基于生态水文法的城市河流生态基流综合评估

针对郑州市快速城市化推进对城市河流产生例如城市河道断流、水污染、水生态恶化以及河流水量水动力不足等生态问题,通过线性倾向法、Mann-Kendall突变检验法对郑州市贾鲁河中牟水文站1965-2008年的实测径流资料进行水文特征分析,并通过综合运用tennant法、逐月频率法等水文法计算城市河道生态基流,评估不同水文法的适用性,甄别能够合理反映城市化河流的水文法计算河道生态基流,其计算结果可为城市河流生态补水提供参考依据。     

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。     

天山北坡呼图壁河生态基流量估算研究

利用Tennant法、最枯月平均流量多年平均值法、90%保证率最枯月平均流量法和年型划分方法 4种生态基流估算方法对天山北坡呼图壁河的生态基流进行估算。结果表明:(1)Tennant法获得的生态基流量为一般用水期(10月-翌年3月)的最小生态需水量为0.055亿m~3,鱼类产卵育幼期(4-9月)的最小生态需水量为1.253亿m3;利用最枯月平均流量多年平均值法估算值为0.052亿m~3;利用90%保证率最枯月平均流量法估算基流量为0.072 8亿m~3;利用年型划分法估算生态基流量为0.166亿m~3。(2)对比4种方法可得利用最枯月平均流量多年平均值法估测值数值与实测值较接近,改进的Tennant法估测值不仅与实测接近,而且对年内用水可以进行更细致的划分,所以更适合用于反映呼图壁生态基流量。     

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。     

昆明市松华坝水源地水源涵养能力时空变化研究

水源涵养能力是水源地脆弱性诊断的重要指标之一。在对比直线分割、直线斜割和滤波3种基流分割方法的基础上,选取松华坝水源地径流区内4个水文站实测流量资料,用滤波法分割基流,并计算基流量和基流指数。结果显示,左支流冷水河上、下游平均基流指数分别为0.589、0.485,右支流牧羊河上、下游平均基流指数分别为0.528、0.484。此外,1954-1992年冷水河下游地区基流量呈显著减小的趋势,其余区域基流量减小的趋势不显著。水源涵养能力空间上表现为,冷水河流域的水源涵养能力较牧羊河流域强,两流域上游的水源涵养能力均较下游强。     

基流分割方法研究——基于辽河流域中下游地区

河川基流作为地下水的主要排泄方式之一,对于地下水资源量的估算有着重要的意义。利用辽河流域中下游地区泉太、王宝庆、八棵树水文站2003-2008年天然日径流资料,分别采用数字滤波法(Lyne-Holick法、Eckhardt法)和滑动最小值法对辽河流域中下游的地下基流量进行分割计算,分析3种方法的优缺点,以期得到较好的基流分割计算方法,进而评估这3个水文站的地下基流量。主要结果包括:3种方法能较为准确的分割出地下径流量,但Eckhardt滤波法的基流分割结果最为准确且能很好地反映地下水径流规律;辽河流域3个水文站的地下径流指数BFI约为0.60,其中枯水期BFI约为0.63,丰水期BFI约为0.55。     

河流生态基流概念与评价方法的差异性及其影响

生态基流涉及水文、地质、气候、水资源开发利用、生态环境保护和社会经济发展等多方面,然而迄今国内研究还较薄弱,与国外存在一定差距。从生态基的概念及内涵角度分析,国内外生态基流的差异性原因主要表现在概念本质来源、研究范围以及研究侧重点三个方面;从生态基流评价方法的角度分析,其差异性原因表现为研究条件的制约、概念与内涵识别不同以及研究目的差异。这些差异的存在,对我国国际河流水资源开发利用与保护等方面的具有深刻的影响。最后,针对国内外生态基流的差异性以及对我国国际河流开发利用的影响,提出了相应的建议。     

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。     

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。     

北部湾经济区河流环境流量计算

叙述了河流环境流量的基本概念,并介绍了国内外四类计算方法：水文学法、水力学法、生境模拟法和整体分析法。通过水文学法、水力学法和考虑河流中鱼类的生态流速-流量法,对北部湾经济区河流环境流量进行计算。最后,对计算所得三种结果进行对比分析,确定生态流速-流量法计算结果25.75 m3/s,作为北部湾经济区河流——南流江的最小环境流量。     

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%.     

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。     

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。     

基于流速法与环境流量的生态需水研究

受人类活动与社会经济发展的影响,湖北省部分河流出现水资源短缺,水环境恶化、水生态退化趋势,以上问题已严重威胁人类的生活和社会经济的可持续发展.以湖北省典型河流为研究对象,在流速法的基础上考虑环境流量指数因素,计算河流生态需水,并联合Tennant法生态需水计算结果,对二者结果进行综合考虑,确定综合条件下的生态需水量,为...     

贡嘎山黄崩溜沟流域基流估算及其

采用数字滤波法对黄崩溜沟3个不同尺度流域1995-2007年日径流量进行了基流分割，结果表明：本区基流所占比重较大,黄崩溜沟、观景台沟、马道沟水文站多年平均基流指数分别为0.539、0.721、0.552。基流量受降雨量、降雨历时、雨型、雨强、下垫面条件的共同影响，下垫面条件的不同是决定该区不同流域基流指数差异的关键因素。地表水及地下水中化学元素含量与基流指数大小的一致性及其相关性分析证实了该区基流量主要来自地下水。其相关分析也为基流估算提供了新的思路。     

贡嘎山黄崩溜沟流域基流估算及其特性分析

采用数字滤波法对黄崩溜沟3个不同尺度流域1995-2007年日径流量进行了基流分割,结果表明:本区基流所占比重较大,黄崩溜沟、观景台沟、马道沟水文站多年平均基流指数分别为0.539、0.721、0.552.基流量受降雨量、降雨历时、雨型、雨强、下垫面条件的共同影响,下垫面奈件的不同是决定该区不同流域基流指数差异的关键因素.地表水及地下水中化学元素含量与基流指数大小的一致性及其相关性分析证实了该区基流量主要来自地下水.其相关分析也为基流估算提供了新的思路.     

基于RVA的建库后下游河流生态风险评价研究

为探索水库修建后对下游河流生态环境的影响,基于RVA(变化范围法)思想选取能反应建库前后下游生态环境变化的一系列指标,构建了水库下游河流生态风险评价指标体系.并在采用风险指数法与RVA法对其进行估计量化和权重确定的基础上,针对生态风险评价工作及人类对生态环境认识程度本身所具有的模糊性,将生态风险量化为5个等级标准,建立了水库下游河流生态风险的模糊综合评价模型.实例计算表明,该方法能定量给出水库下游河流生态风险综合评价结果,对水库建成后生态风险评价及管理工作具有一定的参考价值,有助于河流的可持续开发利用与生态环境的进一步改善.     

桑干河干流山西段生态环境需水量研究

山西省桑干河流域地处我国黄土高原干旱半干旱区,水资源开发利用与生态环境矛盾十分突出,同时水资源供需矛盾形势十分严峻。从水资源开发利用中的生态环境问题出发,指出生态环境需水量是地表水体维持特定的生态环境功能所必须蓄存和消耗的最小水量,在此概念基础之上,构建计算河流系统生态环境需水量的理论方法。以桑干河为例,分河流生态基流、水面蒸发量、入渗需水量、输沙需水量以及污染物自净需水量五部分,概算了桑干河河流系统的生态环境需水量。研究结果对提高水资源利用效率、改善生态环境有着重要的理论意义和实用价值。     

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。