基于生态系统分析的河道最小生态需水计算方法研究(Ⅰ)

研究了河道生态系统的水文与地形子系统的最小生态需水，提出计算河道水体最小生态需水的方法——水文与河道形态分析法，并建立了计算方法体系．水文与河床形态分析法的基本思想是用尽量少的水维持尽量多的河流特征和功能，并将河流特征和功能维持在一定的水平，以维持河流的生命．还研究了水文、地形和生物子系统，提出计算该子系统最小生态需水的方法——生物空间最小需求法．生物空间最小需求法的基本思想是以鱼类为指示生物，从鱼类对生存空间的最小需求来确定最小生态需水．采用上述两种方法计算了淮河流域颍河周口水文站断面的最小生态流量，为7m^3／s，占多年平均天然流量的5．6％．     

生态需水的计算方法

生态水文学的一个重要研究领域集中于陆地和水生生态系统中植物与水的关系问题,根据陆地主要环境或生态系统类型,该问题可分为干旱地区、湿地、森林、河流和湖泊等5种类型环境或生态系统类型的生态水文分析。     

江口水库最小生态需水研究

根据水量平衡原理,建立了水库最小生态需水计算模型.以江西省新余市江口水库为例,确定其最小生态需水量及其逐月分配过程.     

河道生态环境需水研究方法比较

对近年来的河道生态环境需水研究方法进行了回顾和分析，包括水文学法、水力学法、水文—生物分析法、生境模拟法、综合法以及作者参与研究的环境功能设定法等。文章对这些方法的理论基础、优缺点、适用范围进行了重点研究和评述，并结合我国情况分析了其在国内的应用前景。认为水文学法、生境模拟法、综合法和环境功能设定法相对来说都较适合于我国研究，其中生境模拟法由于实施比较复杂，应用性受到一定的限制。     

生态需水及其计算方法探讨

在我国经济发展过程中,水资源的不合理配置引发了一系列生态环境问题,研究生态需水对保护各区域的生态环境系统有着重要意义。笔者从生态需水的概念出发,将生态需水量化过程划分为河道内和河道外两部分,并介绍了相应的计算方法。     

河道生态需水量研究进展

对国内外河道生态需水的理论研究与计算方法进行了回顾与分析,将河道生态需水量计算方法划分为水文设定法、水力参数法、栖息地模拟法及整体分析法。着重讨论并分析了各种计算方法的理论依据、适用范围、优缺点及其在我国的发展与应用情况。最后,结合我国实际情况对河道生态需水量研究进行了展望。     

北江中下游河道生态需水分析

以横石水文站为控制站点,结合其47a的天然月平均径流资料和飞来峡水库建库后的月平均出库流量资料,分别采用逐月最小生态径流法计算得到建库前后北江中下游的最小生态需水过程,以及用月保证率法计算得到的适宜生态需水过程。运用蒙大拿法对计算结果进行分析,指出飞来峡水利枢纽的调度对下游河道生态系统稳定的重要性。     

计算生态需水的RVA法及其应用

RVA法以水体天然状况为恢复目标,使用历史流量资料,从水文值大小、发生时间、发生频率、持续时间和变化率5个方面刻化人类活动干扰前后水体的水文特征值,据此建立河流流量管理模式,并可根据最新生态监测和研究结果对该模式进行适时调整。     

湖泊生态需水计算方法比较及实例应用

归纳湖泊生态需水的相关概念、分类和组成,利用CiteSpace软件分析近20年国内外相关研究进展,发现其主要集中在水文学角度与生态学角度2个方面,故从这2个角度总结湖泊生态需水计算方法。其中：水文学方法主要考虑湖泊长序列水文要素,具体有最低水位法、水量平衡法和换水周期法等;生态学方法多同时考虑湖泊生态和水文要素,具体有曲线相关法、生态演变分析法和功能法等。不同方法的主要原理、适用性各有不同。以太湖为例,选择最低水位法、换水周期法和生态演变分析法3种方法进行实际应用与结果比较,得到太湖生态需水分别为36.01亿、27.14亿和38.81亿m³。综合比较分析后,认为生态演变分析法在计算过程中同时考虑了水文与生物状况,计算结果最合理,故最终确定太湖湖泊最小生态需水为38.81亿m³。该研究为系统了解并合理选择湖泊生态需水计算方法,开展湖泊生态保护修复与高质量发展提供支持。     

太子河流域河道内生态需水分区估算研究

本文基于生态水文学原理,结合流域三生用水格局以及污染源分布格局和污染物排放强度格局,以流域内水生态系统及其影响因素为研究对象,运用GIS技术,对太子河干流水体及其周围陆地所在的空间单元进行分类与整合,生成了11个太子河流域生态需水估算分区,分区内具有相对一致的生态需水特性;在分区的基础上,结195合6—太2子00河8干年流以水及生19态56特—征19,73通年过两水个文实系测列流分量析系,列选,择采小用市水、文本学溪法、对葠观窝音、阁辽水阳库、以小下林的子7个和分唐区马进寨行6个了水逐文月河站道内生态需水估算,估算结果显示了近天然水文情势的生态水量过程变化,有助于太子河干流水环境改善以及水生态恢复;估算的各站年生态需水量占年径流量的30%左右,能够在不影响现有水资源利用格局的前提下,通过合理的水资源优化配置,实现生态需水要求。     

河流生态需水观点及计算方法评述

河流生态需水研究是流域生态用水管理的基础,是水资源综合规划及合理配置的重要内容。在有关文献和成果的基础上,对河流生态需水进行了各种观点的归结,分析评述了其适用条件和局限性。通过几种可以参照的计算方法改进,在应用方面为河流生态需水研究提供服务。     

太子河上游河道内适宜生态需水分析

结合太子河上游南甸和本溪两个水文站建站以来天然来水量数据,分别按照保证率为45％(丰水期)、75％(枯水期)、55％(平水期),采用水文学方法对太子河上游适宜生态需水进行计算,并结合Tennant法对其生态状况进行评估.结果表明:太子河上游两站适宜生态需水量分别为91.9亿m3和50.7亿m3.     

基于RVA阈值区间集成的河道内生态需水计算与应用

在对河道生态需水特点进行分析和总结的基础上,提出了基于变化范围法和多种水文学法计算成果的河道内生态需水计算方法——下包线法,建立了考虑径流资料精度的评价体系。结合一致性审查、河道内生态需水计算和评价,构建了考虑径流非一致性的河道内生态需水计算框架,并应用于陕西省引汉济渭工程。结果表明：河道内生态需水过程具有波动性、季节性、时效性和区间性;在生态需水阈值区间内,下包线法同时满足维护河道生态和保证兴利效益的目的,可在较高生态需水标准基础上进一步压缩生态需水总量;下包线法和Tennant法中Tennant-好、Tennant-差所得生态需水过程分别为引汉济渭工程理想、适宜和最低生态需水过程。     

川南地区河道生态需水量计算方法研讨

结合川南浅丘地区河道特征,本次需水量考虑了外部条件和自身水力结构对河道需水造成的影响,从蒸发、渗漏和污染降解三个维度针对川南地区堰坝结构下河湖需水量做了详细的计算,满足川南地区河道时空不均的特性,推高水源选取的多样化空间,符合川南地区水量调配的总体规律,可从生态补水层面做出对城市河道设计做出前瞻性要求,对城市河道可持续...     

南四湖湖区最小生态需水研究

针对南四湖的资料,构建了基于最低生态水位和最小湖区生态耗水的南四湖湖区最小生态需水计算模型。使用天然水位资料统计法、湖泊形态分析法和生物空间最小需求法计算了南四湖最低生态水位。3种计算结果相近。建议的上级湖最低生态水位为33.00m、下级湖为31.38m。基于频率95％的降水等资料,计算的湖区最小生态耗水为6.44亿m3／a。     

建设项目水资源论证中生态需水的计算方法

谋求和谐的人-水关系,将人类活动控制在生态、资源、环境允许范围内,恢复和重建受损的生态系统等问题越来越受到人们的广泛关注和重视.建设项目水资源论证中应考虑生态需水.根据不同需求可将生态需水划分为最优生态需水、目标生态需水、临界生态需水、现状生态需水四种类型.从维护水生态环境的天然结构与功能的目标出发,可以认为建设项目水资源论证中的生态需水主要是由河道内生态需水与河道外生态需水组成.     

基于水文学方法的大洋河河道生态需水量计算研究

河道生态需水量的确定对于河流生态系统健康至关重要,为计算大洋河河道内生态需水量,基于大洋河岫岩和沙里寨两个水文站1970-2012年流量资料,分别运用最小生态径流法以及本文提出的保证率为90%(枯水期)、75%(平水期)、60%(丰水期)的适宜生态径流法计算了大洋河河道内生态需水量,并运用Tennant法对计算结果进行评价分析并结合实测流量资料对大洋河生态径流满足度进行了分析,研究结果表明:适宜生态径流量可以使得大洋河河道内的生态环境状况在丰水期和枯水期达到极好的状态,而最小生态径流量也能使大洋河生态环境状况得到改善和稳定,大洋河在丰水期生态径流破坏程度要高于枯水期,本文的研究成果对于大洋河河道生态保护和治理可提供参考价值。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求,提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比,并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算,弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以淮河干流的河道基本生态需水量年内过程计算为例,并同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。计算结果表明:在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致,并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程,能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。本文方法计算结果较为合理,符合实际情况。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

摘要：基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求，提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比，并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算，弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以计算淮河干流的河道基本生态需水量年内过程为例，说明了计算过程，同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。结果表明：计算结果在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致，并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程，能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。可见，生态径流年内展布计算法的计算结果较为合理，符合实际情况。     

海河流域河道最小生态流量研究

应用基于河流形态的河道最小生态流量计算方法,选取潘家口、滦县、石匣里、官厅、观台、楚旺及称钩湾7个控制断面对海河流域河道最小生态流量进行计算.该方法立足河流形态,将水位水面宽曲线突变点与维持一定生境(主要包括平均水深、流速等)综合考虑来确定临界流量.计算结果表明:7个控制断面的最小生态流量均值为5.84 m3/s,占多年平均流量的5.8%~10%;在最小生态流量下的水面宽率为43%~70%(平均为61%),平均水深为0.24~0.59 m,流速为0.24~0.34 m/s.这些计算结果与国际上已有的计算结果相符.根据流域相似性原理进行外推,计算了海河流域其他河道的最小生态流量.