黄河中下游河道生态需水研究

 根据黄河流域生态需水的特点,将研究重点放在中下游河道,选择黄河中下游及部分支流的主要控制断面研究黄河流域河道内生态需水。以河流水体存在（不断流或干涸）、水生生物完整性以及河流系统的水沙平衡为保护目标,分别计算河道最小生态流量、适宜生态流量和洪水期生态流量,将不同生态流量耦合时间特征计算了全过程生态需水。研究结果表明,黄河中下游河道适宜生态流量、洪水期生态流量和最小生态流量的相对值分别为18%～29%、156%～187%、9%～15%,对应于汛前期（4-6月）、汛期（7-8月）和汛后枯水期（9-3月）的河道生态需水,据此算得黄河中下游流域年生态需水总量占多年平均径流量的35%～43%。从河流生态需水时间特征出发提出的全过程生态需水计算成果,将为黄河流域的水资源合理调度和管理,生态系统保护和恢复提供科学依据。     

九龙江流域生态环境需水量初步研究

对国内外生态环境需水量研究现状作了概述.选择九龙江流域作为研究区域,采用7Q10法,用近10年最枯月平均流量估算河道内基本生态环境需水量为37.7×108 m3/a;采用90%和70%径流量频率作为评价指标,用近10年水文统计资料估算的河道内生态环境需水量分别为38.4×108和60.6×108 m3/a.河道外生态环境需水量的计算选择2003年作为能够反映流域生态环境现状的枯水年份,人类活动用水量采用流域内各行政区的统计数据,地下径流量采用降水补给地下径流系数计算.根据流域水量平衡方程估算出九龙江流域河道外生态环境需水量为35.8×108 m3/a.采用对河流生态安全更为有利的70%保证率作为河道内生态环境需水量,则九龙江流域生态环境需水量约为95.4×108 m3/a,约占多年平均降雨量的42%.     

塔里木河下游断流河道最小生态流量研究

以塔里木河下游断流河道作为研究区域,进行河道最小生态流量的研究．根据第五次和第六次应急输水过程获得的河道内3个控制断面的几何形态特征数据,选择湿周法中的曲率法推求河道最小生态流量,以及此流量对应的水面宽、平均水深和平均流速等指标．结果显示,英苏、阿拉干和依干布及麻断面所在河道的最小生态流量分别为2．85,3．76和1．76m^3·S^-1,分别占推算的多年平均流量的9．7％,14．0％和6．9％．在排除塔里木河流域的枯水期后,求得不考虑蒸发和渗漏条件下的河道年生态需水量为0．79×10^8m^3。采用多种方法对计算结果进行验证分析认为,研究结果符合实际情况,可以作为塔里木河下游水资源调配的依据．     

淮河上游生态需水量计算分析

为分析计算淮河上游河流生态需水量,提出了丰水期、枯水期、平水期保证率分别为45%,75%,50%的淮河上游适宜生态径流计算方法,选用淮河上游干流息县、长台关以及大坡岭3个主要控制站1960～2005年历年天然来水量资料,计算了淮河上游最小生态径流和适宜生态径流,并运用Tennant法进行评价.结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康;总体而言,3站适宜生态径流均可以使淮河上游河流生态环境状况达到最佳,但在某些年份各站实测月均流量小于其适宜生态径流量,而且丰水期适宜生态径流破坏率较枯水期的要高.因此,在某些年份为满足淮河上游适宜生态需水要求,还应增加河道内生态用水量.     

伊通河农村段生态需水研究

基于国内外关于河道生态需水的研究现状和研究方法,针对伊通河农村段河流丰水期流量大增、而枯水期严重缺水的特点,以维持河道水生生物栖息环境和稀释污染物为主要生态环境目标,选择Tennant法和月保证率等方法,计算了伊通河农村段生态需水量.结果表明:伊通河农村段生态基流量为1.14亿m~3,自净需水量为1.75亿m~3,河道生态需水总量为1.76亿m~3;8月生态需水量最大,为0.93亿m~3.     

大洋河河流生态需水研究

从水生生物保护的角度出发,应用重点关注水生生物敏感期的方法对大洋河进行河流生态需水研究,即生态需水量在生物保护目标敏感期由水文断面资料、水位流量关系、生物产卵期所需水流条件共同计算确定,在非生物敏感期采用最小月流量法计算.应用该方法分别计算大洋河8~9月濒危鱼类马苏大麻哈鱼产卵期、4~6月多种鱼类产卵期、枯水期非生物敏感期所需生态流量,并根据计算结果建议在对河流开展调水工程时应考虑对生态需水量的影响及对水生生物的保护.     

福建省引调水工程下游河道生态需水量取值研究

根据福建省调水河流的特点,结合河道生态需水的一般考虑因素,总结了福建引调水工程下游河道生态需水的特点,并进行了计算方法的分析和比选;以龙岩市万安溪引水工程为例,基于Tennant法、90%保证率最小月均流量法和湿周法,对比确定了该引调水工程下游河道的生态需水量,以期为福建同类引调水工程下游河道生态需水量取值和生态系统保护提供参考依据。     

调水工程河道内生态需水量研究及实例分析

生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题.南水北调西线工程调水河流生态需水量的计算也是调水规模论证的基础.在对生态需水相关理论进行概括总结的基础上,应用国内外较为成熟的水文学和水力学方法,对西线调水工程的河道内生态需水量进行了分析计算,并根据南水北调西线工程调水区独特的生态环境保护目标,考虑主要保护两岸植被及河道内的水生生物,且结果能满足维持河流生态系统健康的需要,选取针对性的方法对河流生态需水量进行了分析与计算.结果表明:为满足不同保护对象对生态环境需水的要求,调水河段生态环境需水采用各月生态环境需水的外包线,即3—6月为4~55 m3.s-1,7—2月为2~40 m3.s-1.河道内各坝址下游的年均生态环境流量分别为:热巴40 m3.s-1,阿安、仁达、珠安达、霍那均为6 m3.s-1,洛若、克柯2均为2.7 m3.s-1.     

晋江流域河道水库最小生态需水量计算研究

根据晋江流域的特点，对该地区改善河道水环境的生态需水量、保证山美水库水质达标的生态需水量以及满足河道生态用水比例，分剐采用径污比计算法、水体允许纳污量计算法进行了计算。得出了晋江流域东溪永春段的生态需水量为20．9～24．4m^3／s；东溪南安段的生态需水量为12．9～15．5m^3／s；西溪安溪段的生态需水量为23．8～38．8m^3／s；西溪南安的生态需水量为7．8～8．1m^3／s。综合考虑用水和需水两方面的情况，计算得到的晋江流域河道内生态用水比例值达30％以上。可满足河道内生态需水比例的要求，为保证山美水库水体水质达标，在现有排污量条件下，山美水库来水量应保证在2．0亿m^3。     

调水工程河道内生态需水量研究及实例分析

生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题.南水北调西线工程调水河流牛态需水量的计算也是调水规模论证的基础.在对生态需水相关理论进行概括总结的基础上,应用国内外较为成熟的水文学和水力学方法,对西线调水工程的河道内生态需水量进行了分析计算,并根据南水北调西线工程调水区独特的生态环境保护目标,考虑主要保护两岸植被及河道内的水生生物,且结果能满足维持河流生态系统健康的需要,选取针对性的方法对河流生态需水量进行了分析与计算.结果表明:为满足不同保护对象对生态环境需水的要求,调水河段生态环境需水采用各月生态环境需水的外包线,即3-6月为4～55 m~3·s~(-1),7-2月为2～40 m~3·s~(-1).河道内各坝址下游的年均生态环境流量分别为:热巴40 m~3·s~1,阿安、仁达、珠安达、霍那均为6 m~3·s~(-1),洛若、克柯2均为2·7m~3·s~(-1).     

河道内生态需水量估算的生态水力半径法

界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法．找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等)．以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作为对比．结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tennant法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(如鱼类洄游流速),故所得的结果符合实际情况．     

新疆白杨河流域河道内外生态需水的研究

新疆白杨河流域是干旱与极端干旱叠加型流域,水资源短缺导致生态用水被生产生活用水大量挤占。为了科学有效利用白杨河流域水资源,为该流域河流生态系统的水资源规划和优化配置提供理论依据,并且促进该流域经济社会生态协调发展,基于水文气象资料和遥感数据,采用Tennant法和面积定额法计算白杨河流域河道内河流生态需水量和河道外植被、湿地、城市生态需水量,进行新疆白杨河流域河道内外生态需水的研究。结果表明:维护白杨河流域生态稳定的最低生态需水总量为15124.32万m³,其中河流生态需水5964.45万m³,植被生态需水4963.20万m³,湿地生态需水749.67万m³,城市生态需水3447万m³。白杨河流域河流生态需水主要集中在6—9月,植被生态需水主要集中在7—8月,且流域下游的生态需水量需要得到保障。     

减水河段最小生态需水量计算方法存在问题及对策探讨

准确计算河道最小生态需水量,是减轻河道减水对水生生物影响的关键。目前,国内外所采用的最小生态需水量常用计算方法可分为水文学法和水力学法。水学法分主要有Tennant法、7Q10法和蒙大拿法;水力学法主要有湿周法和R2Cross法。这些方法均为国外计算方法,在实际应用中部存在一定的问题。针对这些方法在实应用存在的问题,探讨了相应的解决对策措施;制定生态环境需水量相关标准、制定生态环境需水相关法律法规、建立生态环境需水量管理数据库、加强最小生态需水量计算方法的研究。     

基于水功能区划的河流生态环境需水量计算研究

以北运河为例,根据河流功能区划及河流特点,基于分时段、分区域、分等级的思想,综合采用Tennant法、水质模型法、鱼类生境法进行北运河流域生态环境需水量计算,得出北运河各功能区河段的最小、适中、最佳生态需水量。研究结果表明:沙河闸—北关闸、北关闸—杨洼闸的河段水污染严重,仅依靠增加基流量无法满足河流水质功能要求,需要在满足河道一定基流的基础上最大程度削减河段的污染物排放量;土门楼—筐儿港、筐儿港—屈家店河段,采用鱼类生境法计算河道生态环境需水量分别为2.581亿m3/a、3.016亿m3/a,此水量是该河段恢复河流生态结构与功能健康的最佳需水量。     

辽河河道最小生态流量研究

在维持河流水体生存的临界条件和河道断面形态特性的基础上,对最小生态流量的内涵和意义、计算方法以及临界点的成因进行分析.选取辽河不同河道的控制断面,从生态需水最基本的层次即水量的角度出发,计算河道的最小生态流量百分率,并分析其特点,初步建立了辽河河道最小生态流量控制标准.     

基于不同生态目标的玉符河湿地生态需水量研究

为保护北方地区湿地生态环境健康、恢复物种多样性,首要任务是确定湿地的生态需水量,以确定所需补水量。本文针对北方地区的河道型湿地,以济南市玉符河湿地为例,考虑丰、平、枯水年不同降水频率下的水面净蒸发,结合植被、土壤、野生生物栖息地、地下水补给需水量,利用水量平衡法汇总得到针对不同生态目标的理想、适宜和最小生态需水量。计算结果表明：消耗型最低生态目标的理想、适宜、最小生态需水量分别为5.976~7.018×106 m3、3.954~4.857×106 m3、1.937~2.837×106 m3;保护型合理生态目标的理想、适宜、最小生态需水量分别为9.839~11.181×106 m3、5.817~6.922×106 m3、2.762~3.770×106 m3。本文计算成果为下一步玉符河湿地生态环境健康的保护和物种多样性的恢复提供了理论支撑。     

基于优先保护鱼类识别的澜沧江中下游生态流量

河道内维持合理的生态流量,以满足水生生物生境需求,是其生态系统健康的重要保障。选取澜沧江中下游为研究区,构建了基于风险系数、干扰系数和价值系数3个维度的河道优先保护鱼类评估方法,识别了该地区优先保护鱼类;基于河道内流量增量法,选取水力生境适宜性指数及高/中/低适宜生境面积比例作为生境适宜度评估指标,建立其与流量的关系曲线,研究了该地区优先保护鱼类产卵期和成年期的适宜生态流量,结果表明:1)澜沧江中下游优先保护等级最高的鱼类为中国结鱼;2)中国结鱼产卵期和成年期最适生态流量分别为2 100 m~3/s和1 200 m~3/s,适宜生态流量范围分别为1 700～3 300 m~3/s和800～1 500 m~3/s,计算结果介于Tennant法很好-最大等级之间。     

利用生态环境需水评估方法确定引水式电站最小下泻流量

通过国内外的研究进展综述,进一步辨析有关生态环境需水量的概念,分析生态环境需水的主要构成,对比生态环境需水量的多种计算方法,认为以水文学方法确定并由栖息地法进行验证是较为合理可行的河流生态环境需水量计算方法,其应用于西南某山区河流的引水式电站最小下泄流量计算实例表明,对于有常年水文统计资料的河流能够在短时间内得出相对合理的计算结果,相对于水力学方法及综合法而言更适合于我国的河流电站.该方法在水利水电工程环境影响评价及区域规划环评中的河流水资源承载力分析预测等方面有参考价值.     

蒲石河流域下游河道最小生态需水量研究

以蒲石河下游河道为研究区域,以蒲石河抽水蓄能电站为例,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量计算法和10a最枯月平均流量法,计算了蒲石河水电站下游河道的生态需水量.通过分析三种方法的计算结果,结合北方河流年内水量变化较大的特点,确定蒲石河抽水蓄能电站建成后的最小生态需水量为1.74m3/s.研究结果不仅可以为蒲石河抽水蓄能电站水资源合理调度和管理提供科学依据,也可以为流域生态的保护与恢复提供理论支持.     

河道水力学模型及最小生态需水量的估算

为了维系和保护玉符河最基本的生态功能不受破坏,结合玉符河河道的几何特征,应用一维非恒定流数学模型,即考虑河床渗漏的圣维南方程组,通过程序模拟得到玉符河研究河段内46个典型过流断面的水位和流量过程。结合生态流速-水深法的技术指标,计算和分析整个河段不断流所需的最小生态需水量。结果表明,当上游来流量为2.9m3/s时,基本可以达到保护玉符河河道生态功能的目标。该结果可为玉符河河道的生态修复工作及水资源的合理调度提供参考。