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。     

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。     

蒙江流域生态径流量的定量计算

我国河流生态需水研究主要集中在北方地区,对南方湿润地区的河流关注较少。以蒙江为例,运用最小月平均流量、改进的7Q10、NGPRP、逐月最小生态径流量等方法计算了八茂站的最小生态径流,并通过与Tennant法对比分析,选择逐月频率计算法计算了八茂站的适宜生态径流,最后通过几组数据的分析,提出蒙江八茂站的最小生态径流量和适宜生态径流量的参考值分别为22.6亿m3和45.5亿m3。     

大汶河流域河川天然径流演变规律研究

大汶河流域河川天然径流量具有年内变化不均、年际变化幅度大的特点,为分析河川天然径流的演变规律,本文应用累积距平法、Mann-Kendall法、小波分析等多种方法对大汶河流域53年的河川天然径流的变化趋势、突变特征以及周期特性进行了研究。分析结果表明:流域河川天然径流量略呈下降趋势,且存在阶段性变化特征,并于60年代中期达到突变水平;对天然径流序列的小波分析表明,主要存在2个尺度的周期变化,现阶段处于5年尺度下的相对枯水期。     

近55年来气候变化和人类活动对增江径流变化影响的定量研究

为探讨增江流域径流的变化特征及其对气候变化和人类活动的响应,选取1960-2015年河流实测径流量进行计算和分析。结果表明:56 a年来,增江流域径流总体呈微弱增加趋势,每10 a增加0.6 mm,1960s径流量最少,2000s的径流量最多,1960-1972年为枯水期,1972-1984年为丰水期,1984-1991年为枯水期,此后至今一直为平水期。增江流域具有明显的丰枯季节变化,汛期流量占年径流总量的80%,径流总体呈明显的不对称双峰型,最大峰值出现在6月份,而次峰都出现在8月,夏季Cv值最小,冬季丰枯振荡最为明显。域内气候增暖明显,降雨量增加,蒸发量减少,下垫面参数n减小,对径流的增加十分有利。径流对各因子的敏感度绝对值为:最低气温最高气温降水相对湿度太阳辐射LUCC风速。气候变化和人类活动的多年平均贡献率分别为51.1%、48.9%。1980s后人类活动对径流影响程度大幅增加,2000s后人类活动影响减少,趋于缓和,人类正在努力和自然处于一种和谐平衡关系。因此,人类活动对径流变化的影响不容忽视。     

近60a饶河流域径流变化特征研究

基于饶河流域1952-2014年3个水文站的逐日径流系列,采用年际变差系数Cv、年际极值比、距平百分率、Mann-Kendall趋势检验等多种分析方法,分析了饶河流域径流年内、年际丰枯变化特征和变化趋势。结果表明,饶河流域干支流天然径流年内分配和年际变化较为相似,径流年内分配极不均匀,而年际变化极不稳定;饶河流域出现枯水年的几率比丰水年的几率大,丰、枯水期交替变化周期约为20 a; 1952-2000年,各站径流总体上均小幅度递增,但21世纪以来各站径流则呈现减小的趋势。     

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。     

北部湾经济区径流、降雨分配特点及其变化分析

基于1970-2008年南流江常乐水文站、钦江陆屋水文站月均实测径流、降雨资料,采用年内分配不均匀系数、变差系数、绝对变化比率、年际不均匀系数、距平百分率等指标分析北部湾经济区径流、降雨的年内分配、年际变化特点,采用线性趋势线法、双累积曲线法分析径流、降雨的变化趋势.结果表明,南流江、钦江实测径流量与降雨量年内分配呈单峰型,径流、降雨年内分配不均系数呈上升趋势,径流的多年变化大于降雨,径流量的年际变化均匀度较差.降雨旱涝等级变化波动小,而径流丰枯等级变化波动频繁.实测径流系数呈下降趋势,降雨径流关系存在减小的规律.     

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。     

开都河径流年内分配特征研究

以开都河大山口水文站1956—2006年逐月径流量数据为基本资料,采用Mann-Kendall法和小波分析法将径流划分为水文变化特征相似的6个时段,然后计算各个时段年内分配不均匀系数、集中度(期)、变化幅度和月(季)百分比等多个指标,分析开都河径流年内分配特征。结果表明,开都河来水年内变化较大,历年年内径流分配很不均匀;年内径流主要集中于6—8月份,特枯月为2—3月份;年内径流分配主要受气温变化和高山融雪的影响。     

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%.     

挠力河流域径流变化特征与影响因素分析

挠力河作为三江平原最大的流域,其径流变化过程对三江平原的社会经济发展、生态环境变化起着至关重要的作用。为获取该流域的径流量变化特征,首先采用线性趋势分析法和Mann-Kendall趋势检验法对流域4个代表性水文站径流序列进行趋势分析,然后采用滑动移除近似熵法(MC-Ap En法)和Mann-Kendall突变检验法分别对径流进行突变检验,并对径流发生变化的原因进行了探讨。结果表明:挠力河流域上、中、下游径流量分布不均匀,且同一水文站径流年际变化较大,不利于挠力河流域水资源的开发利用;挠力河流域近50 a来径流量呈明显的减少趋势,其中宝清站、保安站、菜咀子站径流下降趋势明显;挠力河径流量在1966年发生突变,突变后径流呈明显的减少趋势,发生突变的主要原因是降雨量减少、农业开垦的扩张以及水利工程建设的日益增多;滑动移除近似熵法在进行径流突变分析的过程中,表现出精确度高、抗干扰能力强等特点,是一种适于径流序列突变检测的方法。     

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。     

西、北、东江水资源特性分析

以西、北、东江控制性水文站1959-2010年共52年的实测水文资料为基础,运用Mann-Kendall法、集中程度等方法分析了西、北、东江的水资源特性。结果表明:(1)西、北、东江径流量有明显的丰枯变化,长系列呈下降趋势,西、北、东江径流量不同年代年平均径流量有明显的差异;(2)西江径流量在1968-1987年和1997-2003年具有上升趋势,其他时段具有下降趋势;北江径流量在1996-2008年具有上升趋势,在1963-1974年和1986-1994年具有下降趋势;东江径流量在1976-1988年具有上升趋势,在1959-1975年和1989-1996年具有下降趋势;变化趋势都没有通过95%的置信度检验,上升或下降趋势不显著。(3)西、北、东江径流量的年内变化在不同时间段存在差异性,20世纪60年代以来,西江、北江径流量年内分配不均匀性较东江径流量年内分配不均匀性大;东江径流量年内分配具有明显均匀化趋势,东江年最小流量占年平均径流量比值有较明显增加趋势,有利于水资源的开发利用。     

玛纳斯河流域河川径流时空分异特征研究

在全球气候变化影响下,新疆内陆河流域地表径流过程的不确定性增加,其径流时空变化特征备受关注。研究以玛纳斯河流域为研究典型,依据流域内塔西河、玛纳斯河、金沟河以及八音沟河出山口水文站1957-2012年径流量资料,统计分析了56a来玛纳斯河流域各河流年径流量的多年变化规律以及空间变异特征。研究结果表明:玛纳斯河流域内各河流年径流过程大致存在4~5个时间尺度的周期性规律,其中8~10a和16~20a左右的周期性变化起占主导;通过泊松相关分析,基本可以认定,流域4条河流年径流过程存在着正相关性,也即存在着同步变化规律,且其相关性与其空间位置及径流量大小存在关联。     

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。     

对简化径流式水电站水能计算的探讨

一、问题的提出无调节的径流式水电站,其正常工作取决于天然来水情况。而天然来水变化大,水电站设计又常常缺乏实测径流资料。因此,目前大都是以邻近流域的水文站作参证站,采取水文比拟法用日径流系列作水能计算,为确定装机容量提供水能依据。但是,目前水文站分布较稀,湖北省自     

金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级生态调度研究

金沙江下游区域是我国重要的珍稀鱼类保护区,随着梯级电站的修建,势必将对生物的生存环境造成影响。为了减少负面的生态影响,利用年内展布法和改进FDC法计算了最小生态流量和适宜生态流量过程。根据不同的生态流量约束,设置了4种约束方案:(1)工程规划约束;(2)年内展布法计算的最小生态流量约束;(3)改进FDC法计算的最小生态流量约束;(4)改进FDC法计算的适宜生态流量约束。并对建立的生态调度模型进行求解,计算结果表明:当设置最小生态流量约束时,各典型年的发电量基本都能达到最大值;当设置适宜生态流量约束时,各典型年的发电量都有所减少。各方案的拟合优度的计算结果表明,在适宜生态流量约束条件下,水库的下泄流量更贴近天然的入库径流。     

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。     

基于基尼系数变异诊断的生态流量分析方法

由于受气候变化、人类活动及流域下垫面变化等因素的影响,许多水文要素序列不仅在年际形式上发生了变异,而且其年内分配特性也发生了不同程度的变异,严重影响了河道内的生态需水,而且变异后的水文序列对于计算生态需水也会产生影响。通过引入基尼系数GI研究分析大通河流域尕大滩水文站月径流年内分配均匀程度变异点,然后利用变异点以前的径流序列确定该站逐月河道内生态需水,最后通过生态需水和变异点前后平均流量的对比结果及生态流量破坏频率分析水文变异对生态流量的影响。