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。     

河流生态系统合理生态用水比例的确定

通过构建生态需水和生态用水比例模型，遵循生态需水比例和生态用水比例的相关关系，以生态需水比例为标准，确定生态用水比例，然后综合考虑社会经济用水的实际情况，确定适合当地水资源配置和社会经济发展水平的合理生态用水比例。以海河河流生态系统为例，视其河道内生态系统恢复到20世纪70年代初的水平为生态修复目标，计算河流系统生态需水，得到其生态需水的阈值区间为[16％～66％]。然后计算了1999—2002年海河实际生态用水比例，表明生态用水一直没有得到满足。最后通过与海河社会经济发展的协调，确定海河河流生态系统的合理生态用水比例应维持在(16％～46％)的阈值区间内。     

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.     

考虑“三条红线”的渭河流域(陕西段)水量水质联合调控研究

针对渭河流域(陕西段)面临的水量、水质问题,本文依据最严格水资源管理制度,以用水总量、用水效率和限制纳污"三条红线"为控制目标,统筹考虑跨流域调水与河道内外不同用水需求等,绘制了渭河流域水量水质联合调控节点图,引入改进型一维河流稳态水质模型,建立了基于"三条红线"的水量水质耦合调控模型,构建了水资源配置方案集,并对模型求解.计算结果表明,2020水平年,不同方案下渭河流域各断面生态需水保证率均符合设计要求;在考虑用水效率红线指标以及引汉济渭调水方案下,流域缺水量达到最小;考虑限制纳污指标时,需大力削减污染物入河量才可满足水功能区限制纳污要求.研究成果可为渭河流域实施最严格水资源管理提供理论支撑与科学依据.     

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%.     

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.     

基于现代水网建设的区域水资源多维调配

基于现代水网建设的区域水资源多维调配,旨在有效缓解区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题。以青州市为研究区域,2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%及95%保证率下,进行水资源供需平衡分析。在此基础上,基于现代水网建设,在社会、经济和生态多个维度下,构建了水资源多维调配模型。计算得到不同规划年不同保证率下的水资源多维调配方案。多维调配方案使青州市缺水地区的缺水率降低了10~30个百分点,生活用水、第一产业用水、二三产业用水以及生态用水得到合理分配。基于现代水网建设的区域水资源多维调配能够使区域缺水率显著降低,水资源综合效益最大化,可为区域水资源的高效利用与管理提供参考和依据。     

基于现代水网建设的区域水资源多维调配研究

基于现代水网建设的区域水资源多维调配,旨在有效缓解区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题。以青州市为研究区域,2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%及95%保证率下,进行水资源供需平衡分析。在此基础上,基于现代水网建设,在社会、经济和生态多个维度下,构建了水资源多维调配模型。计算得到不同规划年不同保证率下的水资源多维调配方案。多维调配方案使青州市缺水地区的缺水率降低了10~30个百分点,生活用水、第一产业用水、二三产业用水以及生态用水得到合理分配。基于现代水网建设的区域水资源多维调配能够使区域缺水率显著降低,水资源综合效益最大化,可为区域水资源的高效利用与管理提供参考和依据。     

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。     

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。     

中国河道内生态需水管理政策建议

正河流筑坝后在发挥防洪、发电、供水、航运等效益的同时,也可能对生态环境产生负面影响,造成河流连通性降低、生境破碎化,改变河流天然水文节律,进而影响坝下河流生态系统。为保障河流生态系统健康,筑坝后维持河道内生态需水是河流生态系统修复及生态调度的重要内容之一。1中国实践问题分析目前,中国在河道内生态需水实践过程中主要存在2个问题,一是未形成统一的河道内生态需水约束红线,导致中国不同地区水利水电工程生态流量计算的差异较大;二是基于坝下河     

耦合多物种生态流速的生态需水计算方法

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生态需水量的研究计算.但在现有计算方法中缺乏针对多个物种流速需求耦合的研究,会对计算结果的准确性产生影响,继而影响流域水资源调控.本文针对此问题引入优势度指数建立多物种生态流速耦合模型,为生态需水的计算提供契合生态系统整体需求的解决方案.该方法不受地域因素影响,具有较广的适用性.应用于小清河流域3个典型断面——黄台桥、岔河、石村,结果显示:黄台桥断面生态需水为12.33m~3·s~(-1);岔河断面生态需水为4.40m~3·s~(-1);石村断面生态需水为14.53m~3·s~(-1).与Tennant法对比,本研究方法计算结果合理,且更能反映鱼类种群,而非单一物种对水量的实际需求.     

渭河宝鸡段生态需水量的估算

目的气候的变暖变干和工农业用水的急剧增加造成了渭河宝鸡段水量大量减少,造成了生态系统的极大破坏,因而需要估算出一个切合实际的基本生态需水量来为水资源管理部门的水资源调度提供决策参考。方法收集渭河宝鸡段林家村站和魏家堡站1935~1970年的水文统计数据,通过Tennant方法计算出河道基本生态需水量,然后再与输沙需水量比较,以检验基本生态需水量能够满足输沙需水需求。结果初步计算的林家村断面和魏家堡断面的基本生态需水量分别为2.7×108 m3和4.5×108 m3,输沙需水量分别为3.01×108 m3和3.69×108 m3。结论为了既能满足基本的生态功能又能满足河道冲淤平衡,分别采用3.01×108 m3和4.5×108 m3作为林家村站断面和魏家堡断面的基本生态需水量。     

鄱阳湖最小生态需水研究

基于鄱阳湖水文特征,建立鄱阳湖最小生态需水计算模型。研究将频率95%对应的水位为湖泊最低生态水位,根据鄱阳湖水位-面积关系曲线,得到对应的鄱阳湖湖区面积为1 503.9 km~2。通过折算将水面蒸发转换成湖面蒸发,得到湖面净蒸发量为483.09 mm,湖区年最小生态耗水为7.3亿m~3。采用计算河道内生态需水的方法计算出湖生态需水,运用最小月平均流量法、逐月最小流量法、Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法和90%保证率逐月流量法等,对出湖河道生态需水进行计算,并用Tennant法对结果进行评价,通过分析比较得出90%保证率逐月流量法更适合确定鄱阳湖出湖最小生态流量,得到出湖最小生态需水为777.1亿m~3,最终得到鄱阳湖最小生态需水为784.4亿m~3。研究结果对鄱阳湖流域生态保育、水生态与水环境保护及水资源管理,提供重要科学依据。     

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。     

城市河道近自然修复评价体系与方法及其在镇江古运河的应用

城市河道生态修复是国内外关注的重要问题.修复河道近自然程度综合定量评价,具有理论与实践意义.以镇江古运河京口闸—迎江桥段生态河道建设为例,以多自然河道理念为指导,建立反映河道生态系统特征、生态系统功能、社会环境效应的综合评价指标体系.以流域内与古运河结构、功能相似的自然河流为基准,建立评价标准集.以生态化改造后的古运河调查数据为基础,运用GEM-AHP综合算法、模糊综合评价方法,评价自然贴近度.采用的研究方法,对于生态修复、重建后的城市河道评价,具有普遍适用意义.     

河流生态水文学研究进展

生态水文学是20世纪90年代兴起的一门新兴边缘学科,主要从流域尺度上研究水文与生态之闯的相互关系,探索实现流域生态平衡与水资源可持续利用的新途径.通过对生态学与水文学相关关系的分析,提出了河流生态水文学的概念与内涵,综述了河流生态水文学的研究进展,着重介绍了水文与生态的相互关系,水利工程的生态效应、河流生态需水量,以及河流生态系统的恢复,并在此基础上,结合中国实际情况,指出了河流生态水文学的研究重点,提出了未来的研究方向.     

山溪性河流河道糙率分析与研究

河道糙率是反映河床表面粗糙程度的重要水力参数,在水利工程中多有应用。河道糙率影响因素复杂,主要受河道河床组成、床面特征、平面形态、水流特征及岸壁特征等河段特征要素控制。本文以山溪性河流祖厉河流域河流为例,通过实测资料分析研究流域河道糙率特性,得出流域内河段糙率与平均水深关系较好。天然河道糙率也有其规律性,流域内不同河流具有不同的河道糙率,即使同一河流的上、中、下游各河段,乃至同一河段的各级水深的糙率也不尽相同。本次分析成果合理,在山溪性河流相应河段糙率的应用中可供参考。     

筑坝对河流生态系统的影响及水库生态调度研究

阐述了大坝建造对河流生态系统的影响途径:通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了大坝建造对河流水文特性、化学特性、通道作用等生态功能的影响方式,并结合实际案例,提出对于已建工程可通过水库运行调度方式的调整,减缓其生态影响.其主要包括:结合河道及流域的生态保护目标采取不同的调度措施,保证合理的下泄生态流量;采取联合调度方式保持水库及下游水质;采取人造洪峰保护水生生物及鱼类资源;对湿地、湖泊进行人工补水等.建议水库运行调度应在考虑工程功能的同时,兼顾坝下及水库的生态功能,以达到流域水资源开发与保护流域健康的生态系统相协调的目的.