中型山区河流水电站下游的鱼类生态需水量计算

为更好地对中型山区河流水电开发减水河段的鱼类生境进行保护,对鱼类生境水力参数标准构建进行研究。参照大型河流鱼类生境水力参数标准,根据中型山区河流的特点,构建中型山区河流鱼类生境水力参数的推荐标准,并选取有代表性的四川中型山区河流杂谷脑河以及红叶二级、理县、甘堡三电站,对所构建的参数推荐标准的适宜性与可操作性进行分析验证。在适宜性分析方面,根据原型观测结果,验证了所构建的推荐标准能够真实反映中型山区河流鱼类对生境的实际需求;在可操作性分析方面,采用生态水力学法对三电站减水河段的鱼类生境水力参数进行模拟分析,并应用所构建的生境水力参数推荐标准,得到三电站的生态基流量推荐值,通过综合分析可知,所得到的生态基流量推荐值占年均天然流量的比例都不高,在水电工程运行实践中,具有可操作性。通过原型观测与生态水力学数值模拟综合验证所得到的中型山区河流鱼类生境水力参数推荐标准,能反映鱼类对生境的实际需求并具有可操作性。     

西南山区小型河流生态需水量研究

对目前国内关于河道生态需水量的主要研究方法进行了比较分析,针对西南山区小型河流梯级电站减水河段面临的生态需水问题,根据研究河段的河道形态、径流特征和环境特征,确定选用水文学的Tennant法和水力学的R2-Cross法来分别计算研究河段的生态需水量.结合山区小型河流的自身特性,对R2-cross法的水力参数标准进行了修正,确定了适合山区小型河流的计算标准.通过河道水力计算,综合确定了研究河流的最小生态需水量.     

基于水生态保护目标的河道内生态需水量研究

生态水力学法计算生态需水量需要依据河流生境特征、水生生物保护目标对生境的需求等实际情况灵活应用。本文以楠溪江干流河道内生态需水量计算为例,分析自然条件下生境条件与标准推荐方法的差别,探讨针对水生态保护目标的河道内生态需水量综合确定的思路和方法。楠溪江干流水文情势、河势河型较为稳定,是洄游性鱼类香鱼的重要栖息地,生态需水量除可参照水文学、水力学方法确定外,还应分时段、分河段考虑香鱼洄游对水流条件的需求。本文提出的生态需水量以维持良好生境条件为目标,以满足基本生态需求为基础,可为流域水资源开发利用提供参考。     

资料短缺平原河流的生态需水量计算——以通顺河武汉段为例

各类计算生态需水量的方法多需要长序列实测的水文或生境资料,无法直接适用于资料短缺的河流。在实测资料短缺的平原河流通顺河武汉段上布置10个典型断面,利用人为设定的多级试算流量来替代长序列实测流量,利用MIKE11软件模拟推求河道典型断面水力参数(河宽、水深、流速和湿周等)随流量的变化关系;在此基础上,依据平原河流滩槽明显的特点,选用水力学法中基于水力参数与流量间相关关系的湿周法和生态水力学法分别计算研究河段的生态需水量。计算结果表明,通顺河武汉段的河道基本形态得以维持和生物基本栖息地得以保障时的生态需水量应为26 m³/s。所提出的计算方案能较好地推求资料短缺地区平原河流的生态需水量,也可为类似河流的生态需水计算提供一定的参考。     

基于生态水力半径法的贾鲁河生态需水量计算

介绍了生态水力半径法的计算过程,并以淮河的二级支流贾鲁河为例计算了中牟和扶沟两个水文站不同水文频率年对应的最小生态需水量。根据研究区域的气候、地理特征和流域范围内鱼类对流速的要求对Tennant法的计算标准进行修正,并使用修正后的Tennant法对中牟和扶沟水文站最小生态需水量的计算结果进行验证。结果表明,生态水力半径法得到的中牟站丰、平、枯水年和扶沟站丰、平水年最小生态需水量计算结果是合理的,扶沟站枯水年最小生态需水量多数月份无法满足Tennant法设定的最小值,可用Tennant法计算结果代替。该方法更多地考虑了河流水文水力学特征和河流生态系统中水生生物对栖息地的要求,具有更强的生态学意义。     

永定河官厅山峡生态需水量计算及配置方案研究

国内外研究河流生态需水量应用最广的是水文学法和水力学法。水文学方法利用长系列的实测流量数据来计算河流流量推荐值。水力学方法是把河流流量变化与河流水力参数建立关系的一种算法。本研究通过多种方法计算永定河官厅山峡生态需水量,通过比较推荐最小生态需水量为9 260万m~3/a,4.25亿m~3/a是较为理想的水量配置,而2.85亿m~3/a可以被认为是在当前缺水条件下较为经济的生态需水量配置要求;立足本地节水,积极协调跨流域调水是近期解决永定河生态需水的必要途径。     

基于生态水力半径法的瑞丽江河道内生态需水量估算

从保护瑞丽江流域特有珍稀、濒危鱼类的角度出发,根据瑞丽江流域的水资源特性,采用生态水力半径法对瑞丽江进行河流生态需水量研究:利用戛中水文站的实测流量资料,建立Q~R关系,计算了瑞丽江河道内生态需水量,枯期最小生态需水量20.1m^(3)/s;汛期最小生态需水量63.2m^(3)/s。从而推求出龙江水电枢纽工程汛期下泄流量不应小于47m^(3)/s;枯期下泄流量不应小于15m^(3)/s,以满足水生生物生存繁衍所需的基本生态需水量。     

松花江适宜生态流量研究

以维持水生态系统的完整性为保护目标,应用鱼类生境法和鱼类生物量法,计算了松花江的适宜生态流量及其相对值(适宜生态流量与多年天然平均流量的比值)。研究表明,2种方法计算的结果基本一致。在没有回水顶托的影响下,鱼类生境法适用于不同尺度的河流;而鱼类生物量方法,一般适用于较大的河流和平原型河流。     

计算河段最小生态需水的生态水力学法

水文学法与水力学法对河道生态需水量采用的方法都比较宏观，没有仔细考虑水生生物水力生境需求。本文提出了计算河道最小生态基流量的生态水力学法，该法是通过目标水生生物适宜的水力生境确定河段最小生态需水量，文章对河道水力模拟，水生物生境描述等理论进行了研究，同时结合目标水生生物对水力生境的需求，重点研究水深、流速、湿周、水面宽、过水断面的面积、水面面积、水温等水力生境参数；急流、缓流、浅滩及深潭等水力形态的指标表现形式。本文提出的生态水力学法具有直观、定量的特点，为河道确定生态基流量提供了一套较具体、可行的方法。     

生态水力半径法计算河道内生态需水量研究

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.在理论研究的基础上,根据雅砻江干流独特的生态环境与环境保护目标,采用包括水文和生物两方面信息的生态水力半径法,计算了雅砻江干流温波、甘孜、雅江3站各年河道内生态需水量,其结果基本上处于Tennant法所设定的最小和适宜生态需水量之间;设定的计算标准主要考虑当地水生生物生活习性及气候特点,符合当地河流生态与环境条件,因此应用生态水力半径法来计算河道内生态需水量是可行的.     

关于水利工程生态效应探索

随着我国经济的快速发展,科技水平的日益提升,生态问题成为当今各行各业生存发展的焦点问题,水利工程也不例外。文章中主要是通过对水利工程生态效应发展的现状入手,对水利工程生态效应的探索予以系统化的阐述,包含对水利工程的负面效应和解决对策的提出。总之,水利工程生态效应的应用,能够推动我国水利工程的建设与应用可以得到持续性的有效发展。     

基于生态水力半径法的武江流域生态流量研究

采用综合反映水生生物需求和河道断面信息的生态水力半径法,对武江河上北江特有珍稀鱼类省级自然保护区内的生态流量和生态水位进行估算。结果表明:生态水力半径法计算的生态流量过程线上存在明显的低流量、高流量和流量脉冲等水文要素,符合鱼类的自然需求;天然径流量下生态水力半径法估算的生态需水均可得到满足,但武江上梯级开发较多,需进行生态水位开展闸坝联合调度来保障河道的生态需水,确保犁市(二)站断面处各月份水深不小于平均生态水深。     

生态水工学的工程理念

水是生态系统的重要组成部分，河流、湖泊中的水与生物群落（包括动物、植物、微生物）共存，通过气候系统、水文循环、食物链、养分循环及能量交换相互交织在一起。水是生物群落生命的载体，又是能量流动和物质循环的介质。水体与生物群落相互依存，相互作用，形成了江河湖泊的自净能力，水利工程学应吸收，融合生态学的理论，建立和发展生态水工学。在满足人们对水的各种不同需求的同时，水利工程还应满足水域生态系统完整性，依存性的要求，恢复与建设洁净的水环境，实现人与自然的和谐。     

丹江生态流量计算研究

丹江是汉江的重要支流,水力资源较为丰富,在河南省境内丹江干流上建有两座小型水电站,水力发电效益较好,但对下游河道生态造成了不利影响。本文根据实测流量资料,采用水文学方法进行河道生态流量计算,提出丹江干流水电站下泄生态流量要求及保障措施,为丹江河南段的水生态保护提供借鉴和参考。     

生态水利工程设计若干问题的探讨

通过分析水利工程与生态水利工程的差异,提出生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能以及工程选址、布局、施工过程的环境友好性与经济性。同时提出生态水利工程设计主要面临4个方面的问题:①缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准;②水利工程设计人员与生态科技工作者往往缺少合作的机会与机制;③生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行;④生态水利工程设计缺少生态水文测验资料。研究结果认为生态水利工程设计应基于以下技术路线:①以生态水文学与工程水文学作为工程设计的基础,进行水文过程的分析与计算;②识别工程可能影响的关键生态敏感目标;③生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合。     

19世纪中叶以来新疆坎儿井的演变研究

在史料和前人研究成果的基础上,梳理了19世纪中期以来新疆坎儿井的基本情况,指出了林则徐对推广坎儿井技术的贡献。19世纪中期是坎儿井发展的重要时间节点,对近现代吐鲁番地区水利建设和农业发展影响深远。最后分析了坎儿井对新疆沙漠绿洲的作用,指出了坎儿井衰退的原因,从生态环境和水利遗产价值层面对坎儿井保护与利用进行了探讨。     

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。     

重建江(河)湖动态联系修复水网生态环境

受围湖造地、污水直排、无序养殖等人为活动的影响,湖北地区的湖泊数量及面积急剧下降,江(河)湖阻隔日趋严重,水系日益破碎,湖泊生态功能日渐萎缩,生物多样性逆向演替.从分析湖北地区湖泊生态水环境的问题入手,讨论了水系网络修复的必要性,提出重建江(河)湖动态联系、修复水网生态环境的理念和方法,同时介绍了武汉市汉阳地区四湖连通水力调度工程和新洲县涨渡湖引水工程两个实例以及所取得的成效.     

仿自然过鱼通道综述

仿自然过鱼通道是具有自然特征的旁路水道,它作为过鱼设施,不仅可减缓大坝、水闸、堰等水工建筑物对河流产生的阻隔影响,还在一定程度上改善了鱼类适宜生境。介绍了仿自然过鱼通道的特点和分类,系统总结了仿自然过鱼通道的设计要点,包括仿自然过鱼通道设计的前期工作、鱼道布置、水力学设计、诱鱼补水系统等关键设计原则与标准,并对鱼道的建设和发展提出了相关建议,可为今后仿自然过鱼通道的设计和研究提供参考。     

生态型鱼巢砖水力特性研究

生态型鱼巢砖是一种新型的河道护岸构件,本文以它的水力特性为研究对象,根据几种常见鱼类的水流习性提出了鱼巢砖的基本结构尺寸,然后通过模型试验和数值计算分析了鱼巢砖的三种连接形式在不同主槽流速下的流场分布以及它们各自不同的适用性。两种研究方法的成果基本一致,从水力特性方面说明这种鱼巢砖能够为鱼类提供一个安全的避难场所,有助于河道生物多样性的保护,也为鱼巢砖以后进一步的体型优化和推广应用提供了理论基础。