淮河中上游流域基流时空变化特征及闸坝调控影响

基流作为河川径流的重要组成部分,对维系河流生态系统稳定起着关键作用。以淮河中上游流域为例,采用Chapman-Maxwell、Lyne-Hollick和Boughton-Chapman三种数字滤波法对淮河干流和支流沙颍河不同闸坝调控的7个站点2001-2015年日径流序列进行基流分割;采用Mann-Kendall趋势分析检测基流量在年际、汛期和非汛期多种时间尺度下的变化,对比分析闸坝调控的影响特征。结果表明:(1)Chapman-Maxwell数字滤波法对基流过程分割更合理,沙颍河水系站点的基流系数在0.23～0.46之间,淮河干流站点系数在0.36～0.50之间,沙颍河水系站点基流系数均小于淮河干流站点;(2)沙颍河和淮河干流的站点基流量均呈现出减少的趋势,其中沙颍河的基流量减幅明显高于淮河干流;沙颍河槐店、阜阳闸和淮河干流王家坝的年平均基流量,以及沙颍河白龟山、槐店和阜阳闸的汛期基流量减少趋势显著;(3)闸坝拦蓄导致下游的径流和基流量均呈现减少的趋势,沙颖河站点影响较严重,特别是在汛期8月减少趋势具有统计显著性;淮河干流站点受闸坝调控较弱,减少并不显著。研究可为认识淮河中上游流域的水循环特征及其转化关系提供技术支撑,也可为流域地下水资源可持续利用、人类活动影响评估等提供依据。     

淮河干流“98·6”洪水洪峰传播时间分析

6月28日至7月2日,淮河流域连降暴雨,流域大部分地区降雨量在100毫米以上,淮干王家坝至蚌埠段沿淮两侧,洪汝河、沙颍河和涡河中下游地区次雨量在200毫米以上,其中洪河、沙颍河中游局部地区雨量超过300毫米,洪河庙湾站次雨量达399毫米为最大。 这次降雨在淮河干流及其淮北主要支流沙颍河和洪汝河上形成了一次较大的洪水过     

"2001·7"淮河洪污调度的思考

2001年7月下旬,洪汝河、沙颍河、涡河上游降大雨、大暴雨,致使淮河、颍河等河道水位急剧上涨。原聚集在河道内的大量污水下泄,防汛、防污形势严峻:该次洪污调度使我们得到了启发。一是环境保护意识急需进一步加强;二是对水资源的配置提出了新要求。 一、水情、水质 1、水情。2001年入汛后,淮河干流     

提高防洪警惕性 搞好防汛保安全

继1991年江淮大水之后,淮河干流已有4年没发生过大洪水;沙颍河、洪汝河继75·8大水之后,已有20多年没发生过大洪水;涡河更是30多年没发生过大洪水。按照洪水发生的自然规律,淮北地区河流1996年发生洪水的可能性较大。另据国家气象局预报,1996年夏季主要雨带位于黄淮,黄淮降水比往年偏多2至4成,局部地区可能有洪涝。     

沙颍河周口断面生态流量过程计算和分析

维持河流一定的流量是保障河流生态系统结构稳定和功能完整的重要手段。以沙颍河周口水文站河流断面为研究对象,基于周口水文站1956—2018年日流量数据,运用改进年内展布法、RVA法、Lyon法、湿周法和流速法计算生态流量过程,分析各方法的优劣。结果表明：改进年内展布法与湿周法计算得到的生态流量年内变化趋势及数值大小基本一致,生态流量较小且上下波动不明显;RVA法及Lyon法计算得到的生态流量年内变化趋势基本一致,体现了河流汛期较非汛期流量大的年内变化特征,基本满足鱼类产卵期最低生态流量需求;流速法计算得到的最小生态流量只在鱼类产卵期(4—7月)发生了变化,汛期(8—10月)生态流量相对较小,可能无法满足生物正常生存需求;基于改进年内展布法、RVA法、Lyon法和湿周法综合得到最小生态流量过程线,可基本满足水生生态系统的需求。     

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。     

黄河北岸灌区内河流天然文岩渠生态流量探讨

以河南省北部引黄灌区内天然文岩渠为研究对象,通过分析对比国内外有关河道内生态需水量的研究方法,采用较适宜表现河流年内丰枯变化过程的改进逐月频率法,计算逐月不同保证率(50%、70%、75%、80%、85%、90%)条件下的河流生态流量,同时采用Tennant法、90%保证率最枯连续7日平均流量法(7Q10法)、逐月最小生态径流计算法以及多年逐月平均流量法进行对比。使用Tennant生态环境状况评价等级标准对多种计算结果进行评价,得出年内逐月最小生态流量:天然文岩渠丰水期(6—10月)最小生态流量为多年同期平均流量的65%~80%;枯水期(11月—次年5月)最小生态流量为多年同期平均流量的40%~50%。     

确定河道内适宜生态流量的几种水文学方法——以沙颍河周口段为例

适宜生态流量是保障河流水生态系统健康的重要变量,合理评估适宜生态流量具有现实意义。以淮河流域典型河流沙颍河为研究对象,基于沙颍河周口水文站44年天然日流量数据,运用常用的5种水文学方法计算沙颍河的适宜生态流量,通过比较5种水文学方法在计算适宜生态流量方面的优劣发现:在水量需求方面,Q50_Q90法水量需求最大,Tennant法水量需求最小,Q50_Q90法会加重"三生"用水矛盾;在水文节律模拟方面,Tessman法、月流量变动法和Lyon法较Q50_Q90法和Tennant法有明显优势;在月流量满足率方面,Tennant法和Lyon法满足率最高,其中枯水期Lyon法满足率最高。综合考虑水量需求、水文节律和满足率三方面因素,Lyon法在计算沙颍河这类季节性河流的适宜生态流量结果最为合理。     

搞好淮河防汛为“九五”开局年提供防洪保障

1996年是“九五”计划的第一年,作为流域机构,搞好防汛抗旱工作,意义十分重大。 淮河流域是个多灾多难的地区。淮河干流继1991年大水之后已有4年没有来过大洪水了;而淮河支流的沙颍河、洪汝河继“75·8”大水之后,则是20多年没有来过大洪水;淮河支流的涡河继1963年洪水以后,更是30多年没有来过大洪水。按照洪水周期性和突发性的自然规律,1996年发生洪水的可能性越来越大。据专家们预测:1996年汛期流域内降雨量时空分布不均,总量上比常年同期偏多;正阳关以上和     

"一体双翼"推进沙颍河涡河近期治理工程

沙颍河、涡河是淮河两大支流,连年的洪涝灾害严重影响沿河群众正常的生产、生活秩序.沙颍河、涡河近期治理工程被列为国家治淮重点工程.采用"一体双翼,并驾齐驱"的建设管理模式,提高了效率;前期工作与工程实施并行,超前运作;探索招标投标新路,在河南首次采用无标底招标;突出民主思想搞好征地拆迁,贷款450万元首先兑付赔偿金;塑造水利工程建设管理新形象;建立两河治安网络联动体系;为2007年前完成建设任务创造有利条件.     

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。     

基于Copula函数的韩-榕-练三江径流丰枯遭遇分析

韩江、榕江、练江是广东省粤东的重要河流,其径流丰枯遭遇规律对三江水系连通工程水资源优化调度具有重要意义。研究基于三江控制站径流和降水数据,采用Copula函数构建了三江径流年、汛期、非汛期等不同时间尺度的二维联合分布,定量分析了三江径流的丰枯遭遇规律。结果表明,榕江与练江的丰枯同步性最强;三江两两丰枯异步的概率明显大于丰枯同步的概率,具有水量互补条件;非汛期韩江-练江、榕江-练江调水有利的组合概率分别为0.4433、0.4641,跨流域补水可行性较高。研究成果可为三江水资源优化调度提供参考。     

1956-2016年黄河流域河川径流演变规律

黄河流域水资源短缺问题突出,深入分析河川径流的演变规律对于流域水资源管理具有重要的指导意义。基于黄河干流上、中、下游不同位置的代表性水文站实测径流,利用Mann-Kendall非参数趋势检验方法分析了1956-2016年期间黄河流域年、月径流的历史演变规律。结果表明:1956-2016年,除源头区年径流变化不显著以外,黄河流域径流呈现出显著的下降趋势,达到了1%的显著性水平。从上游到下游,河川径流下降幅度越来越大,趋势越来越显著。1980-2000和2001-2016年的多年平均入海径流比1956-1979年分别减少了50. 07%和59. 67%。径流演变呈现出3阶段特征,20世纪50、60年代属于丰水期;随后在70至90年代径流持续下降;在2000年以后径流有所回升。除源头区以外,黄河流域的月径流总体呈现减少趋势;上游和中游地区的月径流占年径流的比例枯增丰减;下游地区月径流占年径流的比例在冬季、夏季增大,春季、秋季减小。     

基于模拟-优化的重污染河流闸坝群防污调控研究

针对淮河中游频发的水污染事件，以淮河流域重污染河流沙颍河上的闸坝群为研究对象，基于MIKE11软件的HD和AD模块，构建了多闸坝河流的一维水动力-水质模型。在此基础上，建立了基于模拟的闸坝群防污调控优化模型，并采用多目标遗传算法和模糊优选相结合的方法对模型求解，得到重污染河流闸坝群优化调控方案。在沙颍河的应用计算结果表明，所建立的模型能够有效地适用于淮河流域所开展的多闸坝水质水量联合调度，从而为重污染河流开展闸坝模拟与防污调控研究提供技术支撑。     

一种计算多属性生态流量的改进FDC法

为解决生态流量标准的空间移植性、逐月和年际变异性和分级性4个属性问题,提出了一种基于FDC的改进方法。该方法基于月均流量系列的特定保证率将所有年份逐月进行丰、平、枯水年分组,基于总历时法和逐年组、逐月份的日均流量系列构建FDC,取50%,90%历时点流量作为生态流量的最优上限值和最小值,最小到最优上限之间的各级生态流量根据改进的Tennant等差数量分级思想确定。以汉江为例,将计算结果与Tennant法、改进Tennant法、7Q10法、90%保证率最枯月流量法、近10 a最枯月平均流量法、逐月最小生态径流法、最小月平均法、Q₉₀法、改进Q₉₀法、Q_97,10法和生态监测成果进行了对比分析。结果表明,改进FDC法的生态流量标准优于传统水文学法且十分合理,其空间移植性、时间变异性和栖息地条件的分级性都得到了充分体现,同时也避免了极端流量事件和年内分配不均的影响。     

CLASSIFICATION OF FLOW REGIMES FOR ENVIRONMENTAL FLOW ASSESSMENT IN REGULATED RIVERS: THE HUAI RIVER BASIN,CHINA

Flow regime characteristics (magnitude, frequency, duration, seasonal timing and rates of change) play a primary role in regulating the biodiversity and ecological processes in rivers. River classification provides the foundation for comparing the hydrologic regimes of rivers and development of hydro‐ecological relationships to inform environmental flow management and river restoration. This paper presents a classification of natural flow regimes and hydrologic changes due to dams and floodgates in the Huai River Basin, China, in preparation for an environmental flow assessment. The monthly natural flow regime of 45 stations in the upper and middle Huai River Basin were simulated for the period 1963–2000, based on the hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Six classes of flow patterns (low or high discharge, stable or variable, perennial or intermittent, predictable or unpredictable) were identified based on 80 hydrologic metrics, analysed by hierarchical clustering algorithms. The ecologically relevant climatic and geographic characteristics of these flow classes were tested for concordance with, and to strengthen, the hydro‐ecological classification. The regulation of natural flow patterns by dams and floodgates changed flows at some locations within each flow class and caused some gauges to shift into another class. The research reported here is expected to provide a foundation for development of hydro‐ecological relationships and environmental flow methods for wider use in China, as well as setting a new scientific direction for integrated river basin management in the Huai River Basin. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

融雪的水量平衡模型在内蒙古锡林河流域水文模拟中的应用

水量平衡模型是目前水文及环境分析中最常用的工具和手段之一,半干旱地区的水文模拟是目前水文科学研究中的难点.以内蒙古地区的锡林河流域为研究对象,开展了考虑融雪的水量平衡模型(Snowmelt-based Water Balance Model,SWBM模型)的拓展性应用研究.结果表明:锡林河流域气候干旱,产流受降水和融雪驱动,流域降水量及实测径流量均呈现弱减少趋势.SWBM模型对对月径流过程具有较好的模拟效果,率定期和检验期的模型效率系数均可超过60％,相对误差小于8％,说明该模型可以用于研究气候变化对半干旱地区的影响评价.     

广东丘陵区小型河流生态需水量多种方法估算

目前国内河流生态需水量研究多针对干旱半干旱地区和生态已退化的河流,而较少研究南方河流,对广东丘陵地区中小型河流研究更是匮乏。广东水资源相对丰富,但水资源开发强度不断增大,加上水质污染,河流生态退化已成为亟需解决的问题。根据泗合水双桥水文站1980~2010年日径流和实测断面资料,采用6种常用方法计算了泗合水的生态需水量,并分析计算结果。结果表明,NGPRP法、最小月平均流量法、逐月最小生态径流法的结果相对较为理想,但全年采用同一个生态需水量不符合广东河流汛期水量充足生物繁育栖息地要求高,而非汛期河流水量少生物越冬栖息地要求低的自然规律。将汛期和非汛期的径流独立排频,分别计算两个时段的生态需水量,其结果可满足河流径流和生物繁育的自然规律。研究为估算广东丘陵地区河流生态需水量提供了思路和方法。