大兴安岭多年冻土区森林小流域基流分割

为了解大兴安岭多年冻土区森林小流域基流特征及其与降水和土壤水分的关系,利用电导率质量平衡法(CBM)进行基流分割,利用双累积曲线法(DCM)分析降水对径流组分的影响,利用交叉相关分析法(CAM)研究土壤含水量和径流组分之间的因果和时间延滞关系.结果 表明:研究期流域基流流量为123.93 mm、地表径流量为65.43 mm,总径流量为189.36 mm.基流是河川径流主要补给来源,对年径流量的贡献高达65％.径流组分存在显著的季节性变化特征,其中5月份融雪径流期基流指数最低,为23％,基流随着降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐减少,同时,基流和土壤含水量没有显著相关关系;在生长季(7-9月份),基流指数均大于50％,其中8月份最高,达91％,基流随降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐增加,基流与土壤含水量存在显著相关关系(P＜0.05)和延滞效应,说明流域森林土壤有良好的水分入渗、储存和排泄的水文功能.这些研究结果表明,大兴安岭多年冻土区森林小流域径流以基流为主要来源,森林土壤具有良好的水源涵养功能,起到了消洪补枯的作用.     

河流生态基流概念与评价方法的差异性及其影响

生态基流涉及水文、地质、气候、水资源开发利用、生态环境保护和社会经济发展等多方面,然而迄今国内研究还较薄弱,与国外存在一定差距。从生态基的概念及内涵角度分析,国内外生态基流的差异性原因主要表现在概念本质来源、研究范围以及研究侧重点三个方面;从生态基流评价方法的角度分析,其差异性原因表现为研究条件的制约、概念与内涵识别不同以及研究目的差异。这些差异的存在,对我国国际河流水资源开发利用与保护等方面的具有深刻的影响。最后,针对国内外生态基流的差异性以及对我国国际河流开发利用的影响,提出了相应的建议。     

张掖市水电站水生态基流下泄监测系统的开发与建设

张掖市水电站水生态基流下泄监测系统对全市水电站发电过机流量、引水式电站的生态下泄流量进行实时在线监测、分析、存储。建立水电站水生态基流下泄监测系统,以加强祁连山保护区水电站生态基流的监管工作,确保生态水流量足额下泄,保障河流生态平衡。本文从系统建设内容及功能设计、系统总体结构、系统的部署等方面探讨了张掖市水电站水生态基流下泄监测系统的开发与建设。     

黄土高原泾河流域梯田对河道径流及生态基流影响

[目的]定量分析泾河流域梯田建设对河道径流、生态基流的影响程度,为流域梯田建设提供一定理论支撑。[方法]采用合作开发的嵌入梯田模块的SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟河道径流量。[结果]嵌入梯田模块的SWAT模型在模拟河道径流时可满足模型模拟精度的要求;随着梯田面积增加,河道年径流量减少,生态基流保障程度提高,年、月生态基流不满足天数降低;梯田的年平均减流量为4.25×104 m3/(km2·a);梯田具有蓄洪补枯作用,且对丰水期的调控效果高于枯水期,对河道生态基流的影响为:枯水期平水期丰水期。[结论]嵌入梯田模块的SWAT模型在该流域具有较好的适用性,提高流域内梯田面积是滞洪补枯的有效手段之一,在一定程度上保障了河道生态基流。     

济南趵突泉泉域泉群生态基流量研究

济南趵突泉泉域分布着趵突泉、黑虎泉、珍珠泉和五龙潭四大泉群,自20世纪50年代以来四大泉群泉流量总体呈衰减趋势,泉流量由50年代的36.6万m3/d衰减到近年的8~12万m3/d。泉水基流是一种较为稳定的径流流量,是下游河道的重要补水来源,是维持河道与湖泊生态系统健康的重要保障。利用基流分割法,对趵突泉泉群泉流量数据不同频率年进行分析计算,确定稳定的基流指数,计算不同水平年的泉水基流量;利用拐点法计算了济南泉群下游河道的生态需水量;分析了泉水生态基流量和河道需水量之间的关系,揭示了济南市的岩溶泉水对河流、湖泊等生态系统健康状况的影响,为济南市泉水保护提供了重要的技术支撑。     

基于数字滤波法的紫鹊界梯田区水源结构分析

为探究紫鹊界梯田区域原生态自流灌溉系统机理,在该区域选择一个边界闭合的小流域,在其中游和出口断面各设一个降雨-径流观测站,上站控制区基本为原生态的天然植被覆盖区,上、下站区间基本为梯田区。采用数字滤波法对两断面的实测日径流序列进行了基流分割,分析其水源结构。分析得出:原生态植被区径流模数与基流指数均远大于梯田区。凸显其蓄水保水作用,是梯田区原生态自流灌溉系统天然水源。基流指数大说明水源结构中以基流(壤中流与地下径流)所占比例大,其作用相当于一个地下蓄水库,能较好地涵蓄降雨,为下游梯田区提供源源不断的灌溉水源。     

大渡河干流已建梯级水电站生态基流目标回顾性评价研究

生态流量是维持河湖等水生态系统良好状态所必需的流量（包括水量、水位或水深），而生态基流是确保其水生态系统功能不丧失的最低要求。作为我国重要的水电开发基地和生物多样性保护中心，大渡河流域极有必要定期开展生态基流目标回顾性评价。本研究使用了多种水文学方法，包括Tennant 法、Texas法、Q90法、多年最小月平均流量法和Northern Great Plains Resource Program （NGPRP）法，计算了大渡河干流已建梯级水电站的生态基流目标值。根据计算结果中各控制断面的最小值、最大值和平均值，建立了生态基流目标值的参考区间，分别对应底线、优和良好的标准线，并对大渡河干流已建梯级水电站生态基流目标进行了回顾性评价。针对不同历史条件下或不同行业领域中存在的生态基流相关概念内涵和适用边界条件的不一致问题，以及拦河工程生态基流调度的实际问题，研究提出生态基流目标体系的双指标控制法，并提出了大渡河干流已建梯级水电站生态基流目标建议值。研究结果为开展流域尺度生态基流目标回顾性评价提供了新的方法，并为推动后续生态基流研究和管理中类似问题的解决提供了有益线索。     

自动基流分割方法在黄土高原昕水河流域适用性分析

目的昕水河流域是晋西北黄土高原重点流域内的代表性河流,是黄土高原水土流失最严重的地区之一。在黄土高原昕水河流域选择适宜的基流分割方法十分重要。方法本文以黄土高原昕水河流域大宁水文站1956—2014年实测径流资料为基础,采用目前国内外普遍采用的4类8种自动基流分割方法进行基流分割,包括数字滤波法(Lyne-Hollick滤波法(DF one)和Eckhardt滤波法(DF two))、基流指数法(标准法和改进法)、时间步长法(固定时间间隔法、滑动时间间隔法、局部最小值法)和PART法,并利用Nash-Sutcliffe系数(E值)和平均相对误差法(MRE值)对基流分割结果进行评价,并通过基流指数特征值和流量过程线,分析不同基流分割方法在昕水河流域的适用性。结果DF one(0.925,3次)的准确度更高(E=0.76,MRE=1.24%),所分割基流过程线较为平滑,能够较好的反映出昕水河流域流量过程线退水段的物理规律。结论应用DF one(0.925,3次)对昕水河流域进行基流分割是一种稳定可靠的方法。昕水河流域多年基流量平均值为0.45亿m3,多年平均基流指数为0.366。      

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。     

三峡库区典型流域硝态氮输出特征及归因分析

为研究流域硝态氮来源、输出特征及驱动因素,应用SWAT模型对三峡库区梅溪河和大宁河流域径流和硝态氮负荷进行模拟,进而解析流域水文过程及硝态氮来源,并基于随机森林模型量化了不同影响因素（气候、土地利用、土壤类型、地形）对径流和硝态氮负荷的影响程度。结果表明：（1）不同土地利用类型间硝态氮负荷差异显著,年负荷强度表现为园地（20.41 kg/hm²）>旱地（12.51 kg/hm²）>水田（10.31 kg/hm²）>建设用地（7.09 kg/hm²）>林地（0.62 kg/hm²）>草地（0.46 kg/hm²）,旱地是梅溪河（80%）和大宁河流域（67%）硝态氮输出的主要来源;（2）梅溪河和大宁河流域基流系数分别为67%和62%,基流是硝态氮主要运移途径,分别贡献68%和60%的硝态氮输出;（3）径流分配和硝态氮输出具有明显季节变异性,旱季基流对2个流域径流和硝态氮的贡献均在70%以上,雨季地表径流输出的硝态氮分别占36%和42%;（4）降雨量是影响总径流的主要因素,土壤类型是影响地表径流和基流的主要因素;土地利用是影响不同径流途径硝态氮的主要因素,其次是土壤类型,二者相对重要性之和大于70%。综上,环境土地利用冲突是造成硝态氮流失的根本原因,源头控制仍是三峡库区面源污染防控的关键环节;在地表径流控制的基础上亟待纳入旱地和园地基流途径控制策略。