河道内最小生态需水量计算 PPT课件
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水库工程建设时的河道内生态环境需水量分析现行规范、导则及指导性文件对河道内生态环境需水量的规定不一而足,在实际工作中往往要花费很大精力进行梳理,选取的方法和计算结果在审查会上也常有争议。
本文以陕南Y水库为例,通过分析对比现行的8个规范、导则及指导性文件,采用Qp法、近10年最枯月平均流量法、流量历时曲线法计算并推荐壩址段面生态基流为0.07m3/s,采用Tennant法、径流百分数法计算并推荐该河基本生态环境需水量宜为786万m3~1201万m3,目标生态环境需水量宜在1703万m3以上的分析思路和结果得到各级审查部门认可,希望能为同类工程规划设计时参考。
期待各类规程、规范和导则、指南等指导性文件,能尽快统一对生态环境需水量计算的规定或引用指向,使之能更简化和便利的用于指导工程规划设计和论证评估工作。
标签:水库工程建设;生态基流;基本生态环境需水量;目标生态环境需水量水利水电工程设计时,通常要分析工程建设对河流生态的影响,提出满足下游生活、生产和生态保护需要的最小下泄流量。
本文根据《水资源规划规范》(GB/T51051-2014)、《河湖生态环境需水计算规范》(SL/Z712-2014)(以下简称《生态需水计算规范》)、《河湖生态需水评估导则(试行)》(SL/Z479-2010)(以下简称《生态需水评估导则》)、《水资源供需预测分析技术规范》(SL429-2008)(以下简称《供需预测规范》)、《江河流域规划环境影响评价规范》(SL45-2006)(以下简称《规划环评规范》)、《建设项目水资源论证导则》(GB/T35580-2017)、《水利水电建设项目水资源论证导则》(SL525-2011)(以下简称《导则》)及《全国水资源综合规划技术细则需水预测部分》(修订)(以下简称《细则》),以陕南Y水库为例,综合分析提出了水库坝址断面生态基流及适宜的基本、目标生态环境需水量。
1 坝址断面生态基流在各类规范中,生态基流也称为基本生态环境需水量最小值。
河道内生态需水量估算的生态水力半径法第六图书馆界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法.找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等).以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作为对比.结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tennant法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(如鱼类洄游流速),故所得的结果符合实际情况.界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法.找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等).以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作为对比.结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tennant法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(如鱼类洄游流速),故所得的结果符合实际情况.生态流速需水量自然科学进展刘昌明重点实验室,北京100101门宝辉宋进喜过水断面面积生态水力半径河道生态[1]中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程[2]北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室,北京1008752007第六图书馆42自鞋科荸逝展第1卷第127月.7期0年10河道内生态需水量估算的生态水力半径法*刘昌明h一f7宝辉宋进喜1.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100;0112.北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室,北京107085摘要界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(力半径、糙水率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法.找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等)以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明.了计算过程,同时用Tnatenn法作为对比.结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tnatenn法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(鱼类洄游如流速),故所得的结果符合实际情况.关键词生态流速过水断面面积生态水力半径河道生态需水量随着全球气候的变化、生态与环境的逐渐恶化以及水资源的日益短缺,生态(境)水越来环需越受到有关专家学者的高度重视.协调好“生”三(产、生活、生态)间的需水关系,才能保护生之1国内外河道内生态需水量的主要估算方法目前国内外确定河道内生态需水量的方法主要分为以下几种.()水文学方法:该方法是确定一个保护河流1流量权所需的最小流量标准.这种方法属于非现场好人类生存的环境,使有限的水资源得到可持续利用.因此生态(境)水的研究进入一个蓬勃环需发展的时期.截至目前为止,生态需水的理论尚处于建立阶段,生态需水在一些文献中也被称作环境用水或生态与环境用水,至今尚无确切的定义¨.类型的方法,根据流量的历史资料而不是现场测量数据来推导河流流量推荐值.主要有Tnatenn法(Motn或naa法)引、70法[和Txs法L.水[Q13]ea4]文学方法的优点是计算简单,容易操作,对于数据的要求不高,但由于过于简化了河流的实际情况,没有直接考虑生物参数及其相互影响[,同时,由5]研究生态(环境)水,主要是为了实现人类与需自然的和谐,避免人类的生产、生活挤占生态系统的用水,实现流域水资源优化配置,进而为实现流域生态系统可持续发展提供科学依据.一般情况下,通常将流域内的生态需水划分为河道内和河道外两部分来研究,本文主要针对河道内生态需水来研究.于受气候、人为污染等因素的影响并不能完全反映出河流生态需水的实际情况,只能在优先度不高的河段使用,或作为其他方法的一种粗略检验.()水力学方法:该方法是根据河道水力参数2(宽度、深度、流速和湿周等)定河流所需流如确量,所需水力参数可以实测获得,也可以采用20—21060—5收稿,20—60060—8收修改稿*国家重点基础研究发展计划(号:G1903)中国博士后科学基金(号:20073)助项目编9946及编05340资*Emalic*—ium@isr.cc:lgnra.a第六图书馆自爱科荸j展第1卷第120年1.噍,7期07月Mannnig公式计算获得,代表方法有湿周法[和6R2C一ROSS法胡等.水力学法的优点是只需进行简43基于以上问题,本文提出充分利用水生生物信息(类洄游的流速)河道信息(位、流量、糙鱼和水率等)的生态水力半径法来估算河道内生态需水量.单的现场测量,不需详细的物种一生境关系数据,故数据容易获得.但是该方法体现不出季节变化因素,通常不能用于确定季节性河流的流量,但它能2估算河道内生态需水量的生态水力半径法21相关概念的提出及其界定.211生态流速..河道内水流的流速是指水质点为其他方法提供水力学依据,所以可与其他方法相结合使用L.9]()栖息地法:该法需要研究水文系列的特定3水力条件及相关鱼类栖息地参数.栖息地法最典型的是II法口‟]该方法的优点在于能将生物资FM。
生态环境需水量的分析与计算□胥洪军□朱东彪(河南省许昌水文水资源勘测局)摘要:生态环境需水量是维持生态与环境功能和进行生态环境建设所必需的最小需水量,对人与社会和谐可持续发展具有重要意义。
本文结合《许昌市东区水系治理及补源工程建设项目水资源论证报告》,阐述了生态环境需水量的含义及其计算方法简介,从保持水生态环境的目标出发,在建设项目水资源论证中更合理对生态环境需水量的进行分析计算。
关健词:建设项目生态需水水资源论证计算方法2002年5月1日,由国家水利部和计委颁布的《建设项目水资源论证管理办法》开始实施。
建设项目水资源论证,主要是从取水、用水、退水及其影响等方面,对建设项目取用水全过程进行分析计算,对建设项目用水的可行性、合理性以及对周围环境的作用、对其他用水户的影响等诸多因素进行分析,最终提出建设项目用水的水量、水质、工艺流程、排污等一系列方案,作为取水(预)许可申请的技术依据。
在需水预测分析计算中,除考虑传统的农业需水、工业需水、城市生活需水外,从重视生态环境,协调生活、生产、生态用水等方面考虑,在建设项目水资源论证中还必需考虑生态环境需水问题。
在生态环境脆弱地区,对生态环境需水需要赋予更高的优先级。
因此,在2005年5月水利部颁布实施的《建设项目水资源论证导则(试行)》(SL/Z 322—2005)中明确提出在需水预测中应包括河道内生态需水量。
本文将根据国内外的有关理论方法,结合水资源论证实践,对生态环境需水量的分析和计算进行初步探讨。
1.生态环境需水的基本概念1.1生态环境需水的定义对于生态环境需水的研究有不同的途径与观点,目前还没有形成一个系统、科学的理论体系,研究者对于生态环境需水的概念还不能达成一致。
从总体上来看,多数人认为生态需水是水资源短缺地区为了维护生态系统的稳定和保持生态环境质量的基本水资源需求量。
笔者认为生态环境需水是指为维持生态持续与环境功能和进行生态环境建设所必需的最小需水量。
生态需水量的计算从狭义来讲,生态需水量是指为维持地表水体特定的生态环境功能,天然水体必须储存和消耗的最小水量。
在实际计算中,生态环境需水量分为3部分:(a )河流基本生态环境需水量,是指维持河流系统最基本的生态环境功能所需要的最少水量;(b)河流输沙排盐需水量,指为维持河流形态和盐分的动态平衡,在一定输沙、排盐要求下所需要的水量;(c)湖泊洼地生态环境需水量,指为维持湖泊洼地的水体功能而消耗于蒸发的水量。
生态需水量一般指改善生态环境质量或维护环境质量所需的水量从广义上来讲,维持全球生物地球化学平衡诸如水热平衡、源汇库动态平衡、生物平衡、水沙平衡、水盐平衡所需的最低水分消耗都是生态需水。
用于河流水质保护和鱼类回游等所需的最低水量也属生态需水的范畴。
对于生态环境脆弱区,生态需水应当指维护生态环境不再进一步恶化并逐渐改善所需地表水和地下水资源总量。
河流生态需水研究是在河流系统中,需要考虑的生态需水问题有:防止河道断流、湖库萎缩所需要的河道基流量;维持江河水沙平衡的最小流动水量;防止海水入侵所需的河口最小流量;改善江河水环境质量的最小稀释净化水量;维持生态系统稳定所需的河流流量;维持地下水水位动态平衡的最小补给水量。
生态需水与环境需水并不是一个概念,下面给出了各种关于生态环境需水不同意义。
生态需水是生态系统达到某种生态水平或者维持,某种生态系统平衡所需要的水量,或是发挥期望的生态功能所需要的水量,水量配置是合理的、可持续的。
生态用水是某种生态水平下所使用和发挥的水量,常常是由于自然原因,如降雨、洪水等造成水的存储或汇集,也可能是由于人为原因,如截流、引水、筑坝等形成的相关系统。
这些水量未必是合理的和可持续的,多数是被动接受的水量。
生态耗水主要强调了生态系统特别是生物(植物、动物、微生物)生存消耗掉的水量,如蒸发量,需要通过水循环或径流等途径及时补给,体现了周期性和重复补给的特点。
生态耗水是生态用水的重要组成部分,一般是小于或等于生态用水量。
河流最小生态基础流量计算方法研究(张新华李红霞肖玉成赵少华)摘要:为了能够计算几何断面复杂、泥沙淤积、河宽大、水深浅的河道生态基础流量,本文以渭河关中地区的生态基础流量计算为例,通过综合水力学中的湿周法和R2CROSS法建立了一套简单、适合管理的最小生态基础流量方法——综合法。
该方法计算出的5个站的生态基础流量占多年平均流量的比值都在10.8%~14.9%之间,满足生态基流的合理要求。
通过与Tennant方法比较,结果表明:综合法计算确定的生态基础流量更为合理、是一种在管理上更值得推广应用的方法。
关键词:生态需水量;湿周法;斜率法;曲率最大法;R2CROSS法中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1672-3031(2011)01-0066-08Study on computational methods for minimum environmental flowsZHANG Xin-hua,LI Hong-xia,XIAO Yu-cheng,ZHAO Shao-huaAbstract:In order to determine the minimum ecological flow(MEF)for a river system with special characteristics of complicated river reach profiles,sediment problems,very large width and shallow water depth,an integrated method was proposed to overcome some of limits in using wetted perimeter method and R2CROSS method. A case study was conducted in the Wei River,a tributary of the Yellow River. Results calculated by this integrated method indicate that the MEFs at the five hydrological stations are at a range of 10.8%~14.9% of the multi-year mean flows,respectively. In comparison with Tennant method,therefore,we can get a conclusion that the integrated method is more suitable and reasonable for the determination of MEFs.Key words:ecological water demand;wetted perimeter method;slope method;curvature method and R2CROSS1 研究背景河流系统包括河流、湖泊及其相邻洪泛区。