基于改进RVA法的水利工程对塔里木河生态水文情势影响评估

采用水文变异指标及变化范围法(IHA/RVA)定量评估塔里木河上游水库运行后,干流代表站的水文指标改变程度及其生态影响。研究结果表明:水库运行导致塔里木河干流水文情势发生高度改变,改变度高达60%以上;指标体系中3月和6月平均流量,最小1 d和3 d流量、最大30 d和90 d流量,年发生低流量次数及逆转次数等指标发生严重变异。水库运行对塔里木河周边生态系统影响较大,迫切需要对河流的流量进行适时调控,实现区域经济和生态环境保护的协调发展。     

丹江口水库对汉江中下游水文情势的影响

以汉江中游的襄阳水文站1946~1995年日均流量资料为研究对象,采用变动范围分析(RVA)法分析了丹江口水库建库前后汉江中下游水文情势特征变化,定量评价了水文情势改变程度.结果表明,丹江口水库对汉江中下游河流水文改变程度为39%,属于中度改变.水文情势的改变,影响了水库下游重要生物资源的生态环境条件,破坏了河流生态系统完整性以及生物多样性,建议尽快改变现有水库调度模式,开展丹江口水库生态调度研究.     

龙滩水库工程对红水河天峨站水文情势的影响分析

由于水文情势中的径流过程是影响河流生态系统改变的主要因素,有必要研究龙滩水库建坝前后径流过程的变化。依据建库前后天峨站1980年~2003年和2007年~2015年两个系列逐日径流实测数据,以IHA指标体系为基础,采用可变范围(RVA)法通过分析32个水文改变指标,评估了龙滩水库建设与运行之后下游水文情势特征的变化。计算结果表明:红水河天峨站水文情势综合改变度为70.49%,属于高度改变。水库修建后对逐月径流量、年极端流量及其出现时间、流量频次和延时、流量改变率和频度产生了显著影响。通过对建坝带来的流域水文情势改变情况的分析,为流域管理部门制定合理的水库生态调度方案提供决策支持。     

基于MK-RVA的拉林河流域水文情势评估

在研究确定合适的时间节点后,利用RVA法对河流的水文情势改变程度进行评价,以期为水资源保护和流域规划提供技术参考。基于Mann-Kendall法确定拉林河发生很大变化的时间节点,然后运用IHA-RVA法评价河流水文情势的改变度。评价结果表明:平水期和丰水期的月均径流量减少;小流量增加、大流量减少;低流量谷底数和高流量洪峰数均呈增长趋势,高、低流量持续时间均呈现减小趋势;流量连续增减率在降低。这些现象表明拉林河削峰补枯、水量均化现象较为明显。33个指标中有6个发生了高度改变、13个发生中度改变,水文情势整体改变度为中度。拉林河流域有著名的五常大米基地,水田的开发会导致水资源利用程度加大,影响水文情势的合理变化,采用MK-RVA法能够科学合理地反映实际情况。因此,该研究成果对流域的综合规划和农业的合理发展具有参考作用。     

基于多种水文学方法的赣江下游生态流量估算

气候变化和人类活动改变了天然径流的时空分配过程,水文情势的改变成为水生态系统退化的主要原因之一。开展生态流量研究,可为赣江流域水资源的优化配置、可持续开发利用和水生态系统的恢复提供科学依据。运用RVA(range of variability approach)、90%保证率下月最小日平均流量法、最枯月平均流量多年平均值法、NGPRP法、Texas法、多年日流量排频法(90%)6种水文学方法对赣江流域60多年的逐日流量资料进行研究,分析了赣江流域的生态流量过程,利用Tennant法对比分析,最终选择结合汛期RVA和非汛期多年日流量排频法(90%)下的适宜生态流量为赣江下游各月的适宜生态流量值。其中4—6月为赣江的主汛期,所需生态流量值最大,分别为1 520、1 988、1 924 m~3/s。与外洲站实测流量对比发现,赣江下游枯水期河道生态流量难以得到保障,不达标比例高于13%,尤其以1月和11月最为严重。     

基于RVA的水库工程对河流水文条件的影响评价

应用变化范围法(RVA)评估水库运行对河流水文条件的影响.通过对水库出库站水文序列进行水文改变指标(IHA)评价,量化河流流量受影响的程度,进而分析水库建坝前后河流水文条件的改变情况,说明水库运行对下游河道的水文影响.以龙羊峡水库为例进行计算,结果表明,龙羊峡水库调节后,其出库站-贵德站的水文年极值出现时间变化不大,而对月流量、年极值、频率、延时和变化率指标产生了显著影响,改变了黄河干流贵德站原来的水文条件,加剧了黄河下游河道的生态危机.     

梯级水库叠加影响下汉江中下游流域水文情势变化研究

水文情势是塑造河流生态系统结构和功能特征的关键性因子.汉江是长江最大的支流,为保证汉江中下游的水量,先后实施了汉江中下游梯级渠化工程,将自然河流形态变为河道型水库,对中下游水文情势产生重大影响.这里结合水文指标法(IHA)和变化范围法(RVA),识别了丹江口、王甫洲和崔家营多级水库联合运行蓄水前后对汉江中下游水文情势及其水文改变度的耦合影响.结果表明：随着中下游梯级水库数量的增多,各站流量的整体改变度增加,但与距水库距离远近关系不大;其中沙洋站从41.6%增加到72.1%;水库蓄水后,汉江中下游流量要素中,流量变化率与频率改变度绝对值最大(平均水文改变度为61.2%),其次是高、低脉冲频率与历时、极端流量大小及历时和月平均流量值(平均水文改变度分别为59.9%、54.7%和43.0%),随着上游梯级水库数量的增多,各站水位的整体改变度大大增加,且在皇庄站以上,距离水库越远,改变度越大;水库蓄水后,汉江中下游水位要素中,月平均水位值的改变度绝对值最大(平均水文改变度为68.1%).说明梯级水库对汉江中下游流域的耦合作用与水库数量密切相关,且对水文情势尤其是水位的改变很大.     

济南市小清河水文情势变化及生态影响分析

为系统分析城市化发展对城市河流水文情势的干扰程度及对河流生态的影响程度,以济南市小清河干流为例,依据城市化发展规律,将黄台桥断面1960～2014年共54年日径流数据划分为3个时期,在生态径流指标基础上提出FDC均匀度指标,从整体水文情势的角度分析了济南市小清河的水文情势变化;采用EFCs分类方法,从基于流量分类的水文情势角度进一步揭示了城市化及跨流域补水对河流水文情势的改变程度及生态影响.结果表明:(1)城市化及跨流域补水对济南市小清河整体水文情势改变明显,年内流量分布越来越集中,不同等级流量的多样性变差;(2)高流量和小洪水是对水文情势扰动最剧烈的流量组分,对生态的影响也最为显著.研究成果可为下一步济南市小清河的生态调度及精细化管理提供技术支持.     

三峡工程蓄水前后长江中下游环境流特征变化研究

环境流是为保障河流生态系统健康发展、河流生态功能得以恢复的一种水文情势过程.三峡水利工程的建设,也改变了长江的天然水文情势,也直接或间接影响该流域重要生物资源,改变生物群落的结构组成分布等,从而对长江中下游一定范围内的生态与环境带来深远影响.基于IHA分析法,研究三峡蓄水前后长江中下游的生态水文特征变化及环境流指标变化.结果表明：长江中下游4个水文站的环境流组成在三峡蓄水前后呈不同程度的变化;环境流组成也逐渐趋于单一化,各水文站的流量事件以枯水流量事件和高脉冲流量事件为主;三峡蓄水对大、小洪水事件和特枯流量事件的影响较为显著;三峡工程运行对长江中下游生态水文指标和环境流指标的影响,整体上表现出随着离三峡大坝距离的增加而有不同程度减弱的趋势;沿程汉江支流的汇入,以及洞庭湖、鄱阳湖对长江干流水文情势的调蓄作用在一定程度上缓解了三峡蓄水带来的影响.     

渭河生态流势指标体系的构建与应用

本文在广泛参考已有生态流势指标的基础上,重点借鉴了水文改变程度指标(IHA)和台湾生态水文指标系统(TEIS),结合渭河当地水生态特点,提出了适用于渭河生态流势指标体系(FRISW).在此基础上,采用变化范围法(RVA)分析了渭河关中段林家村、魏家堡、咸阳、临潼和华县5站生态流势的改变程度.FRISW共分为4组指标,分别反映了河道流量的变化率、极端流量数值、频率及持续时间、时间分布.研究结果表明:不同组指标所反映的渭河改变程度有所差异,其中林家村和临潼站的生态流势在1986年后受人类活动影响高度改变,表明今后的水资源管理和水生态保护工作中应重视上游林家村站和下游临潼站的径流改变.     

基于改进Tennant法的横溪水电站生态流量计算与生态调度

为减少引水式水电站引水发电导致下游河道出现减脱水河段的负面影响,以广东省韶关市乳源瑶族自治县的横溪水电站为例,运用水文比拟法计算径流量,同时应用改进Tennant法进行丰、平、枯水年的生态流量计算,并进行生态调度研究。结果表明:依据岳城站的水文资料,运用水文比拟法,能够较为准确地得到横溪水电站的流量;通过生态调度后,可使得横溪水电站不同来水年的过坝流量在满足生态流量的情况下发电效益最大。研究成果可为中小河流水电站的生态流量泄放管理提供决策参考。     

大坝对宜昌段水文情势的影响

本文通过对宜昌站水文站1882-2009共128年的水文资料进行整理,采用最新版本的IHA软件（水文改变指标软件）,用RVA方法将1882-1969年做为河流未受扰动时间段,将1970-2009年作为由于建坝而产生的人为扰动时间段。通过对比分析得出葛洲坝和三峡大坝的相距建成使宜昌江段的水文状况的变法速度以及频率发生了一定的改变,每月平均生态流恢复目标见表4。八月份、十月份的流量数据超出了RVA边界范围。可以采用改变相应的水库调度方式,使宜昌江段的水文情势尽量的接近天然状态,减少人为的干扰。总的来说,大坝的修建对宜昌江段的水文情势有一定的改变,但从综合改变率指标反映改变幅度并不是很大,说明宜昌江段的水文情势总体情况良好,个别超出RVA范围的指标需要水资源管理部门引起重视,避免进一步的恶化。     

基于多种水文学法的生态基流计算

基于西江大湟江口站1960—2017年逐日流量数据,运用Mann-Kendall等3种突变点检验方法将该站流量序列划分为人类活动干扰前（1960—1991年）和干扰后（1992—2017年）2个时段．以干扰前流量序列为基础,采用Tennant、NGPRP等6种水文学方法对该河段逐月生态基流进行计算,并与相关研究中基于该河段鱼类产卵期生境模拟计算结果进行比较,分析结果表明NGPRP法在该河段适用性更强．将NGPRP法计算所得各月生态基流值作为基准,分析比较干扰前后河段生态基流保证程度,分析结果表明干扰后9—11月生态基流保证程度有所下降,其余月份均有所提高,但由于西江规划水利设施较多,河流生态环境保护工作仍面临一定挑战．本研究为计算该河段生态基流筛选、确定适用程度较高的水文学计算方法,以及为该河段生态基流计算提供一定参考,并据此对该河段干扰前后生态基流保证程度进行分析,其结果可以为该河段生态保护和评估工作提供技术支撑．      

基于人文景观塑造和自然景观修复的水电站景观重塑——以小湾水电站枢纽区景观规划设计为例

澜沧江有着丰富的水能优势,是云南省水电开发程度最高的河流,其系列梯级电站的建设带来了诸多的环境问题,如生物多样性改变、水环境系统失衡、库区景观遭到破坏等。以澜沧江中下游流域的小湾水电站为研究对象,以人文景观塑造和自然景观修复两方面为主,对小湾水电站景观规划设计进行探讨,在对水电开发环境问题成因分析的基础上,提出采用适当的方法措施对生态进行修复,以期达到经济、社会和环境的和谐,实现可持续发展。     

基于鱼类产卵场保护的汛期生态流量阈值研究初探—以锦屏大河湾为例

以锦屏大河湾减水河段圆口铜鱼产卵场为例,采用IHARVA法分析了锦屏一级和二级电站运行对产卵场汛期流量过程等水文情势的改变及其对产卵的影响。在此基础上,以产卵适宜性条件为依据,选取减水河段中圆口铜鱼各产卵场代表特征断面,通过改进的R2-CROSS法确定了汛期生态基流量为298 m~3/s,并优化了水电站汛期调度方案,更有利于鱼类产卵场保护。     

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。