平均天然流量的68.8%、41.7%、70.1%。本研究所采用计算方法计算的生态流量结果能够满足河流生态目标的需求,与天然河流年内丰枯变化状态相吻合,计算结果较为合理。该研究可为荆江三口的水资源管理以及生态系统的保护和恢复提供科学依据。     

松花江支流梧桐河流域河流生态径流研究

研究河流生态径流,对维持河流健康、稳定具有重要意义。以梧桐河主要控制站-宝泉岭站1951-2013年逐月天然径流为基础,采用逐月次最小(大)值法、频率排位法分别计算该站最小(大)生态径流,参考RVA法,以逐月频率法计算河流适宜生态径流阈值,运用Tennant法评价上述计算值,并分析河流生态径流满足程度;同时,分析流域现状水资源开发以及未来水利发展对河流生态径流的影响。结果表明,频率排位法计算的最小、最大生态径流过程更利于维持河流生态健康和稳定;在非汛期的1-2月和12月,河流容易遭受极端流量条件,但大部分月份河流的流量条件对河流生境都是比较有利的;关门嘴子水库及关门嘴子灌区的建设会进一步提高河流水资源开发利用程度,同时宝泉岭站断面4-11月的最小生态径流和敏感期(4-8月)正常生态需水可能得不到满足,未来可尝试通过关门嘴子水库及细鳞河水库的综合调度,以确保下游河流生境尽量处在一个较为有利的流量条件下。上述研究成果可为未来流域科学开展水资源管理工作提供一定的参考和借鉴。     

济南趵突泉泉域泉群生态基流量研究

济南趵突泉泉域分布着趵突泉、黑虎泉、珍珠泉和五龙潭四大泉群,自20世纪50年代以来四大泉群泉流量总体呈衰减趋势,泉流量由50年代的36.6万m3/d衰减到近年的8~12万m3/d。泉水基流是一种较为稳定的径流流量,是下游河道的重要补水来源,是维持河道与湖泊生态系统健康的重要保障。利用基流分割法,对趵突泉泉群泉流量数据不同频率年进行分析计算,确定稳定的基流指数,计算不同水平年的泉水基流量;利用拐点法计算了济南泉群下游河道的生态需水量;分析了泉水生态基流量和河道需水量之间的关系,揭示了济南市的岩溶泉水对河流、湖泊等生态系统健康状况的影响,为济南市泉水保护提供了重要的技术支撑。     

极端干旱条件下河道生态基流间接价值计算

根据水生态系统提供的服务机制、类型和效用,水生态系统的服务功能可分为提供产品功能的直接使用价值和具有生命支持系统的间接使用价值两大类,河道生态基流的间接服务功能又包括水生态调节功能,水生态文化功能和水生态支持功能三类。生态基流保障的关键期为枯水期,极端干旱条件下生态基流同样蕴涵着不容忽视的价值,根据河道生态基流的各项服务功能及其影响因素,各项价值采用资源环境经济学的方法来进行估算。以渭河宝鸡段为例,以2015年为评价基准年份,对极端干旱年份下生态基流的间接价值进行了计算。结果表明,渭河宝鸡段2015年生态基流总价值为38 301.9万元/a,其中调节功能价值为25 581.6万元/a;支持功能价值为220.3万元/a;文化功能价值为12 500万元/a。开展本次研究,为缺水地区生态基流长效保障与生态补偿机制的建立等提供理论支撑与科学依据。     

渭河干流中段近50a径流极值变化特征分析

利用渭河干流咸阳水文站1960-2010年实测日流量资料,采用坎德尔(Kendall)秩次相关检验法、小波变换和R/S分析法,对渭河中段汛期与非汛期径流极值的趋势性、周期性及其持续性进行了分析与预测。并定义了极端径流事件阈值,对该河段历年极端事件的演变特征进行了分析。结果表明:近50a来,渭河干流中段径流最大值和最小值均呈显著减小趋势,Hurst指数均大于0.5,表明该趋势在未来一段时间内具有持续性。非汛期极端事件主要集中在1、2、3月份,极端事件强度呈增加趋势;汛期极端事件主要集中在9、10月份,极端事件强度呈减小趋势。     

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%.     

穆棱河流域河流最小生态径流研究

基于穆棱河流域中游主要控制站—梨树镇水文站1963-2017年逐月天然径流资料,引入频率比例法对含零值径流序列进行频率计算,采用7Q10法(90%保证率最枯月平均径流量、近10年最枯月平均径流量)、非零次最小值法、频率排位法、改进年内展布计算法计算了梨树镇水文站测验断面的最小生态径流,借助Tennant法对上述计算结果进行评价,结合实测径流资料,分析了最小生态径流满足情况及流域上游水利工程建设带来的可能影响。结果表明:穆棱河各月径流分布呈"双峰"型;本次推荐的年内展布计算法计算的最小生态径流过程可使河流在丰水期处于"中"、枯水期处于"好"流量状态,对维持河流生境稳定和生态健康更有利;实测来水条件下的枯水期最小生态径流满足情况明显好于天然的,近10年河流生境条件较好;P=95%来水年,河流径流长期小于最小生态径流;奋斗水库建成后,各典型年下仅各别月份的最小生态径流不能保证,但缺水量相对较少。研究成果对推动穆棱河流域河流水生态保护工作有一定的指导意义。     

基于变异性范围法的千岛湖可外调水量研究

基于变异性范围法(RAV),以维持河道生态完整性为水资源管理目标,估算了新安江下游生态流量,该法简便、立足整体河流水文情势。通过计算天然来水量的均值与RVA阀值差来确定生态流量值,并与7Q10法所估算值做比较,两值较为接近。得到了千岛湖最大可外调水量为70.5亿m3,1-9月都能较好地满足供水需求,但10-12月的可调水量基本能满足供水需求,但对生态系统构成威胁,需合理调度。     

三峡水库对下游河流水沙情势影响评估

为了评价三峡水库蓄水后下游河流水沙情势变化特征及其产生的生态影响,运用双累积曲线法、MannKendall趋势检验法和变动范围法(RVA)对三峡水库下游宜昌站1952-2015年逐日流量和含沙量指标进行探究。分析结果表明:三峡水库下游河流水沙特性在2003年发生明显转折,年均流量和含沙量均显著下降;月均流量在丰水期增加,枯水期减少,月均含沙量年内大幅下降;年最小1、3、7、30、90日流量发生高度改变,而年极值含沙量各指标改变度均达到100%;流量脉冲基本属于低度改变,含沙量高脉冲改变度达到100%;流量的逆转次数,含沙量的上升率、下降率和逆转次数均发生高度改变;通过对河流水沙情势改变度评价,其流量属于中度改变,含沙量属于高度改变。三峡水库蓄水后在一定程度上改变了下游河流的水沙情势,对河流生态系统健康带来一定影响。研究结果可为三峡水库下游河流生态保护提供参考。     

基于蒲河流域生态功能的生态需水量计算

生态需水量的研究是水资源合理配置和生态环境建设的重要理论基础。以蒲河流域为例,根据北方河流生态需水量在年型和年内的变化规律,分析河流生态环境功能。利用基流比例法和近10a的最枯月平均流量法分别计算河道生态需水量和河道的自净需水量,得到生态基流范围在0.57～7.64m3/s;经分析得出保持河道需水量和对污染物的自净能力的河流最小生态基流量为0.57m3/s。试验结果可为流域规划和生态调度提供必要的依据。     

极端天气气候事件对大坝的致灾影响分析

我国是受极端天气气候事件影响最严重的国家之一,又是世界坝工大国,研究极端天气气候事件对大坝的致灾影响对大坝安全至关重要。本文基于台风、极端降水、高温和干旱的分布特征和灾害特征,初步分析了不同类型极端天气气候事件对大坝的影响机制,对科学应对极端天气气候对大坝的致灾影响具有重要的意义。     

贾鲁河流域郑州段水域生态系统健康评估

为了确定贾鲁河流域郑州段水域生态健康的主要制约因子,以为水域生态系统修复提供参考,采用综合指标体系法,在环境保护部《流域生态系统健康评价技术指南(2013试行)》基础上,制定贾鲁河流域郑州段水域生态健康评估的指标体系,结合遥感解译、采样监测及实际调查数据,对区域内4个评价单元进行了水域生态系统健康评估。结果表明,贾鲁河流域郑州段水域生态健康整体处于"较差"水平,上游索须河和源头段水域生态健康状况优于中下游的市区段和中牟段,主要限制因子为河道连通性,其中市区段水质状况指数影响更显著;水域生态系统健康压力主要来源于水资源开发利用强度和生态需水保证率。贾鲁河流域郑州段水域生态修复应重点从补充生态需水、保障河道连通性和控制入河污染物3方面展开。     

基于多种水文学法的襄阳市主要河流生态基流估算

为了对襄阳市主要河流生态基流进行估算,对常用的几种水文学计算方法进行总结,结合资料获取情况,选取Tennant法、7Q10法、90%保证率法和最枯月平均流量法对襄阳市4条代表河流控制断面的生态基流进行计算。在对计算结果进行对比和分析的基础上,结合河流生态需水要求,确定其生态基流的推荐值。对于缺乏逐日径流序列资料的河流,考虑每条河流的实际特征,结合上述4条代表河流的计算结果,对其生态基流进行估算。计算结果可为襄阳市水资源的合理开发利用和水生态文明建设提供依据。     

基于PSR-改进模糊集对分析模型的河流健康评价

在分析河流健康概念的基础上,综合考虑能够反映河流健康系统完整性的形态、水文、水质及生物指标等方面因素,基于"压力状态响应"概念,设计了针对现阶段高强度人类活动状态下的渭河流域上游段的河流健康评价指标体系,按照河流近自然状态,确定了评价标准,建立了基于改进的模糊集对分析模型。基于构建模型对渭河流域林家村-魏家堡段河流健康进行了评价。结果表明,研究区域河流健康等级为三级,属于亚健康。提出了加强河流生态管理的对策。研究成果对河流生态修复与管理具有一定的理论技术参考价值。     

基于改进年内展布法的河流生态流量研究北大核心

为了使年内展布法更合理的计算季节性河流的生态流量,对原年内展布法进行了改进。以松花江支流西北河为例,基于西北河水文站1956-2016年逐月径流量资料,以90%保证率下各月的径流量代替各月最小径流量,并依据季节、丰枯月份、径流量3种标准分别划分时段,从而计算各划分标准下各时段的同期均值比,结合各月多年平均径流量进而对其生态流量进行计算,得到3种标准下最好的改进方法,使其与原年内展布法进行对比分析,并用Tennant法以及逐月最小径流法和90%保证率法对其结果验证。结果表明,3种标准下计算得出的生态流量与原年内展布法计算得出的生态流量年内变化趋势基本一致,其总体趋势为:改进方法一(按季节划分)>改进方法三(按径流量划分)>原年内展布法>改进方法二(按丰枯月份划分);与Tennant法及其他水文学方法(逐月最小径流法、90%保证率法)进行对比,改进方法一计算的生态流量较原年内展布法有了较好的改善,其既能够满足鱼类繁衍生存的需求和河流生物生长的需要,又能够保障河流的基本生态功能,因此对年内展布法的改进是合理可行的。综合来看,用改进方法一改进的年内展布法计算生态流量,更能体现河流的变化特征,更符合北方季节性河流生态流量的计算,更适用于西北河生态流量的计算,可以作为河流生态流量研究的一个新思路。     

小清河济南段生态基流估算研究

河道生态基流计算是河流生态学的热点、难点问题之一。基于北方河流汛期与非汛期流量变化明显、年际变化大等特点,应用SPSS 19软件将Texas法、Tennant法等多种水文学方法的计算结果与2005-2014年(近10年)逐月月平均流量进行相关性分析,认为Texas法更适合于小清河黄台桥段生态基流计算,其次是Tennant法。为使计算结果更加合理,运用Texas法对丰、平、枯不同水平年的生态基流分别进行计算,得到了不同水平年下逐月的生态基流量,并结合小清河实际径流量对生态基流保证程度进行了分析。结果表明:小清河济南段生态基流保证程度为100%,其主要原因是小清河作为济南市的排污河道,接纳了上游大部来水和部分城市污水,水量本身较为丰富。     

基于改进Tennant法的南渡江生态基流计算

Tennant法作为生态基流的一种计算方法在我国广泛应用。根据南渡江的独特的气候地理特征,通过引进季节修正系数,并运用中位数理论改进Tennant法。然后分别运用传统Tenant法和改进的Tenant法,对南渡江的生态基流量进行对比。通过对比分析可得:改进的Tennant法所得到生态径流量均小于传统Tennant法的计算结果,更好地反应了南渡江季节性的变化,有效的去除极端数值对计算结果的影响,对南渡江的生态环境和水资源的合理分配具有指导作用。     

基于改进Tennant法的河流生态基流量计算

为拓宽Tennant法的适用性,针对北方地区补水城市河流与未补水河流定位存在较大差异,提出了使用流量还原或还现的方法对不同类型河流流量进行修正,同时利用典型年流量代替多年平均流量并考虑了鱼类产预期最低流速,对Tennant法进行改进。将改进后的Tennant法应用到小清河、沂河等河流,应用结果表明:改进后的Tennant法应用于未补水河流能够更好地反映天然水文情势,有助于保障河流流速及水面宽度、河水深度等生物指标的良性发展;应用于补水城市河流能够更好地体现了补水区河段的用水特点,易于满足流域经济、社会、自然发展的需求。综合结果表明:改进的Tennant法计算结果更为合理,同时兼顾了不同类型河流的需水要求,拓宽了Tennant法的适用范围,为河流生态基流量的计算提供了一个新思路。     

基于生态保护目标的黄河河口湿地生态需水计算

湿地生态需水的主要研究目的在于把握生态系统健康所匹配的最佳需水特征。从维持栖息地生态功能和维持生态水文结构合理规模两方面的生态保护管理目标出发,研究湿地生态需水计算的方法,计算黄河河口湿地的生态需水量,并反推年内不同时段黄河利津站需要下泄的生态流量。