量质结合的举水新洲段生态流量

研究满足水质和水量需求的生态流量对于河湖水环境治理保护很有必要。以水质性缺水的河流举水新洲段为例，基于实测河道断面数据和污染源调查结果，运用MIKE11软件建立了河道水量水质模型，并根据实测资料对模型进行了率定。利用率定后的模型，以COD、NH₃-N、TN、TP作为主要污染物指标，通过试算法计算了现状排污条件下，各月份中控制断面水质达标的生态流量，同时运用Tennant法和流量频率曲线法计算了满足河流生态系统基本水量需求的生态流量。对3类方法计算结果综合比较讨论，得出了统筹水质水量的举水新洲段各月份生态流量。     

水量调度对改善黄河水质与水生态的作用探讨

黄河水量调度对增加敏感水域水量，维护基本生态的改善水质恶化的局面将具有重要作用。应充分利用水利工程，采取断面最小下泄流量控制、加强水质监测等多种措施发挥水量调度对水质改善和生态保护的作用。同时，要认识到水量调度在改善水质和水生态方面所受到条件的制约，降低人们思想和行动上的不合理期望，减少对水调的依赖，促使社会采用各种手段，加强水污染防治和生态保护，从根本上解决水质和生态问题。     

灌河流域生态需水确定及保障措施分析

为了解决灌河生态水量缺乏、水体污染等生态环境问题,根据不同河段生态功能定位,采用Tennant法、MIKE21二维水质模型和水量平衡法计算灌河最小生态水量、水质需水、景观需水等,采用MIKE21水动力模型动态模拟计算四大家鱼、鳝鱼等的敏感生态需水。经综合分析确定灌河年生态需水量为15 142.5万m~3,月平均生态需水流量为0.9～11.7 m~3/s,进而提出了强化农业节水、推进非常规水源利用、加强河流生态调度等生态水量保障措施。     

高度城镇化地区河网水系生态调控方案

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量.通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估.结果表明,水位调控措...     

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。     

太浦闸调度对黄浦江水源地水质影响数值模拟

为进一步研究通过太浦河调水改善下游水源地水质的调度方式,综合分析了黄浦江上游水文水质历年同步调查数据和太浦河大流量原型试验资料,建立了黄浦江水系水量水质数学模型。选用平水年和枯水年两种年型,以及太浦闸泵联合调度控制的4种不同下泄流量,研究不同年型和下泄流量组合对黄浦江上游水源地水质的影响关系。计算结果表明,在太浦闸流量相对较大的情况下,黄浦江上游水源地水量明显增加,约5～6 d水质明显改善;但当大流量停止且恢复到常规流量时,约2～3 d水质即就恢复到原状。     

平原河网地区生态调水实例研究——以温瑞塘河瑞安段为例

生态调水是通过水资源的合理调配,通过增加水体流动性、利用水质较好的水体提高较差水体的水质,同时增加水体流动性,进而改善调水区域水环境的一种措施。在区域控污、截污的前提下,如具备水源条件,生态调水值得优先选择。以温瑞塘河瑞安段为例,采用一维非定常水动力模型,对不同调水流量、水闸不同运行方式及不同截污率组合条件下的水质改善效果进行了模拟分析,并提出了生态调水控制方案。     

永定河北京段生态补水流量及模式

以永定河北京段为例，建立水文学和水力学相结合的水流演进模型，利用生态补水实测监测数据率定并验 证模型。利用建立的模型研究永定河北京段的生态补水规律及模式，结果表明：在持续稳定流量补水条件下，固 安（出境断面）通水后 11d 左右达到稳定状态，停止放水后可维持河道 12~13d 有水；在持续稳定流量下，随着补水 流量的增大，河道首次贯通的时间和损失水量占比均降低，且降低速率逐渐减缓，官厅补水下泄流量以 30~35 m3/s 为宜；在生态补水总水量受限条件下，先以大流量下泄再调整为小流量的补水方式，对快速实现全线通水、河道渗 漏回补地下水等效果更佳；平原段同步加入再生水和南水北调水，将进一步缩短全线通水时间；在官厅水库和平 原段再生水、南水北调水向河道补水 2.24 亿~4.14 亿 m3条件下，全线通水时间约需要 15d，固安断面出境水量约 1.05 亿~2.22 亿 m3，蒸发和渗漏水量 1.19 亿~1.93 亿 m3，且补水水量越大，下渗和蒸发水量的占比越低；卢沟桥-六 环路河段的入渗能力最强。本研究对永定河北京段生态补水水量、下泄过程及补水方式的确定具有实践意义。     

小水电站减脱水段最小生态流量计算:以盘溪梯级水电站为例

以盘溪梯级水电站的大洋水库为例，采用改进的Tennant法、年内展布法、Q90法、改进的频率法以及NGPRP（northern great plains resource program）法计算大洋水库应下泄的最小生态流量。选取95%保证率为保护目标，通过进一步的合理性分析，分析5种方法在95%保证率下的满足程度，从而提出年内展布法和改进的频率法是最适合该地区的最小生态流量计算方法。在满足95%保证率的情况下，选取年内展布法和改进的频率法的内包线得到大洋水库应下泄的最小生态流量过程，并以此思路推求出盘溪梯级一级电站至四级电站区间最小生态流量过程。     

流域/区域水量水质联合配置研究Ⅱ：实例应用

为检验流域/区域水量水质联合配置理论方法的可行性,在湟水干流进行实例应用研究。进行了基准年的供需平衡、耗水平衡分析和水质模拟,对当地水质型缺水进行了识别。构建需水方案和工程方案集,以需水中方案和工程方案3为推荐方案。以改进的"三次平衡"思想为指导,模拟现有污染治理水平下,2030年水功能区纳污量;分析了耗水平衡和水功能区纳污能力的变化趋势,进行了污染物总量控制分配。结果表明,随着本研究方案的实施,各水资源分区生态用水比例均在60%以上;水质型缺水率仅为0.4%;2030年COD和氨氮纳污量分别为4 585.51 t和244.63 t,污染物总量得到控制;各水功能区水质均达标。证实流域/区域水量水质联合配置理论方法可行。     

水库电站下泄流量与下游河道水质相关性分析研究

为研究水库电站下泄流量与下游河道水质的相关性，以浉河信阳市区段为研究对象，分别选择距离南湾水库电站3.6 km与14.9 km的2个水质监测断面，收集其2020年1月1日—2021年5月20日的逐日水质监测数据与该时段南湾水库电站的下泄流量数据，通过对数拟合建立回归模型，对水库电站下泄流量与下游河道水质指标质量浓度的相关性进行分析。分析结果表明：水库电站下游河道水质指标COD、BOD₅、NH₃-N和TP的质量浓度与南湾水库电站下泄流量均具有较强的相关性，随着下泄流量增加，各指标的质量浓度值均呈下降趋势；要维持下游监测断面Ⅲ类水的标准，南湾水库下泄流量需达到10 m³/s。该结果可为浉河的水质调控提供科学依据。     

基于水功能区的水量调控模型研究

以水量水质的联合调控为目标,分析水功能区与水量调控模拟计算单元之间的水量转换关系,改进了基于规则的水资源配置模型,提出水功能区与水资源分区计算单元之间的水量排放计算关系,模拟计算出水功能区在不同用水条件下的水量过程。结合水功能区水质目标的要求,进一步分析不同水量调控方案下的水功能区纳污能力,为实现水量水质联合模拟和调控奠定计算基础。将模型应用于嫩江流域,结果表明该模型具有灵活性和普遍适用性。     

台州主城区河道生态需水计算与水量调度

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明,主城区河网的生态流速为0.1 m/s,生态水位阈值范围为1.8~2.24 m,在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水,台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求,可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。     

台州市核心区生态补水最佳流量研究

为改善台州城区水生态环境,确定对台州城区生态补水的规模,应用MIKE 11水环境模型软件建立河网水量水质耦合模型,研究河网水动力变化对水质改善的影响,对模型进行率定、验证,并预测8种不同工况条件引水后的水质状况,以水环境质量改善后降低的污水处理费用作为经济效益指标,以泵站运行费用作为成本指标,计算引水流量与工程净效益之间的定量关系,最后分析得到最佳引水流量,旨在为确定、优化台州市区生态补水流量、治理城市水污染问题提供决策依据。     

基于综合功能辨识的城市河湖生态流量计算模型及应用

为了合理确定河湖生态流量的阈值,针对城市河湖功能的特点和实际,综合体现河湖多种生态服务功能目标的协调、河流断面与湖泊/湿地的耦合关联以及生态流量消耗与非消耗分项、存量与通量、水量与水质关系,构建了基于综合功能辨识的城市河湖生态流量计算与保障程度分析模型(MUSEF模型)。利用该模型可对城市河湖生态流量大小、流量过程、流量构成、流量空间分布以及变异性进行量化计算与优化辨识,对不同来水频率条件下生态流量的满足程度进行评价,明确生态流量的调控指标要求与时机,从而为城市河湖生态保护与健康管理提供定量工具。以株洲市区河湖水系为案例开展应用,量化得出了河湖生态流量的逐月过程线、生态流量构成以及变异性特征,分析提出了不同来水频率条件下河湖生态流量的满足程度、调控指标与调控时机,为株洲市河湖生态流量的有效管理和安全保障提供依据。     

太子河区域水质改善水量调控技术研究

针对太子河观音阁水库坝前至参窝水库入库区段下游水质超标、水环境污染严重的现状,采用MIKE11软件建立了水质水量调控模型,开展了以特征污染物氨氮浓度达标为目标的水库闸坝联合调度方案研究。研究表明,河道闸坝工程的水量调控作用有限,增大水库枯水期下泄流量和控制入河排污量是改善河流水质的关键。     

永定河流域生态补偿标准研究

结合流域生态补偿研究中忽略水质功效、生态价值计算方法缺少系统性的不足,本文给出基于水量水质模拟、水生态价值核算的流域生态补偿标准测算框架,并以水量水质功效的不可分割性为基础,给出永定河跨界断面补偿标准。上游山西省、河北省在下泄水量不足、入河污染物浓度及总量超标的情况下,应向下游北京给予水量、水质赔偿10762、19055万元。借鉴永定河流域生境及物种的多元化、不同水域相关功能属性的差异性,本文从河流生态系统、森林生态系统、湿地生态系统层面考虑,借助投入产出对应关系确定受益补偿标准为150亿元。以限制发展机会成本、水源涵养损失机会成本为依据,给出流域生态受损补偿标准为16亿元。结合应用成果,探讨了生态补偿标准完善策略。     

基于MIKE11模型构建的流域现状年水量水质模拟

研究浑河流域干流水动力模型的主要目的是模拟浑河流域各控制段的流速,水位和流量,从而为水质模型提供数据输入,为水质和水量联合调度提供数据支撑,以改善水质。研究首先构建了浑河流域的水动力模型,在此基础上,进行了径流模拟和水质模拟,并对当前年度水质进行了模拟~([1])。     

梯级小水电开发中最小生态流量计算方法探究

保障小水电的最小生态流量，可有效解决小水电站运行中的减脱水问题。研究以石窟河梯级小水电站为例，采用Tennant法、Q₉₀法、NGPRP法、频率曲线法和Texas法共5种水文学法和以湿周法为代表的水力学法分别对梯级小水电应下泄的最小生态流量进行计算，分析对比发现，Texas法和Tennant法相较其他水文学法更为适合该地区的最小生态流量计算。在满足95%保证率的情况下，选取Texas法和Tennant法两种方法的内包线得到长潭水库应下泄的最小生态流量过程。在河道比降较大且梯级小水电开发中最小生态流量计算，水文学法相较于湿周法更为合适。     

串联型水体生态需水补水方案研究

在水资源长期短缺的北方地区,拦河蓄水形成的串联型河流坝式景观水体几乎在每个城市都可以看到。为计算维持这种以水景观为主的人工河流生态系统基本健康的最小需水量,以滹沱河水环境修复段为例,构造描述"串联型坝式景观水体"水质、水量变化的综合数学模型,提出了水质、水量相结合的河流坝式景观水体生态需水补水方案。结果显示:75%频率降水情况下,滹沱河水环境修复段现状水平年最小需水量为3 450万m3,并给出了明确的补水时机和补水量,为北方串联型河流坝式景观水体的生态保护提供了支撑。