水库生态流量核定及保障措施研究

为推动江河湖库生态保护治理,以乌都河英武水库为例开展了生态流量核定及保障措施研究。英武水库作为乌都河干流的龙头水库,是流域内唯一的大型水库,其工程建设运行对下游水生态系统的结构和功能具有显著影响。在分析其坝下河段用水需求的基础上,综合采用水文学Tennant法、水力学R₂-Cross法等生态需水分析方法,结合坝址上下游梯级已批复的生态流量成果,综合研究确定英武水库生态流量以及保障措施。结果表明：按照取外包最大值的原则确定工程初期蓄水期和运行期,每年11月至次年3月下泄生态流量不应低于1.45 m³/s, 4～10月下泄生态流量不应低于2.9 m³/s。研究成果可为维持英武水库下游河流形态和基本生态功能、复苏乌都河流域生态环境提供参考。     

广东省河道生态基流定量分析研究

针对广东省咸潮上溯、水污染严重及水库、水电站建设对下游河道生态环境的影响等问题,以满足河流最基本的稀释自净功能、维持河道稳定及生物多样性为目的,综合国内外现有多种生态流量计算方法,对广东省典型河道断面的生态基流进行了计算分析。通过分析不同的方法(Tennant法、月保证率法、7Q10法、最小月平均实测径流量法)的优劣与适用性条件以及不同保证率下的计算结果,提出可以75%保证率下河道生态基流为标准,建议广东省河道生态基流量控制在诸断面多年平均径流总量的10%~21%。     

汉江石泉水库控制断面生态基流的计算探讨

本文运用国内外常见的生态基流计算方法,就石泉水库控制断面生态流量的大小进行对比计算分析,以满足河段不同环保要求的生态流量,合理的生态基流为石泉电站未来开发建设生态小机组所选定引水流量具有借鉴意义。     

民和40×10~4t/a铝基合金大板锭项目取水河段生态基流量分析

河道生态基流是维持河流生态系统运转的基本流量。取水河段生态基流量分析确定,对于项目取水安全和下游河段生态保护具有重要意义。对民和40×104t/a铝基合金大板锭项目取水河段的生态基流量进行了分析,该河段生态基流量初步确定为10.2 m3/s。     

基于四大家鱼生境需求的灌河生态需水过程研究

针对生态用水被严重挤占和鲇鱼山水库拦蓄作用造成的灌河中下游生物多样性减少及鱼类栖息地被破坏等生态问题,对灌河鲇鱼山水库下游至与史河交汇口90 km长的河段进行生态需水过程研究。分析确定以四大家鱼作为目标物种,计算鱼类生长繁殖所需的生态基流、敏感生态需水和触发鱼类关键生命活动的高流量脉冲过程。考虑到灌河实际情况,选择利用Tennant法计算生态基流,利用生境模拟法选择水深、流速和氨氮3个生境要素,借助MIKE21水动力水质模型计算敏感生态需水,根据历史流量资料计算产卵期所需的高流量脉冲特征值。结果显示:生态基流和敏感生态需水分别为3.4m~3/s和12 m~3/s,产卵期需要1～2次流量大于24 m~3/s且持续3 d以上的高流量脉冲过程。对比历史流量资料和研究结果发现,鲇鱼山水库生态基流和敏感生态需水过程不满足生态需要,高流量脉冲过程基本可以满足,需要通过生态补源建设和改进鲇鱼山水库调度方式等塑造适宜的生态需水过程。     

梅山水库生态流量保障实践分析

早年建成的水库和水电站如何保障下泄生态流量,以减轻对下游河段生态环境的影响,是新时代水库运行管理中需要研究和探索的问题。本文总结分析了梅山水库和水电站确定和保障生态流量、生态流量泄放设施的选择、采取的相关措施及效益等,以供其他类似工程参考。     

基于径流还原的桑干河生态基流及其盈缺分析研究

考虑到流域内水循环及降雨径流关系,通过对径流还原后,采用生态基流计算方法,确定桑干河生态基流量,进行桑干河生态基流分析。针对桑干河罗庄-固定桥、固定桥-册田水库逐年计算时,采取逐项还原法,逐项还原断面以上未实测到的水量,加上断面实测径流,还原为断面天然径流量。采用Tennant法计算桑干河生态基流量,并与最小月平均流量法的计算结果进行对比。Tennant法生态基流量多年平均计算值介于25%和50%频率年的计算结果,符合实际情况。通过对桑干河灌区引水与河道实测径流变化对比,发现其引水对河道生态基流起到了制约作用,需要采取措施来解决生态基流的缺水问题。     

永定河官厅下游段生态基流估算研究

根据永定河官厅水文站1956年～2016年61 a实测月径流资料,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、基流比例法估算永定河官厅下游段生态基流。综合对比分析确定,永定河官厅下游段生态基流为2.05～3.93 m~3/s;结合生态流量与现状年河道实际流量进行对比,评估分析三种方法计算得出的河道生态基流的保障程度表明,基流比例法在该区域表现最好,而90%保证率最枯月平均流量法计算得出的结果偏小,Tennant法在计算永定河此类型的北方季节性河流有明显的不足。     

基于生态流量保障的水库综合调度方案编制及应用

广东省水库工程尤其是小型水库数量众多,水库在发挥防洪、灌溉等社会效益的同时,不可避免地会对河流的生态环境产生影响。为充分保障下游河道的生态流量,选取北江流域内的茂墩水库为例,采用Tennant法计算生态流量,并依据《中华人民共和国水法》(2016年)等法律明确了茂墩水库各功能之间的优先保障次序,采用改进的水库综合调度方案编制了茂墩水库的调度图。结果表明:改进的方法可以在保障生态流量的基础上,准确地完成供水与灌溉综合调度图的编制,同时改进的方法避免了采用相对较丰来水条件库水位的下包线来调度枯水时段的不足;在计算中剔除了加大供水时段,确定的需水量更加合理;此外,还可防止限制供水线与防破坏线交叉,避免了由此造成调度图不准确的问题。研究结果提高了时历法编制综合调度方案的实用价值。     

渭河基流保障生态补偿及调度方案层次化分析

随着生态文明建设的推进和陕西省渭河全线综合整治工程的实施,渭河生态流量保障成为渭河生态系统修复面临的迫切需求。针对渭河干流宝鸡峡至魏家堡河段生态流量保证率低的问题,基于层次化需水理论方法和利益相关方解析,研究适用于该河段水利工程特点和生态环境状况的河道基流生态补偿和调度方案。通过研究,提出了渭河流域农业、工业、生活、生态等不同类型用水的优先等级,综合确定了层次化的生态环境需水和经济社会需水保障次序;在此基础上,基于不同情景下利益相关方损益分析,按照基于最小生态流量的水生态保障义务、基于低限生态流量的水生态补偿过渡、基于适宜生态流量的水生态补偿责任3个层次,提出了渭河宝鸡段水生态补偿机制,并提出了不同情景下的生态流量调度方案和具体补偿措施。     

阎王鼻子水库生态调度方案分析研究

本文在分析阎王鼻子水库建设前后下游水文情势变化的基础上,根据河道内生态不同需求和不同计算方法,确定水库下游河道基本生态流量和目标生态流量两种需求方案。在充分考虑大凌河流域河道外需水的前提下,研究分析了阎王鼻子水库最大程度满足河道内不同生态需水要求时的调度方案,对改善水库下游河道环境具有一定的指导意义。     

河流生态流量特征图及生态流量评价方法

以水电站大坝下游河道为研究对象,从分析天然日流量特征出发,基于月中值流量和月内典型特征流量绘制了河流生态流量特征图,作为水库下泄生态流量的确定依据。基于此河流生态流量特征图,建立了判断生态流量满足程度的7 d流量偏差率、7 d生态需水保证率、月均生态需水适宜度及基于此3个指标的生态需水综合指标,并给出了各指标的评价依据和评价方法。结果表明,河流生态流量特征图符合各时段河流天然流量的基本特征,可作为指导水库生态泄流的依据;所建立的生态流量评价方法能够反映实际下泄流量与天然流量的变化程度,可用于评价河流的生态流量满足程度。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。     

水库多目标生态调度

分析了现行水库调度方法的不足,指出应在实现社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求,实行水库的多目标生态调度。文中讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;保证维持下游河道基本生态功能的需水量;模拟自然水文情势的水库泄流方式;进行水库泥沙调控及水库富营养化控制;减轻水体温度分层影响;进行防污调度以及增强水系连通性等方面的调度技术。     

基于图论的韩江流域水库群生态调度

采用水文学方法计算了韩江流域干支流重要控制断面的生态流量目标;基于图论原理,根据流域内干支流水系特征、重要水利工程和控制断面分布情况构建了韩江流域河网图模型;考虑河段区间来水、河道外取水、引调水等边界条件以及流域水库群水量调蓄作用,开展了河网水量平衡计算,确定了河网节点流量。通过计算水库坝址所在断面的天然生态基流,提出了耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则;借鉴大系统聚合-分解思想,提出了韩江流域河网图模型迭代优化求解思路;通过选取不同典型年来水过程,评估了常规调度情况下控制断面生态流量保障程度,并在此基础上进行优化调度,分析流域水库群生态调度保障潜力。结果显示,耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则能够让水库在独立运行的情况下,基本保障不同来水条件下的控制断面生态流量需求;韩江流域水库群可通过开展联合优化调度满足控制断面生态流量需求;基于图论方法开展流域水库群生态调度具有可行性和实用性。     

永定河官厅山峡河道内最小生态需水量的历时曲线法

随着永定河下游河道内径流的逐年减少,永定河生态需水研究逐渐成为一个迫切的问题。现针对永定河官厅山峡段河道内生态需水,采用流量历时曲线法分析其流量历时情况,计算得到永定河官厅水库(坝下)站和雁翅站的河道内最小生态需水量为1.06亿m3和1.98亿m3,分别占年径流量的11.3%和26.3%。同时采用Tennant法对计算结果进行比较验证,两种方法得到的结果比较相近。在此基础上,根据研究河段的历史流量历时情况对最小生态需水量进行年内分配计算,将最小生态需水量从年尺度降到月尺度,得到年内各月的最小生态需水量,为永定河流域的水资源优化配置研究提供参考。     

一种水库生态与环境需水量的计算与调控方法

针对水库生态与环境需水量牵涉面广的问题,在分析水库生态与环境需水量内涵的基础上,提出了水库生态库容与环境库容的计算原则与量化计算方法.水库生态与环境需水量应遵循生态优先与多功能兼容、多指标分等级控制与最不利指标调控相结合、时间动态平衡与空间均衡协调的原则.根据拟定的计算原则和计算方法,分析计算了广东省合水水库全年各时期...     

供水水库多目标生态调度研究

根据我国北方地区径流特征及供水水库调度的实际需求,构建了供水水库多目标生态调度模型。模型将下游生态需水过程分为最小生态需水及适宜生态需水两个等级,要求枯水期水库放水过程能够满足河流最小生态需水要求,确保下游生态不退化;丰水期放水过程贴近适宜生态需水过程,为下游提供良好生境。基于该模型,采用自适应遗传算法,对承德双峰寺水库生态调度问题进行了优化求解,结果表明该模型能够对北方供水水库生态调度决策提供支持。     

基于梯形模糊数的不确定性河道生态需水模型及其应用

针对目前各类河道内生态需水模型缺少不确定性方面的研究，本文将模糊数引入到河道内生态需水估算方法中，建立了模糊生态流速和模糊生态水力半径的概念。以抛物线型过水断面河道为例，在扩展原理的基础上，建立了流量与模糊生态流速、模糊生态水力半径的具体函数关系，提出了基于梯形模糊数的不确定性河道内生态需水模型，设计了算法流程，以杜柯河壤塘站为例进行了实例研究，计算并给出了不确定性河道内生态需水量的表达结果，还利用Tennant法对所建模型的实用性进行了验证，最后对计算结果的表达形式做了分析和解释。