基于IHA-RVA法的湘江流域水文情势评价

水文情势变化是影响河流生态系统结构、功能的主要驱动力。为了研究湘江流域水文情势变化,选用湘江流域控制性水文站点湘潭站(1959-2016年)逐日流量数据,运用Mann-Kendall法、累积距平法以及滑动T检验法开展流量特征分析,对水文情势突变前后的水文指标进行割裂分析,采用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价湘江流域水文情势改变程度。结果表明:湘江流域年均流量呈增长趋势,趋势不明显;水文情势的突变年份出现在1991年。通过对湘江流域水文突变前后的水文指标分析,湘江整体水文改变度为36%,仅达到中度改变。其中,年最小流量的出现时间受影响最大,达到了100%。     

赣江流域大(Ⅰ)型水库工程影响下的枯水变异研究

以赣江流域现有最大水利工程——万安水电站(水库)运行前后区分水利工程的影响时段,以赣江下游外洲水文站多年(1955-2011年)逐日流量为依据,在MK突变检验、滑动t突变检验的基础上,运用水文变异指标法和变化范围法(IHA/RVA)分析大型水库工程影响下的枯水变异特征。研究发现,赣江流域在1955-2011年,自万安水电站1990年正式运营之后,最小1、3、7、30、90d日平均流量的偏离率均显著上升,前4者的幅度均超过了24%。IHA的最小各日平均流量极值变化在中RVA范围尽管均属于低度改变,然而在低RVA范围内5个指标都达到了高度改变,由此充分揭示了对河流生态系统至关重要的低流量范围内多个枯水情势高改变度的存在,为水库生态调度和河流生态保护提供了有益的参考。     

安康水库对下游生态水文情势的影响研究

为研究安康水库对下游生态水文情势的影响,以安康水库1991-2011年入库流量数据和水库下泄径流数据为研究对象,采用变化范围法(RVA)分析了水库修建前后对天然水文情势的变化情况,定量评价了水文情势改变程度。结果表明：人类活动对河流水文情势影响较大,安康水库运行阶段的整体改变度为39.21%,属于中度改变。生态水文特征的中度改变将对汉江中的水生生物和整个河流生态系统造成深远的影响。     

三峡水库对宜昌站生态水文情势影响研究

为了评价三峡水库对长江中下游河流生态水文情势影响,以三峡水库下游控制水文站宜昌站1882-2013年日均流量为基础,运用M-K法和线性倾向估计法对宜昌水文站日均流量趋势性进行分析,并用RVA法分析了三峡水库蓄水年后生态水文指标改变程度。结果表明,宜昌站年均流量呈显著下降趋势,枯水期(1、2、3月份)的流量上升趋势明显,而4-12月份流量下降趋势明显;三峡水库蓄水对宜昌水文站的整体水文改变程度为61%,属于中度改变。该研究可为长江水生态保护提供借鉴。     

基于情景分析和RVA法的梯级开发对水文情势的影响

以我国R河为例,运用情景分析和变化范围法RVA,计算了现状开发状态、高级开发状态情景下梯级开发对河流水文情势的改变度,探讨了R河不同梯级开发等级对水文情势的影响。结果表明:随着梯级开发等级的提高,梯级开发对R河水文情势的综合改变度有上升趋势,但不同指标的变化趋势不尽相同;高低流量频率及延时、流量变化改变率及频率指标的综合改变度为高度改变,其他组指标综合改变度为中度改变;综合评估梯级开发对R河天然水文情势的影响为中度改变。     

三峡梯级水库对长江中下游水文情势影响研究

以梯级水库下游宜昌水文站1882-2006年流量资料为研究对象,采用Mann-Kendall法对宜昌站流量变化进行了趋势性分析,并采用复Morlet小波周期性分析,在此分析基础上采用变动范围法（RVA）分析葛洲坝水库蓄水前后宜昌站水文情势变化,定量评价了水文情势改变程度,随后对三峡水库蓄水前后宜昌站水文情势变化进行了分析。结果表明,葛洲坝水库对水文情势改变程度为29%,影响程度相对较小,而三峡水库蓄水后,在较大程度上改变了河流水文情势,水文情势改变必将影响到长江中下游河流水生生物生态安全。     

结合RVA法建立天然径流量还原计算的BP神经网络模型

鉴于烟台市水资源短缺,为了更加合理地开发利用水资源,在建立RVA模型评估烟台大沽夹河流域水利工程对水文情势影响的基础上,结合BP神经网络方法对大沽夹河流域径流量进行没有水利工程影响的天然径流量的还原计算。结果表明:(1)水库等水利工程建设后,使天然径流发生了显著的改变,其中月流量改变度在0.3～0.7之间较多,极限日最大最小平均流量改变度在0.3～0.6之间,属中度改变。(2)对RVA法所得结果进行分析,建立大沽夹河流域天然径流量还原计算的BP神经网络模型,通过模型的建立对天然径流量进行还原计算,结合烟台水资源评价提供的实测值进行误差对比,发现构建的BP神经网络模型可行与方便,可以为水利水电工程建设与该地区水资源合理开发利用提供科学依据。     

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Tennant改进法的讨赖河生态流量分析与评价

基于冰沟水文站、鸳鸯池水库站的长序列水文资料,通过Tennant法、中位数改进法和众数改进法对比分析,最终确定了讨赖河干流在一般用水期和用水高峰期的生态流量,同时对现状水平年的生态下泄流量进行对比评价。结果表明:①冰沟水文站用水高峰期生态流量为2.332 m~3/s,一般用水期为1.258 m~3/s;而鸳鸯池水库站用水高峰期生态流量为0.989 m~3/s,一般用水期则为0.778 m~3/s;②现状水平年(2016年)冰沟水文站、鸳鸯池水库站的用水高峰期和一般用水期月平均流量均可达到相应生态流量的最佳范围;③2016年,冰沟水文站在一般用水期生态流量达到最佳生态流量的天数为181 d,鸳鸯池水库站的一般用水期生态流量达到最佳生态流量的天数为137 d,达到极好生态流量的天数为19 d,达到好的生态流量的天数为22 d。因此,冰沟水文站、鸳鸯池水库站均可基本满足河道一般用水期的生态流量。     

基于洪水脉冲历时的三峡水库生态调度研究

三峡工程为我国带来了巨大的经济效益,但同时水库也改变了下游天然的水文情势,造成如四大家鱼等鱼类资源急剧下降。为探究水库运行对四大家鱼产卵的影响,根据洪水脉冲理论,提出与洪水脉冲特征相关的若干个水文指标,并根据这些指标对水库下游宜昌站每年5-7月实际径流过程进行统计,经Mann-Whitney U非参数检验后找出产生显著性变化的洪水平均涨、落历时等指标。基于此建立水库多目标生态调度模型,根据历史洪水规律在模型中加入洪水脉冲历时控制方法,计算不同权重分配下的水库最优发电效益及洪水最优涨落历时,模型结果显著增加了洪水涨落历时且对发电效益影响甚微。延长洪水涨落历时为现阶段的水库生态调度提供了一种新的思路,但对四大家鱼产卵的实际促进作用仍需实践检验。     

额尔齐斯河流域河谷生态系统水文情势变化影响分析及生态修复建议

额尔齐斯河河谷生态系统是新疆重要的水资源战略储备区,更是北疆抵御自然灾害的生态屏障。受水利工程建设、滥垦滥伐、过度放牧等因素影响,额尔齐斯河流域水文情势发生改变,引发洄游性鱼类繁衍受阻、林草面积衰退、生物多样性下降等问题。为探究水文情势变化与生态环境改变间关系,采用IHA-RVA方法(Indicators of Hydrologic Alteration-Rang of Variability Approach),对额尔齐斯河流域布尔津水文站进行水文情势改变度评估。研究表明,额尔齐斯河河谷生态系统为中度改变,建议采取以下措施:保证生态用水需求,生态流量应遵循天然状态丰、平、枯水期规律;布设过鱼设施,并合理控制高、低流量脉冲发生次数;5-7月各水利工程应相互配合进行生态淹灌调度,及时补充地下水。     

H-ADP实时流量在线监测系统研究

三峡-葛洲坝区间由于受到水库调度影响,水流条件复杂,传统流量测验手段远远不能满足防汛报汛需求。本文在长江水利委员会水平式声学多普勒流速仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)在线流速监测数据基础上,运用小波分析技术提取指标流速,利用人工神经网络处理指标流速与断面平均流速的非线性映射关系,建立H-ADCP实时流量在线监测系统,利用该系统可以实时推算出三峡-葛洲坝区间断面流量,为防汛报汛和水文资料整编提供及时、准确的水文情报。     

H-ADCP实时流量在线监测系统研究

三峡-葛洲坝区间由于受到水库调度影响,水流条件复杂,传统流量测验手段远远不能满足防汛报汛需求.在长江水利委员会水平式声学多普勒流速仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)在线流速监测数据基础上,运用小波分析技术提取指标流速,利用人工神经网络处理指标流速与断面平均流速的非线性映射关系,建立H-ADCP实时流量在线监测系统,利用该系统可以实时推算出三峡-葛洲坝区间断面流量,为防汛报汛和水文资料整编提供及时、准确的水文情报.     

长江中下游水电开发对河流水文情势的影响研究

为深入分析水电开发对河流水文情势的影响,以长江中下游江段为研究区域,选取宜昌站1956-2016年生态水文实测资料,以三峡、葛洲坝水利枢纽工程所控制的宜昌江段为研究对象,开展水电开发对河流水文情势影响研究,同时分析了下游水文情势变化对重要鱼类——中华鲟生境的影响,从而为保护中华鲟种群资源提供修复措施。结果表明:宜昌站1956-2016年的年均流量序列呈不显著下降趋势,年均水温序列呈显著上升趋势,年均含沙量序列呈极显著下降趋势;葛洲坝运行后三峡工程运行前和三峡工程运行后两个时间段内,筑坝对河段流量、水温、含沙量的改变方向均是一致的,且三峡工程的影响更为显著;流量的下降将直接导致中华鲟产卵场实际面积的缩小,水温的上升将会影响中华鲟的产卵信号,含沙量的减少一定程度上是有利于中华鲟产卵的。同时,从工程措施、非工程措施、管理措施3个方面提出来保护中华鲟栖息环境的具体修复方案。研究结果可为分析水电开发对河流水文情势的影响以及恢复或改善被破坏的河流生态系统提供具体指导和建议。     

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。     

赣江峡江水库洪水分期研究

研究水库流域洪水分期特性，实现水库分期控制运用，对于在确保防洪安全的前提下提高综合利用效益具有重要意义。以赣江峡江水库为研究对象，基于代表性水文站（峡江水文站）1957-2017年逐日平均流量、年最大洪峰流量资料，采用成因分析法、水文特征值统计法和变点分析法研究洪水汛期分期规律，并进行对比分析。结果表明，赣江流域暴雨洪水主要集中在4-9月，4-6月份洪水由锋面雨形成，7-9月份洪水一般由台风雨形成。从成因分析上看赣江中下游流域洪水具有明显的季节性变化规律，可将4-6月作为主汛期，7-9月作为后汛期。水文特征值统计法和变点分析法这两类定量分析方法分期结果基本一致，汛期分期结果较为合理和稳健，峡江水文站的大洪水主要集中在5月和6月，频率分别为24.59%和39.34%,7月的前半月（7月1日-7月15日）出现较大量级洪水的概率仍然较大，可将4月初-7月上中旬作为主汛期，7月中下旬-9月底作为后汛期。结合多种途径分析结果，从偏安全的角度，同时考虑管理方便和习惯，拟定峡江水库主汛期为4月1日-7月15日，后汛期为7月16日-9月30日。在划分的主汛期内年最大洪峰被内包，洪水发生次数最为频繁，而...     

闸坝工程建设对北运河水量水质影响研究

北运河流域闸坝工程修建,在一定程度上改变了河流的水文情势和水环境状况。以北运河重要水文站通县站1931—1990年流量资料为研究对象,对于闸坝修建前后水文情势变化进行了对比分析,同时对北运河干流关键控制性闸坝断面2004—2009年实测监测资料进行了水质评价,并对水质时空变化进行了分析。结果表明,北运河闸坝工程拦蓄导致流量减少,其中4月份流量减少最明显,非汛期较汛期下降明显;北运河水体环境质量整体上较差,基本上均为超V类水体,上游和下游水质相对优于中游水质情况,其中水质指标氨态氮、高锰酸盐指数影响较大。     

三河口水库洪水资源利用方式研究

针对引汉济渭工程重要调蓄枢纽三河口水库洪水资源利用实际问题开展研究,采用分形理论汛期分期方法对三河口水库汛期进行分期,并进行相应洪水资源调度模拟分析,以期充分利用三河口水库洪水资源.基于分形理论得到三河口水库的汛期分期结果为:6月1日至6月30日为前汛期,7月1日至9月30日为主汛期;在分期汛限水位基础上,基于1954...     

基于多种平滑算法的三峡水库反推入库流量消噪

三峡水库的反推入库流量存在严重的"锯齿"问题,影响了实际的水库实时调度相关工作,利用数据平滑算法可有效对其误差进行后处理.通过对比各平滑算法分别选取五点三次平滑算法及离散小波阈值消噪算法进行研究,并与实际工作中常用的三点平滑算法进行对比,通过构建水文要素指标和平滑度指标评价平滑效果.结果表明:在综合适用条件最好的Db小...     

流域水文模型在黄河中游清涧河流域的应用对比

简介了6个集总式水文模型,利用黄河中游清涧河流域1955~1969年的水文、气象资料,对这6个水文模型的流量模拟效果进行了对比。结果表明:所有模型对月流量具有较好的模拟效果,平均Nash效率系数超过60%,但对日流量的模拟效果相对较差;复杂模型与简单的水文模型相比,并没有明显的径流模拟优势;考虑蓄满与超渗2种机制和结构较为简单的模型显示出更好的地区适应能力。