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。     

引洮供水一期工程水量调度系统的设计与仿真验证

为提高引洮供水一期工程运行管理水平,减少因弃水导致的水资源浪费,并及时足量地满足用水需求,提出了一套水量调度系统。该系统的目标在于将单渠池内控制点的水深维持在一定目标值附近,此目标是通过基于蓄量补偿原理的前馈控制和采用PID控制器的反馈控制实现的。系统运行时,将取水口水量分配计划输入系统,由控制算法可得到沿程每个闸门的目标流量,该流量值直接下发至现地控制单元实现闸门恒流量自动闭环控制。结果表明,该调度系统能减少渠道内控制点水深因取水情况变化导致的波动,提高用户取水要求的响应速度,可满足工程水量调度的基本需求。     

豫西黄土丘陵区林草植被蒸散量估算研究

采用积温法、Penman公式法和水量平衡法分别估算了三门峡、洛阳、郑州、济源4地市的植被蒸散量,采用蒸散比系数K值法计算了乔木林、灌木林和草类植被的设计蒸散量。结果表明,估算结果与乔木林、灌木林和草类植被生长对水分的需求有较显著的一致性和较好的适用性。通过植被耗水与降水的盈亏分析,给出了4地市不同植被类型的水分亏缺量,多年月平均降水量基本满足灌木林和草类植被耗水需求,多年年平均降水量基本满足乔木林耗水需求,但上半年(1—6月)表现为缺水,对乔木林的生长发育有较大的影响。     

基于仿真技术的太子河流域水库生态调度研究

针对太子河生态和环境日益恶化问题,以流域水资源利用和河流生态流量为目标,以宏观的水资源配置要求和防洪等为约束,建立水库多目标生态调度模型,并采用模拟仿真技术求解。结果表明,在考虑满足下游控制断面适宜生态流量需求的情况下,各区间用户最大供水缺水率为11.5%。在尽可能不破坏水库的社会经济效益的情况下,采用合理的调度模型能...     

非充分生态约束条件下水库生态调度模型研究

在不影响水库原有防洪及供水目标前提下,为了降低水库对河流生态系统的影响,针对部分调度模型存在调度结果满足最小生态流量约束而不满足适宜生态流量约束的情况,提出了以最小生态流量约束调度结果为基础,逐步向适宜生态流量约束靠近的非充分生态约束流量求解方法,并引入松弛变量,建立了生态保证程度与发电量的关系,通过对比Kmin法和Kmax-1法的Tennant评价结果确定水库生态调度的最佳平衡点,以此作为非充分生态约束条件下的尼尔基水库生态调度模型。结果表明,生态流量约束值还有很大的提升空间,不宜直接选取最小生态流量约束的调度结果作为调度方案;新的调度模型可以有效解决此类生态调度问题,给决策者提供更合理的调度方式,6种生态约束条件下的生态保证程度分别可提高60%、80%、40%、60%、70%、70%,电量损失率仅为2.01%、1.13%、1.28%、1.47%、2.16%、2.08%。     

基于SEBAL模型的土默特右旗腾发量研究

【目的】评价SEBAL模型在估算内蒙古包头市土默特右旗腾发量时的适用性。【方法】基于2015年作物生育期内的Landsat8遥感影像,建立SEBAL模型,估算腾发量,利用FAO Penman-Monteith公式与水量平衡法估算得到腾发量进行了验证及评价,并采用多元逐步回归方法对其影响因素进行了分析。【结果】日腾发量的分布具有明显的空间差异性,呈现出"山峰型"变化趋势。SEBAL模型腾发量估算值与水量平衡法估算值相比,相对误差的平均值为6.053%;Penman-Monteith公式计算得到的日腾发量与水量平衡法估算值相差7.682%,都在10%以内,达到了精度要求,且SEBAL模型估算腾发量的精度高于Penman-Monteith公式。日腾发量与NDVI和地表温度相关性显著,由二者建立了最优的多元逐步回归方程。【结论】在缺乏数据的情况下,利用SEBAL模型可以较为准确地估算出土右旗的腾发量,且NDVI和地表温度对其的影响较大。     

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。     

基于能值生态足迹的调水工程供水区可持续性评价

为了缓解水危机和水资源供需矛盾、解决水资源分布不均,调水工程是必不可少的有效措施。但同时,调水工程改变了地区水情,在运用和管理过程中会打破原有的生态平衡,对社会、生态及经济方面产生了负面影响,因此需要对供水区进行可持续性分析和评价。将能值理论与传统的生态足迹方法相结合,构建供水区的能值生态足迹分析模型,通过计算我国西北地区某调水工程供水区的人均能值生态承载力、人均能值生态足迹和可持续性指数等分析指标,衡量供水区的生态环境可持续发展状况,从而为该区域制定以可持续发展为目标的水资源合理配置提供参考。     

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。     

以北线引水工程为例浅析多级管理泵站综合调度优化

出于优化深圳市北线引水工程的供水调度的灵活性的目的,根据其现状供水规模,分析合理的水量调度的方法,使北线取水量能满足沿线用水户的需求,且不影响与其相关的东深工程的水量.依据可能优化的调度方法、开机程序,给出有针对性的管理建议.     

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.     

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。     

一种基于生态流量的水资源开发利用率阈值估算方法

水资源开发利用率阈值是进行水资源开发利用、安全评价、风险调控与综合管理的控制性指标。尽管国际上常以年取水量与年可获得水资源量的比值40%作为水资源开发利用率阈值，但该阈值的确定依据和合理性并未明晰，同时该阈值为固定值未能考虑水资源禀赋的时空变化，给通常面对水资源时空分布不均的管理实践带来挑战。根据水资源开发利用率阈值与河道内生态流量之间的互补关系，在利用SWAT分布式水文模型模拟流域天然径流的基础上，通过基于多层次生境条件的改进Tennant法（MTMMHC法）计算了汉江流域各子流域各月份在丰、平和枯年份的不同等级生态流量，并确定了相应的水资源开发利用率阈值，体现了水资源开发利用率阈值在不同河段和不同季节的变化情况。结果表明：MTMMHC法能同时考虑流量的年内和年际变化并反映流量在丰、平和枯年份的差异性。在汉江流域，各子流域各月份在丰、平、枯年份的水资源开发利用率阈值均不同，且各子流域各月满足最适宜生态流量所对应水资源开发利用率阈值大多在20%以下，低于现行的国际上40%的标准。因此，该阈值估算方法不仅明晰了水资源开发利用率阈值与河道内生态流量之间的互补关系，而且考虑了水资源禀赋的时空...     

怎样调节水泵流量

怎样调节水泵流量在机电排灌中,有时为了提高机组运行效率,防止水泵汽蚀,增大或减少排灌水量,要求对水泵的流量进行调节,以满足实际排灌需求。那么,怎样调节水泵的流量呢？１变速调节法（１）变频调速法,即改变输入电动机电源的频率,达到改变转速的目的,但需要...     

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。     

基于模拟-优化模式的流域水量水质联合调度研究

为了改善流域水质型缺水日益严重的状况,基于传统的自然水循环水资源调控问题,考虑水质因素,依据生活、生产、生态用水对水质的不同需求,建立水量-水质联合调度模型。此外,为了充分发挥水库群等水利工程的调节作用,通过考虑流域节点上下游间的水力联系,将模拟与优化模式相结合,构建基于模拟-优化模式的流域水量-水质联合调度模型,并采用自适应遗传算法以洪汝河流域为例用vb编程求解。计算结果不仅验证了模型的实用性,且较传统的流域联合模拟供水方案更优,效率更高,同时也能体现水质改善效果。     

基于极度干旱条件下的喀斯特峡谷区水资源利用方式——以贵州花江峡谷示范区为例

为解决气候极度干旱条件下喀斯特峡谷地区农村饮用安全问题,以贵州花江示范区为例,分析了不同干旱情景下水资源利用方式及其供需平衡情况。结果显示:研究区一般干旱持续时间为4个月,水窖(池)雨季存储表层泉点水量约1.29万m3,靠此能满足人畜饮水(1.11万m3)需求;但气候极端干旱持续时间超过8个月,降雨减少,地表水水量衰减快,可蓄存水量为一般干旱年份的55%,仅能支撑到2月中旬,极度缺水时间约75d。为此,通过机井方式在附近区找到极度干旱情形下流量稳定的地下水,采取"集中引水,分散供水",市场化统一管理方式,保证了研究区3 850人极度干旱条件下饮水安全。其成本远低于分散的小微型蓄水工程投资总和,是考虑极度干旱情景下喀斯特山区解决饮水安全的有效方式。     

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。     

能值法计算工业供水效益分摊系数

工业供水效益分摊系数,是一个反映与工业和供水两方面有关的多种因素及其相互关系的综合系数,是供水效益准确核算的关键.常用的"投资比法"和"固定资产比法"都仅仅考虑了投资(固定资产)这一单项经济因素,不能反映多种因素的影响,计算结果不尽符合实际.提出以生态经济学的能值方法分析工业生产过程,定义工业供水总能值与生产投入总能值的比值为工业供水效益分摊系数.由于供水能值不仅包括水利工程投资和固定资产,还包括了水资源本身的资产投入;工业系统投入总能值,既包括生产过程投入的能源、原材料及经营费用还包括固定资产投资和人工劳力投入,因此,以此方法计算所得效益分摊系数能客观、真实反映生产过程的全部要素,有利于分析评价水利工程的真实效益.     

基于多因素影响的区域旱作物有效降水量估算

【目的】确定区域尺度旱作物有效降水量估算方法。【方法】通过分析降水、土壤和作物因素对作物有效降水量的综合影响,提出了包括冠层截留量、土壤可容水量、地表径流量、降水量和深层渗漏量等4个计算模块的作物有效降水量估算模型,采用田间尺度水量平衡方程计算值对估算模型模拟值进行验证,并分析了河北平原5个县域作物有效降水量的时空分布特性。【结果】①作物有效降水量估算模型模拟结果与农田尺度水量平衡法计算值的决定系数R2和纳什系数NSE均大于0.85,模拟精度较高;②研究区域冬小麦-夏玉米连作条件下作物有效降水量为400.03 mm,降水入渗系数为0.84;丰水年、平水年、枯水年作物有效降水量分别为419、454和355 mm,降水入渗系数分别为0.76、0.86和0.83,栾城和元氏的作物有效降水量较赵县偏高。【结论】提出的估算模型可以用来估算区域尺度作物有效降水量。