黄河下游河道最小生态流量研究

河道最小生态流量是指为了防止河道水体断流,即维持河流水体生存所应具有的最小流量(水量)。最小生态需水量计算方法应立足河流形态,将水位～水面宽曲线变形点与维持一定生境(主要包括平均水深、流速等)综合考虑来确定临界流量。本文在建立基于河流形状的河道最小生态流量计算方法体系的基础上,选取花园口、高村、利津3个控制断面对黄河下游河道最小生态流量进行了率定。结果表明,黄河下游花园口、高村、利津3个控制断面的最小生态流量分别为170m3/s,140m3/s,154m3/s,是多年平均天然流量的8.9%,7.4%,7.9%;3个控制断面在最小流量下的水面宽率分别为35.8%,20.6%,40%;平均水深分别为0.47m,0.87m,1.02m;流速分别为0.76m/s,0.40m/s,0.81m/s。由于国际上研究的河流集水面积远比黄河流域小得多,就最小生态流量与天然流量的比率来看,黄河流域下游河道的最小生态流量要较国际上已有的研究成果低一些。     

新兴城市城区建设对周边水系生态基流的影响——以杨凌农业高新技术产业示范区为例

[目的]针对城市建设对周边水系河流生态特别是生态基流影响研究薄弱的问题,以陕西省杨凌示范区及城边水系为研究对象,分析新兴城市城区建设与周边水系生态基流内在联系,为流域生态用水规划和河流水资源合理配置提供科学依据。[方法]采用最枯月平均流量法计算河流生态基流量,以河流最枯月月均流量与城市建设用地面积间的关系确定保护河流生态功能的城市建设用地面积警戒值,并从输沙消污角度研究了城区建设对保障生态基流的影响。[结果]①杨凌城边的渭河、漆水河和小韦河需要保障的生态基流量分别约为6.0,0.2和0.1 m~3/s,宜作为杨凌示范区用水规划和3条河流水资源调配的依据;②小韦河最枯月月均流量与杨凌示范区城市建设用地面积之间的内在联系符合指数函数规律,保障小韦河生态基流的城市建设用地面积警戒值约为60 km~2;③小韦河水体总氮和总磷月均浓度总体超过Ⅴ类水质标准,小韦河冬、春两季高污的现状使其生态基流的保障问题更加严峻和迫切。[结论]杨凌示范区城市建设与保障城边河流生态基流特别是小韦河生态基流的关系密切,海绵型城市建设是今后新兴城市建设的重要发展方向。     

辽宁省重点河流生态流量计算与保障情况分析

在整理分析辽宁省境内9条重点河流12个断面1956—2016年天然、实测径流量资料及有关规划资料的基础上,为实现计算的合理性和科学性,将大伙房水库、邢家窝堡和唐马寨3个断面设定为Ⅰ类断面,其余均为Ⅲ类断面。针对不同断面类型采用不同的径流系列计算各断面基本生态环境需水量。并评估各断面生态基流满足程度和基本生态环境需水过程满足程度。评估结果表明：闹德海断面满足程度较差,生态基流的满足程度为68.24%,冰冻期基本生态环境需水量满足程度为27.03%;其次福德店断面基本生态环境需水量全年满足程度为75.68%,非汛期满足程度为45.95%;其余各断面生态基流和生态需水的保证程度均在75%以上,生态流量保障情况相对较好。     

基于河流生态类型划分的海河流域平原河流生态需水量计算

根据河流现有生态状况,首次将海河流域平原河流划分为干涸沙化、水质污染和生境破坏三种类型,并针对不同类型河流特点和修复目标,分别用植被需水定额法、75%保证率最枯月平均流量法、生物空间最小需求法和槽蓄法计算了生态需水量。结果表明,海河流域平原河流最小生态需水量为18.12亿m3,相当于流域多年平均流量的8.4%。最后将上述四种计算方法分别与Ten-nant法进行了比较。用植被需水定额法计算的干涸沙化型河流生态需水量结果约占多年平均径流量的2.4%～5.5%,远小于Tennant法的最小生态需水量;75%保证率最枯月平均流量计算的水质污染型河流所需的生态水量占多年平均径流量的百分比为15%左右,略高于Tennant法计算的最小生态需水量;用生物空间最小需求法计算的滦河生态需水量占多年平均径流量的百分比为6%,接近于Tennant法计算的最小生态需水量;槽蓄法计算的生态需水量结果与河流水量修复目标密切相关。总的说来,本文所采取的计算生态需水量的方法在海河流域是可行的。     

汾河中下游河道生态需水量研究

汾河中下游流域地处我国黄土高原干旱、半干旱地区,水资源短缺与生态环境矛盾十分突出,从水资源开发利用中的生态环境问题出发,构建了适合汾河中下游生态需水量计算模型。河流生态需水量是一个随着时段、河段的不同而发生变化的动态值,把汾河中下游以水文站分成5段,分别计算了不同水文频率年各河段生态需水量,把河道生态需水量分为河道蒸发、渗漏、自净、输沙需水量和基础流量,并根据它们之间的相互关系,界定了总生态需水量。结果表明,汾河中下游20%,50%,70%和95%水文频率年河道生态需水量分别为6.17×108m3,3.78×108m3,2.37×108m3,1.59×108m3;占流域代表年径流量的百分比分别为55.43%,61.97%,61.27%,88.15%,且占多年平均流量的百分比分别为73.68%,45.10%,28.27%,18.92%。要实现汾河流域的可持续管理,必需采取切实有效的措施进行水资源开发调控,分时段分河段地进行水资源的合理利用。     

2018年度松辽流域水土流失动态监测结果分析

生态文明建设在中国特色社会主义建设过程中已被提升到新的高度,水土保持工作作为其中重要的一环,急需进一步深入推进。松辽流域泛指东北地区,在松辽流域开展水土流失年度动态监测工作至关重要,既是维护东北地区粮食安全生产的重要保障,也是强化东北地区协调绿色发展与生态环境保护的关键步骤。在水利部组织下,松辽流域2018年积极开展了水土流失动态监测工作,实现了第一次流域全覆盖监测,并与2011年第一次全国水土保持普查结果相比较进行了动态变化分析。据统计,松辽流域2018年水土流失面积为27.53万km 2,主要以轻度、中度侵蚀为主,全境水土流失分布及变化与土地利用结构高度相关;东北黑土区与典型黑土区2018年的侵蚀面积分别是22.16万和8.50万km 2,分别占土地总面积的20.38%和25.94%,与2011年相比均有所下降。尽管2018年度松辽流域的水土保持工作尚存在不足,但在严峻的形势下仍准时、高质量地完成了全流域动态监测工作,为东北地区环境保护和生态文明建设提供了重要的数据支撑。     

滇中典型流域水资源生态足迹与生态承载力研究

在分析龙川江流域水资源可持续利用的状况下,运用生态足迹理论和计算方法,建立龙川江流域水资源生态足迹和生态承载力的计算模型,进行评估各用水方式下的水资源生态足迹和生态承载力特征。结果表明,在考虑外流域调水的情景下,龙川江流域水资源处于盈余状态,提高了水资源生态承载力;水资源生态承载力大于水资源生态足迹,水资源的利用方式处于相对可持续利用状态。     

玛纳斯河流域生态需水量估算

玛纳斯河流域是典型的内陆河流域,生态需水是流域水资源合理配置的基本参数.从农田防护林、农田水盐平衡、水库湖泊需水和河道生态需水4个方面对玛纳斯河流域生态需水开展分析.结果表明:4部分生态需水分别为:1.55,2.95,2.01,2.33亿m3.维护流域稳定条件下的最小生态需水量为8.84亿m3,占水资源总量的34.76%,占地表水量的38.59%.     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

东辽河流域河流系统生态需水研究

河流系统的生态需水是指维持河流正常的生态结构和功能所需要的一定水质最小水量 ,具有明显的时空变化特征。河流系统的生态用水包括河道系统 (包括排沙生态用水和水面蒸发生态用水 )和洪泛地系统两大系统的生态用水。东辽河流域河道系统生态需水量占年均径流量的 44 .43%。洪泛地生态用水量为 16 .87亿 m3,占全流域年均降水量的 2 8.0 2 %。必需采取有效措施进行河流水资源开发的有效调控。     

陕西省不同生态类型区河流水质与径流泥沙间的关系

为反映陕西省地表水水质状况与水土流失间的关系,选取不同生态类型区的3条主要河流(渭河、延河和汉江)为研究对象,依据河流27断面水质监测资料,对延河流域5个断面、渭河流域13个断面、汉江流域9个断面的水质进行了评价,并从水体污染的角度分析了3条典型河流的污染源及其与径流泥沙的关系。结果表明:不同生态类型区河流水体水质呈现明显的时空变化特征,3条典型河流2001—2010年水质改善明显,27个监测断面中满足Ⅰ—Ⅲ类水质水体功能的断面由11个增加到18个,达标断面率为66.7%,Ⅴ类水质断面9个,占33.0%;不同生态类型区河流水质污染呈现较大的南北空间差异,位于秦岭以北的渭河干流污染严重,属重度污染,延河属轻度污染,位于秦岭以南的汉江水质为优;渭河氨氮浓度与年径流量呈显著负相关,径流量越大,氨氮浓度越低;延河河流径流与溶解氧(DO)浓度呈显著正相关,径流量越大,DO浓度越高,水质越好;汉江年输沙量和高锰酸盐指数(CODMN)浓度呈显著正相关,输沙量量越大,COD_(MN)越高,水质污染越严重。     

大凌河干流生态需水量确定及保障措施探析

为解决大凌河干流水环境承载力偏低、生态水量不足等问题,应用消耗性和非消耗性生态水量公式确定大凌河干流生态蓄水量占年均天然流量的15%～18%。通过加快推进工农业节水、强化生态流量调度管理、非常规水源利用和水系连通工程建设等措施修复流域水生态环境,为河道生态需水提供可靠保障,可为修复和保护流域生态环境提供一定支持。     

未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响

“四水四定”背景下，科学量化变化环境下城镇或小流域未来水源涵养量是水资源管理、水利规划和水生态保护等工作的重要基础。水源涵养量尺度转化是目前生态水文学研究的难点之一，较高精细尺度研究是尺度转化的重要切入点。以秦岭北麓灞河流域为研究区，应用SWAT模型、CA-Markov模型、ArcGIS、RClimDex等分析工具，评估NEX-GDDP-CMIP6高分辨率数据集对灞河流域月流量模拟能力，选取最优气候模式，模拟未来土地利用变化，分析灞河流域未来30年水源涵养量演变趋势，旨在为秦岭生态保护、水资源管理、土地利用保护等提供基础数据。结果表明：(1)NEX-GDDP-CMIP6高分辨率数据集ACCESS-CM2、ACCESS-ESM1-5、CanESM5等9个气候模式对月平均流量均值模拟效果较好，对极端流量模拟效果较差，NESM3气候模式相比其他8个气候模式有较好的流量模拟效果。(2)NESM3气候模式低估极端降水情况，高估持续干燥天数，月尺度降水数据模拟能力高于年尺度和日尺度。(3)通过Kappa系数检验CA-Markov模型在灞河流域土地利用变化方面具有较好的适用性。(4)在土地利用和气候...     

河流生态需水量研究进展

探讨了生态需水的概念和内涵,归纳了国内外生态需水的计算方法,并对现有的计算方法进行了整理和分类。从目前已有的计算方法来看,还没有一种比较通用的能量化所有参数并反映各参数之间相互影响的估算生态需水量的方法。在生态水利工程建设与河流生态修复的前提下,以生态流速和生态水力半径等概念为基础提出的生态水力半径法有所创新,通过生态水力半径来推求过水断面面积,进而推求该过水断面生态流量是其核心内容。生境模拟法有着良好的应用前景,该法根据指示物种所需的生境条件模拟确定河流流量,对于维持合理的水生生物的生态需水量具有重要的意义。     

东北沟小流域生态服务价值评估

冀北山区作为京津地区的重要水源地,对于保障下游的水资源安全发挥着关键性的作用,评估其生态服务价值是对其进行生态补偿的直接依据。选取京津水源区的典型小流域——东北沟小流域进行了评估,经计算,其生态服务价值为7 104.07万元,其中农地的生态价值为183.09万元,林地的生态价值为6 714.34万元(主要是涵养水源价值,占56%),水域主沟的生态价值为206.64万元。在水源地的保护过程中,应调整土地利用方式,充分发挥林地的水源涵养功能,并对流域内的生态系统服务价值定量化测量,以期为制定生态补偿提供科学依据,确保水源地生态得到保护。     

基于IHA-RVA法的东江源区生态水文情势变化分析

[目的] 研究东江源区流域生态水文情势的变化,为明确流域生态修复目标和开展生态修复措施提供参考依据,为水利部水环境水生态监测试点工作顺利开展提供经验。[方法] 选取江西省寻乌县的寻乌水背水文站和定南县的定南胜前水文站两个国家站1980—2020年的逐日流量数据,运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流域的水文情势改变程度。[结果] ①东江源区整体水文改变度为50.1%,属中度改变,其中寻乌水影响大于定南水; ②32个水文改变指标中,高低流量的频率及延时受影响最小,改变度为26.3%,属低改变; ③流量变化率及概率最大61.5%,属中度改变,特别是最大1 d流量、变换次数、1月均值流量、5月均值流量等指标发生严重变异; ④以鱼类资源变化响应分析验证,源区鱼类资源减少。[结论] 水库运行对东江源区周边生态系统影响较大,亟需适时调控河流的流量,使区域经济与生态环境保护协调发展。     

基于生态水文理念的流域水资源规划研究 ——以子牙河为例

传统水资源规划一般仅关注水文循环中的"蓝水"资源,忽视了占水文循环60%以上的"绿水"资源。基于生态水文理念来研究流域水资源规划方法,可实现区域可持续发展。本文以子牙河流域为例,从流域降雨着手,剖析大气降水、蓝水和绿水转化过程,构建基于生态水文理念下的流域水资源规划模型。通过调整种植结构、节水灌溉制度、产业结构、居民生活用水、养殖业用水等方案,以及南水北调中线配套工程措施,利用构建的流域水资源规划模型,对各项规划措施进行模拟。结果表明:75%保证率和50%保证率下,自然植被耗水量分别为76.3亿m3和88.2亿m3,农业生产耗水量分别为126.8亿m3和142.1亿m3。城市生活、工业生产、第三产业和农村生活耗水量均分别为7.9亿m3、2.6亿m3、3.1亿m3和3.3亿m3。相对于调整之前,75%保证率下,子牙河流域耗水量减少11.9亿m3,50%保证率下减少13.2亿m3。其中,占总耗水量最大的农业生产部门对耗水削减的贡献量最大,达到了7.6亿m3(75%保证率)和8.8亿m3(50%保证率),占总削减量的60%以上,表明种植结构和节水灌溉制度的调整对减少子牙河流域耗水量起到了重要作用。本文研究成果可为流域水资源高效可持续利用提供必要的技术支撑。     

西苕溪流域健康状况的模糊诊断

西苕溪是太湖上游的重要支流,由于人类活动的干扰,河流健康状况受损,功能下降。基于河流健康的内涵,选取河流形态结构、河流社会经济功能和河流生态功能3类诊断河流健康状况的1级指标。针对西苕溪流域健康现状和可获取的资料,构建了诊断西苕溪健康状况的18个2级指标。选用多目标多层次模糊模型诊断西苕溪健康状况,建立了各指标标准特征值,确定了各指标权重。计算和分析结果表明,西苕溪综合健康状况大部分处于中等和良好状态,河流形态结构的改变和较差的水质是影响其健康的主要原因。西苕溪流域的生态修复措施主要包括创建多样性生物栖息地,有效控制面源污染,建立水库适应性管理程序等。     

河流生态修复研究进展

在河流生态系统普遍遭受严重破坏的今天,河流生态修复成为研究的热点。该文在广泛查阅国内外河流生态修复资料的基础上,分析认为河流生态系统的影响因素主要为水文条件、流域气候、河流地貌、河流的水力特性和水质,以及人类活动在传统水利工程、污染物排放、过量引水及农渔业活动方面对河流生态系统的胁迫作用。在明确河流生态修复概念与任务的基础上,对河流生态修复理论研究中的河流健康、河流生态需水、河流生态修复尺度与机理,以及河流生态修复模型进行了分析与综述。对河流生态修复原则及生态修复中的几个重要技术问题进行了分析与评价。最后提出了我国河流生态修复研究和建设中应特别关注的几个问题及发展建议。     

黄河是新世纪济南生态城市建设的关键

黄河作为济南市最重要的过境河流，对于济南市生态城市建设极为重要。黄河大堤能保障城市的生态安全，黄河生态廊道可以提高城市空气质量．黄河水资源是城市供水生命线系统的基础，黄河湿地发挥着重要的生态系统服务功能。