基于景观变化的河口湿地生态环境需水量研究

为了健全辽宁省凌河口湿地生态建设,利用3S技术,结合湿地景观破碎度,采用生态学的计算方法,对1995-2014年凌河口湿地生态环境需水量进行研究。结果表明:(1)1995-2014年,凌河口湿地生态环境需水量分别为3.59、6.19、5.94、8.02和8.46亿m3;(2)1995-2014年湿地景观破碎度程抛物线状,2005年为本研究时段内景观破碎化最严重的一年;(3)研究时段内的适宜生态环境需水量、多年平均降雨下的最小生态环境需水量以及降雨频率分别为75%和95%对应的最小生态环境需水量分别为7.10、3.87、4.11和4.36亿m3;(4)计算出湿地生态环境逐月需水过程。     

辽河河口湿地生态环境需水量研究

科学合理地确定辽河河口湿地的适宜与最小生态环境需水量是维持其生态系统健康的重要保障。利用3S技术提取辽河河口湿地覆被信息,将生态环境需水量的计算类型划分为消耗型和非消耗型,建立了适合辽河河口湿地的计算模型,并利用该模型计算了研究区2000、2005和2014年的生态环境需水量以及适宜生态环境需水量与不同降水频率条件下的最小生态环境需水量。结果表明,研究区适宜生态环境需水量为99 554.92×10~4m~3;多年平均降水条件下、75%降水频率下和95%降水频率下对应的最小生态环境需水量分别为20 220.13×10~4m~3、22 362.31×10~4m~3和24 314.98×10~4m~3。     

宁夏引黄灌区湖泊湿地生态需水量计算

在收集相关资料的基础上,对宁夏引黄灌区的湖泊湿地生态需水量进行了计算。结果表明,在现状条件下,平水年份(降水频率50%)灌区湖泊湿地生态需水量为4.29亿m3,枯水年份(降水频率75%)灌区湖泊湿地生态需水量为4.83亿m3。     

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。     

基于生态水位差比法的高海拔湿地生态环境需水量研究——以乌梁素海湿地为例

【目的】估算高海拔湿地生态环境需水量。【方法】采用生态水位差比法对乌梁素海湿地生态环境需水量进行了计算,并对乌梁素海生态补水量进行了分析。【结果】乌梁素海湿地最小和适宜生态水位差比系数分别为0.786和1.231,最小和适宜生态环境需水总量分别为5.645亿m3和7.580亿m3;乌梁素海湿地生态补水量为4.68~6.85亿m3。【结论】新提出的生态水位差比法模型是对原生态水位法的改进,此模型更适合应用于高海拔湖泊湿地生态需水量计算,并且此模型可满足湿地净化污染物要求。当某湿地的水文和生态状况与乌梁素海湿地相似时,可用生态水位差比系数进行最小和适宜需水量估算。     

元阳哈尼梯田灌区生态环境需水量

从生态系统角度分析了云南省元阳县哈尼梯田灌区的生态环境需水量。将灌区生态系统划分为森林、村寨、梯田及河流4种生态系统,探讨了除村寨系统以外的其它3种生态系统类型的生态环境需水量计算方法,并对其生态环境需水量进行了初步分析计算。研究结果表明：云南省元阳县哈尼梯田灌区森林生态环境需水量为10229×104m3,占多年平均年降水总量的17.3%;梯田生态环境需水量为14817×104m3,占多年平均水资源量的19.3%;河流系统生态环境需水量为4574×104m3,占多年平均天然径流量的15.7%。生态环境需水是一个动态的值,随生态保护目标的提高或经济发展,其计算结果也将发生变化。     

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%.     

中线调水对汉江下游水资源可利用量影响研究

南水北调中线工程的实施有利于缓解我国北方缺水问题,但对汉江下游的水文情势与水资源供需关系也会产生一定影响。本文采用蒙大拿法、7Q10法和月保证率设定法计算河道内最小生态环境需水量,采用弃水系数法计算汛期洪水弃水量,在此基础上利用扣损法对现状条件和不同调水方案情景下的水资源可利用量进行计算分析。研究结论为:水资源可利用量随着调水量的增大而减少;调水145亿m3方案下,偏枯水年和特枯水年的供水保障率相对较低,而引江济汉工程可使其水资源可利用量增加,从而满足汉江下游的用水需求;调水82亿m3方案下的整体水资源可利用率要高于其他情景,现状条件下的水资源可利用率最低。     

塔里木河流域干旱区绿洲河道生境生态水权及其计量研究

界定了流域干旱区河道生境生态水权的内涵,并确定了其计量依据、计量内容和计量方法;基于主要源流出山口径流量以及干流阿拉尔站20世纪80年代以前径流量资料,利用Tennant法确定了塔河流域的河道生境生态水权的划分标准和计量模型,并计算塔河流域河道生境生态水权。结果表明,塔河流域最低河道生境生态水权为53.14亿m3/a,其中叶尔羌河流域13.31亿m3/a,和田河流域8.03亿m3/a,阿克苏河流域源流区13.04亿m3/a,阿克苏河10.98亿m3/a,干流7.78亿m3/a;塔河流域适宜河道生境生态水权为69.87亿m3/a,其中叶尔羌河流域20.06亿m3/a,和田河流域12.05亿m3/a,阿克苏河流域19.53亿m3/a,阿克苏河16.14亿m3/a,干流11.37亿m3/a。河道生境生态水权的年内分配主要集中在6—9月。     

基于SD-MOP模型的生态型灌区水资源优化配置研究

为解决传统灌区日益严重的水资源短缺和生态环境问题,构建以"资源节约、高产高效、生态环境良好"为理念的生态型灌区,开展灌区水资源优化配置研究。以陕西省泾惠渠灌区为例,基于节水-经济-生态多重目标,构建系统动力学-多目标规划(System Dynamics-Multi-Objective Programming,简称SD-MOP)耦合模型,仿真模拟生态型灌区各子系统因果反馈关系,开展"P=50%"水平年的生态型灌区水资源优化配置研究。结果显示:到2030年,当灌区农业需水量、工业需水量、生活需水量和生态环境需水量分别为3.23、0.58、0.37和1.16亿m3时,可实现生态型灌区节水效益、经济效益以及生态效益最佳,泾惠渠灌区总需水量下降7.93%,经济效益和生态效益分别提高67.78%、9.09%。与单目标SD模型仿真结果相比,工业需水量和生活需水量分别增加3.57%和2.78%,农业需水量和生态环境需水量分别下降14.10%、9.38%的情况下,灌区总需水量下降10.40%,经济效益、生态效益分别增加27.28%、10.20%。研究表明,基于SD-MOP模型的水资源优化配置方案更有利于生态型灌区的实现,该成果可为生态型灌区水资源可持续利用和生态环境良性发展提供科学依据。     

典型北方季节性河流生态需水量研究

在供水方面北方河流存在着水资源缺乏、水质恶化等水环境问题,按照工、农、生三产水资源配比情况,北方地区农业种植业需水量占总供水量的70%以上,同时污染负荷以面源污染负荷为主。以京津冀绿色农副产品的保障基地河北省洋河流域为例,基于前期海河流域(洋河流域为海河流域的一条二级支流)河流生态需水量计算方法学研究结果,选取水文学及目标水质法计算洋河干流左卫、响水铺、鸡鸣驿和八号桥4个典型断面最小、适宜和理想生态需水量。通过Tennant法为参照,计算结果表明:①以COD指标为生态目标计算的最小、适宜和理想生态需水量分别为0.82、1.64、2.48亿m~3;②以NH~+_4-N指标为生态目标计算的最小、适宜和理想生态需水量分别为0.83、1.65、2.49亿m~3。同时综合考虑洋河流域对京津冀农副产品保障的灌溉功能定位,从洋河盆地的农业灌溉生态需水量角度切入,利用CROPWAT模型计算目标区域农作物需水量,提出了基于保障洋河流域作物灌溉问题生态需水量的计算,并制定了相应水库的调蓄方案。友谊水库作为洋河干流最大的水库,需向下游补灌60万m~3水源才能满足作物需水要求。     

爱伊河生态环境需水量研究

2012年3-11月,在对银川市爱伊河水环境因子调查的基础上,对爱伊河河道内生态环境需水量进行了分析研究,结果表明,爱伊河河道内生态环境需水量构成为水质净化需水量加上蒸发渗漏需水量。爱伊河年需水总量为9 878.18万m3,年缺水总量4 366.48万m3,其中水质净化需水量为7 866.80万m3,占总需水量的79.64%。农田灌溉退水污染已成为影响爱伊河水质的主要污染源,进入爱伊河的污染物的量较多需要净化是造成总需水量大的主要原因。     

扎龙湿地生态环境需水量探讨

在对扎龙湿地自然保护区的土地利用类型及其现状进行分析的基础上,对扎龙湿地湖泊水库、明水沼泽和芦苇沼泽面积上的生态环境需水量的计算方法进行了分析,同时对扎龙湿地适宜生态环境需水量及最小生态环境需水量进行研究与分析,为扎龙湿地生态环境需水量的研究提供参考依据.     

长湖水环境需水量与引清济湖研究

以长湖为研究对象,在对长湖水环境现状和流域污染负荷进行充分调查分析的基础上,结合流域水系特征,采用水质模型分析计算了长湖水环境需水量;针对水环境需水量亏缺的状况,提出了引清济湖方案.最后,预测分析了引清调水的环境效果与制约性因素,为开展长湖流域永环境综合治理与长湖调永工程的实施提供重要的科学依据.结果表明:为达到长湖Ⅲ类水质控制目标,2010年现状污染负荷与2020年削减污染物负荷后两种情况下长湖的最小水环境需水量分别为40.63、3.26亿m3,水环境缺水量分别为33.12、1.26亿m3.为保证2020年长湖达到Ⅲ类水质目标,从外流域实施引水流量应达到21.30m3/s.控制污染源、减少入湖污染负荷是长湖水污染综合治理的基础和根本,而实施引清补水是水污染防治和水生态修复潜能均得以充分发挥作用下的有益补充,是改善水环境质量的辅助及应急措施.     

利用作物模型估算农业需水量的探讨

探讨了利用作物模型估算农业需水量的方法,在对DSSAT模型进行充分校正和验证的基础上估算了石家庄山前平原区农业需水量,并分析了其时空分布,以及农业需水量在不同降雨典型年份的变异性.模型计算结果显示石家庄山前平原区多年平均农业需水量为15.7亿m3,枯水年份与丰水年份农业需水量的变异率超过了50%.     

不同ET_0频率夏玉米需水特性分析

以豫东地区安阳、西华、信阳、许昌、郑州、驻马店等地夏玉米为研究对象,采用Penman-Monteith法计算了ET0频率25%、50%和75%条件下夏玉米需水量并进行分析。结果表明,安阳、信阳、郑州、驻马店夏玉米全生育期需水量呈现出湿润年较低、干旱年较高的趋势,最大值介于450.3~477.7mm。各地夏玉米需水量最大的生育阶段均为拔节和灌浆期,信阳、许昌灌浆期需水量平均占全生育期29.2%、37.0%,信阳该生育阶段需水量占全生育期百分比随ET0频率增大而上升,呈现为相对干旱年份需水更多。7月中旬至8月的日需水均值随频率的增大而增大,平均5.52mm/d;9月往后日需水均值随ET0频率的增大而下降,平均3.69mm/d。     

安达市灌溉用水需求与节水灌溉发展面积阈值分析

大力发展高效节水灌溉是现代农业可持续发展的必然选择。以黑龙江省安达市节水增粮行动为背景,分析了灌溉用水需求和节水灌溉发展面积阈值,结果表明:安达市节水增粮行动的水源主要为地下水,90%频率年的地下水可开采量6 759.84万m;1954-2014年作物需水量和净灌溉需水量都具有显著下降的趋势,近5a玉米的作物需水量为418.1mm,单位面积净灌溉需水量为101.4mm;节水增粮行动后地下水可开采量1 198.96万m~3,在水资源约束下的5种节水灌溉发展模式下(100%喷灌、90%喷灌+10%膜下滴灌、80%喷灌+20%膜下滴灌、70%喷灌+30%膜下滴灌、60%喷灌+40%膜下滴灌)可发展灌溉面积阈值分别为1.23、1.34、1.44、1.55和1.65万hm~2。     

典型性湿地系统生态环境需水量研究

鉴于水生态监测系统建设水平和基础资料缺乏,湿地生态环境需水量研究更侧重于水行政部门和研究者的主观期望,对调水和补水指导性不强。从湿地水生态系统功能入手,建立了湿地生态系统健康指标体系,构建了包括基本生态环境需水量和年均补水量在内的湿地生态环境需水量模型。以具有“华北明珠”之称的白洋淀湿地水生态演变状况为例,对海河流域各重要湿地的生态环境需水量研究,结果表明该区域湿地生态环境储水量和补水量分别为7.29108m3和7.35108m3/y,为湿地管理部门制定流域区内和流域间的水资源配置规划提供支持。     

诺敏河流域生态环境需水量计算

总结了国际上常用的生态环境需水量的几种计算方法:历史流量法、水力学法、栖息地法、综合法;在其基础上提出了适合我国的生态环境需水量计算方法:Montana、7Q10法和多年最小月平均流量法。并利用上述三种方法计算了诺敏河的生态环境需水量,最终结果选用Montana法的计算结果。计算诺敏河流域生态环境需水量最终目的是为了保护诺敏河流域的生态环境,为流域系统的水资源优化配置提供依据,以解决河流生态问题与水量优化配置问题,提高流域的综合效益,处理好有限的水资源与用水量增加之间的矛盾。     

干旱区荒漠植被生态需水量计算方法研究

潜水蒸发法和面积定额法是计算植被生态需水量的常用方法,而目前研究中,仅运用一种方法进行干旱区生态需水量的计算,为了解决其计算方法单一、研究结果合理性存在争议,并确定干旱区荒漠植被合理生态需水量计算方法的问题,研究以2013年塔里木河干流上游区为参考区域,通过遥感技术解译该地区各荒漠植被的面积,运用潜水蒸发法和面积定额法计算该区荒漠植被生态需水量,并计算其相对差值百分比,且与前人的研究成果进行比较,结果分别为54.33%、41.39%、52.78%,其值皆为50%左右,相差较小,表明了潜水蒸发法及面积定额法计算干旱区荒漠植被生态需水的合理性,并通过均值计算确定干旱区荒漠植被合理的生态需水量,即2.65亿m3,可应用于其他干旱地区荒漠植被合理生态需水量的确定。