河流生态流量计算方法及其评述
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生态流量的确定1.常用计算方法生态流量的计算应根据河湖生态环境功能、生态环境状况及人类对河流的开发利用程度,合理确定维持河流基本生态环境功能和维系给定目标下生态环境功能的不同保护要求,计算基本生态环境需水量和目标生态环境需水量。
迄今为止,国际上有200多种生态环境流量计算方法,大致可分为水文学法、水力学法、栖息地评价法、整体分析法。
(常用计算方法详见本刊第15期)按照河流生态流量的计算方式,又可划分为查表法、数据分析法、功能分析法、水力栖息模型法等4类,其中Tennant方法是查表法的代表,基于IHA (Indicators of Hydrologic Alteration)的变动范围法是数据分析法的代表,BBM (Building Block Methodology)法是功能分析法的代表方法。
实际计算生态流量过程中,并不局限于单一的方法,可将两种或多种方法结合使用,例如将水文学与水力学结合,将水文学与栖息地法相结合等。
2.不同生态系统的生态流量计算保障河湖生态流量(水量)目的是为了维持河流、湖沼生态系统的基本形态、生物基本栖息地,以及生物多样性等生态功能。
由于不同生态系统结构与功能不同,其对应的生态流量各具特征。
在计算生态流量时,要根据生态系统的结构特征选择合适的生态流量计算方法。
河流生态系统可根据地理位置及河流大小特征等细分为:大江大河与支流溪流、山区河流与平原河网、高含沙河流以及咸淡水交错的河口等。
不同河流类型的生态流量共性表现为,水文情势及水力学要素是河流生态流量的重要影响因子。
根据资料的齐备情况,通常可采用水文学法、水力学法、栖息地评价法等计算生态流量。
然而,不同类型河流的生态流量又各具特点。
例如,山区河流多建有大型水利工程,水文情势的改变以及其对生物栖息地的影响需要在推求生态流量时予以考虑;平原河网闸坝密布,流速较小,生物基本栖息地功能下降甚至丧失,需要实施严格的生态流量管控;部分溪流由于小水电项目的过度开发,出现减脱水河段,河流出现不同程度萎缩甚至断流,计算生态流量时应予以重点考虑水流连通性。
第31卷第1期Vol.31No.1水资源保护WATERRESOURCES PROTECTION 2015年1月Jan.2015DOI :10.3880/j.issn.1004-6933.2015.01.016作者简介:涂晶晶(1990—),女,硕士研究生,研究方向为水资源规划与管理。
E-mail :tujingjing80@163.com 通信作者:艾学山,副教授。
E-mail :xsai@whu.edu.cn 河流生态流量特征图及生态流量评价方法涂晶晶,陈森林,艾学山,毕玉晓(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)摘要:以水电站大坝下游河道为研究对象,从分析天然日流量特征出发,基于月中值流量和月内典型特征流量绘制了河流生态流量特征图,作为水库下泄生态流量的确定依据。
基于此河流生态流量特征图,建立了判断生态流量满足程度的7d 流量偏差率、7d 生态需水保证率、月均生态需水适宜度及基于此3个指标的生态需水综合指标,并给出了各指标的评价依据和评价方法。
结果表明,河流生态流量特征图符合各时段河流天然流量的基本特征,可作为指导水库生态泄流的依据;所建立的生态流量评价方法能够反映实际下泄流量与天然流量的变化程度,可用于评价河流的生态流量满足程度。
关键词:河流生态流量;生态流量特征图;生态流量评价;水库调度中图分类号:TV213文献标志码:A 文章编号:1004-6933(2015)01-0099-07Diagram of river ecological flow characteristics and evaluationmethod of ecological flowTU Jingjing ,CHEN Senlin ,AI Xueshan ,BI Yuxiao(State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science ,Wuhan University ,Wuhan 430072,China )Abstract :Taking the downstream of the dam of hydropower station as the research object ,by analyzing the natural day-flow characteristics ,a diagram of river ecological flow characteristics was drawn based on the monthly mean flow and flow of typical characteristics ,being the standard of ecological flow of reservoir water release.Based on the diagram of river ecological flow characteristics ,the deviation rate of 7-day flow ,the guarantee rate of 7-dayecological water demand ,the monthly average suitability degree of ecological water ,and the comprehensive index of ecological water demand based on these three indexes were set up to judge the satisfaction level of ecological flows ;and the evaluation basis and evaluation method of each index were given.The results show that the diagram of riverecological flow characteristics conforms to the basic characteristics of river natural flow of each period ,and it can be used as a basis for guiding the reservoir ecological discharge ;and the evaluation method of ecological flows set up can reflect the changes of discharge flow and natural flow ,and it can evaluate the satisfaction degree of river ecological flow.Key words :river ecological flow ;characteristics diagram ;evaluation of ecological flow ;reservoir operation 河流生态流量是指为保护河道内生态环境,需要保留在河流、湖泊、沼泽内的水量及过程,即维持河道内水生生物生存和生物多样性,以及防止河道泥沙淤积、水质污染、海水入侵、河道断流、湖泊萎缩所需要的河道流量[1]。
变化环境下河流生态流量的计算方法研究
在变化环境下,河流生态流量的计算方法通常包括以下几种:1.直接测量法:通过在河流中安装水文站、水质站等设备,
直接测量河流的水位、流量、水质等参数。
2.模型模拟法:建立数学模型来模拟河流的水文过程,计算
生态流量。
3.经验公式法:根据历史数据和经验公式来估算生态流量。
4.生态评估法:通过对河流生态环境的评估,来确定生态流
量的大小。
5.混合方法:结合上述几种方法,运用多种手段来确定生态
流量。
研究变化环境下河流生态流量的计算方法是很重要的,因为生态流量是河流生态环境的关键指标之一,确定生态流量的大小,有助于保护河流生态环境。
在研究变化环境下河流生态流量的计算方法时,还可以考虑以下几个方面:
1.气候变化对河流生态流量的影响:气候变化会影响河流的
径流量、洪水特征等,因此需要考虑气候变化对河流生态流量的影响。
2.人类活动对河流生态流量的影响:人类活动,如水利工程、
土地开发等,会影响河流的水文过程,因此需要考虑人类
活动对河流生态流量的影响。
3.河流生态系统的特征:河流生态系统的特征,如河流的水
文类型、河流河口类型等,会影响河流生态流量的计算方法,因此需要考虑河流生态系统的特征。
4.方法之间的比较和综合:不同的方法都有各自的优缺点,
因此需要对不同方法进行比较和综合,选择最适合的方法来确定河流生态流量。
研究变化环境下河流生态流量的计算方法是一个复杂的过程,需要综合考虑多方面因素。
河流流量计算公式河流流量是指单位时间内通过河道横截面的水量,是衡量河流水量大小的重要指标。
计算河流流量的公式是基于流体力学原理和流量测量的方法得出的,通过该公式可以准确地计算出河流的流量,对于水资源的管理和利用具有重要的意义。
河流流量的计算公式可以根据流速和横截面积来进行推导。
一般来说,流量可以通过以下公式来计算:Q = A V。
其中,Q代表流量,单位是立方米每秒(m³/s);A代表横截面积,单位是平方米(m²);V代表流速,单位是米每秒(m/s)。
横截面积是指河道横截面的面积,可以通过测量河道的宽度和水深来计算得出。
在实际测量中,可以将河道分成若干个小矩形或梯形,然后分别计算出每个小矩形或梯形的面积,最后将它们相加得到整个横截面的面积。
流速是指单位时间内水流通过某一点的速度,可以通过流速仪器或者其他流速测量设备来进行测量。
在实际测量中,可以选择河道中的几个代表性点进行测量,然后取平均值作为流速。
通过以上公式,可以得出河流的流量。
但在实际应用中,由于河流的流速和横截面积都是变化的,因此需要进行连续的监测和测量,然后将得到的数据进行处理,得出平均值或者其他代表性的数值。
这样才能更准确地计算出河流的流量。
除了上述的简单计算公式外,还有一些更为复杂的计算方法,比如通过流速剖面积法来计算。
流速剖面积法是通过分析不同深度处的流速和横截面积来计算流量的方法,它可以更准确地反映出河流的实际情况,但需要更多的测量数据和计算工作。
另外,对于一些特殊情况,比如河流中存在悬移物或者泥沙,需要进行修正计算,以得出更为准确的流量数据。
这些修正计算一般是基于流体力学的理论和实验数据得出的,可以根据具体情况进行调整和应用。
总之,河流流量的计算是一个复杂而又重要的工作。
通过合理的测量和计算,可以得出准确的流量数据,为水资源的管理和利用提供科学依据。
希望未来能够有更多的科研人员投入到这一领域,不断完善河流流量的计算方法,为人类的可持续发展做出更大的贡献。
qp法计算生态基流一、引言生态基流是指在没有人类干预的情况下,河流中自然流量的一部分,对维持河流生态系统的健康运行至关重要。
生态基流的合理计算对于水资源管理和生态环境保护具有重要意义。
本文将介绍一种常用的计算生态基流的方法——qp法。
二、qp法的原理qp法是基于流量持续系数(q)和频率系数(p)的计算方法,通过分析不同频率下的不同持续时间的流量数据,确定生态基流。
其中,流量持续系数是指在某一特定频率下,超过某一特定持续时间的流量所占总流量的百分比;频率系数是指某一特定频率下的超过某一特定持续时间的流量。
三、qp法的步骤1. 收集流量观测数据:通过水文观测站收集河流的流量数据,包括不同频率下的不同持续时间的流量。
2. 统计计算频率系数:将观测数据按照不同频率进行排序,确定某一特定频率下的流量值,计算频率系数。
3. 统计计算流量持续系数:将观测数据按照不同持续时间进行排序,确定某一特定持续时间下的流量值,计算流量持续系数。
4. 构建qp曲线:根据计算得到的频率系数和流量持续系数,绘制qp曲线。
5. 确定生态基流:根据生态要求,确定合适的频率系数和流量持续系数的取值范围,并在qp曲线上确定对应的流量值,即为生态基流。
四、qp法的应用qp法广泛应用于水资源管理和生态环境保护领域。
通过计算生态基流,可以评估河流的生态健康状况,为水资源的合理开发利用提供科学依据。
此外,qp法还可以用于河流生态流量调控和环境保护政策制定。
五、案例分析以某一水文观测站的流量数据为例,根据qp法计算生态基流。
观测数据显示,在一百年一遇的频率下,超过95%的时间内,流量超过了河流生态所需的最低流量要求。
根据qp曲线,可以确定该频率下的流量持续系数为0.95。
然后,根据生态要求和实际情况,确定合适的频率系数和流量持续系数的取值范围,例如在一百年一遇的频率下,流量持续系数为0.8-0.9。
在qp曲线上,确定对应的流量值为X m³/s,即为生态基流。
河道内生态需水估算方法及其评述钟华平1,2,刘 恒2,耿雷华2,徐春晓2(1.河海大学,江苏南京 210098;2.南京水利科学研究院,江苏南京 210029)摘要:针对目前常用的水文指标法、水力学法、整体分析法和栖息地法,4大类河道内生态需水估算方法就其适用条件和范围作了相关评述。
认为不同的估算方法有其不同的适用条件和范围,在实际应用中需根据已有资料条件和研究的目的,选用不同的计算方法。
关 键 词:生态需水;估算方法;河道内;栖息地中图分类号:X143;X171.1;G353.11 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2006)03-0430-05收稿日期:2004-12-18;修订日期:2005-04-30基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2003CB415104)作者简介:钟华平(1964-),男,江西赣县人,南京水利科学研究院教授级高级工程师,河海大学博士研究生,主要从事水资源可持续利用、水政策法规研究。
E -mail :hpzhong @nhri .cn河道内生态需水通常是指河流为了维持某一特定生态系统的基本生态功能,河道应保持的流量。
河道内生态流量一般指维持水生和岸栖生物生存的最小需水量[1]。
国外经过多年来的研究,已形成了一些相对成熟的生态需水估算方法。
基本可以分为:水文指标法、水力学法、整体分析法和栖息地法等4大类。
不同的计算方法各有其适用条件和适用范围,选定生态需水评估方法应考虑下列因素:河流类型;人们的生态环境价值观;计算结果的精度要求;收集资料的费用和困难程度等。
一些国家的生态需水评价,还依据计算的精度进行评价结果分级[1]。
1 河道内生态需水评估方法1.1 水文指标法(Hydrological Index Methods )水文指标法(也称历史流量法)是生态需水评价中最简单的、需要数据最少的方法,它依据历史水文数据确定需水量。
最常用的方法有Tennant 法或称蒙大拿(Montana )法、水生物基流法、可变范围法、7Q10法、德克萨斯(Texas )法、流量持续时间曲线分析法、年最小流量法和水力变化指标法(IHA )等。
河流生态基流的计算方法及其适用性分析摘要生态基流的研究是河流生态课题中一个新的热点领域,文章论述了河流生态基流的几种计算方法,并对各种方法的适用性和局限性进行了对比分析,对维护河流水生态安全及水资源保护具有一定的指导意义。
关键词河流;生态基流;计算方法;适用性分析1 概述河流生态基流是指维持河流基本形态和基本生态功能,保证水生态系统基本功能正常运转的最小流量。
在此流量下,河道可以保证不断流,水生生物群落能够避免受到不可恢复性的破坏。
生态基流与河流生态系统的演进过程以及水生生物的生活史密切相关,而水生生物的生长又受水量、水温等因素的制约,故在不同的时期,生态基流并非固定值,按照河流水文特性,生态基流一般有汛期和非汛期之分。
生态基流不足,通常会造成河流纳污能力和稀释自净能力降低、地下水位下降、水土流失、水生生物栖息地环境恶化等一系列生态环境问题。
因此,生态基流对于维持河流生态系统生态平衡、保持流域的整体性和连续性等特征具有重要的意义。
2 生态基流的几种计算方法及其适用性分析生态基流的计算方法较多,一般可分为四大类,即水文学法、水力学法、生境模拟法和整体法,其中水文学法和水力学法比较常用。
2.1 Tennant法Tennant法属于水文学计算法的一种,即将河流多年平均流量的10%~30%作为生态基流,该法适用于流量比较大且水文资料系列较长的河流。
由于不同的河流河道内环境和生态功能有差异,同一河流的不同河段也有区别,因此必须根据实际情况选取合理的环境和生态目标来确定流量百分比,这个百分比非常关键。
Tennant法计算步骤简单,可以快速确定数值,但是没有考虑河流的宽度、水深、流速以及形状等水文参数,没有区分标准年、枯水年和丰水年之间的差异,忽略了水生生物对环境的需求,对于流量较小的河流,该法的使用具有一定的局限性。
2.2 流量历时曲线法。
河流的生态需水量计算方法说实话河流的生态需水量计算方法这事,我一开始也是瞎摸索。
我就知道这肯定是个挺复杂的事儿,不能随便乱算。
我试过的第一个方法呢,就是看河流的历史数据。
想着吧,以前这条河流有多少水,那些水差不多就应该是生态所需要的。
但是这里头有个大问题,历史数据有时候不全啊。
我好不容易找到些记录,发现不是每一年每个时段都有记录的,有些年份还缺了好多数据呢。
这就像是你要做饭,但是食材只给了一半,你根本做不出完整的一道菜来。
后来我又想,那我从河流的流域面积入手吧。
我就觉得吧,流域面积大的河流肯定需要的生态水量就多呗。
我就按照比例来计算。
可是这个方法很快就失败了。
就好比拿人的身高估计体重,虽然有个大概的关系,但不精准啊。
因为不同地区的土壤、植被还有气候等因素对河流生态需水量影响特别大,光看流域面积肯定是不行的。
再后来,我了解到一种基于水文学的方法。
这个方法需要考虑很多因素,像河流的多年平均径流量、枯水期的流量、鱼类繁殖期的最低流量要求这些。
比如说计算枯水期流量的时候,就像要在冬天里保证河流里有足够的水来维持那些动植物的生存。
这个枯水期流量就得保证河流不断流,要让水里的鱼啊、虾啊有足够的生存空间。
我得去收集不同季节河流流量的数据,还要参考类似河流的情况。
这个过程可麻烦了,数据收集就花了我好长时间。
但是这个方法相对靠谱多了。
还有一个是考虑生态目标的方法。
如果这条河流里有很稀有的鱼类或者特殊的植物群落,那就得按照它们生存繁衍的需求来计算水量。
比如说有一种鱼,它产卵的时候需要一定的水深和水流速度,那就要保证这个时候河流有足够的水。
不过这种方法呢,对于物种需求的判定有时候不是很准确,需要很多生物学方面的知识来支持,我还得去请教生物学家,要是自己乱判断就错得离谱了。
现在我觉得啊,计算河流的生态需水量,最好是把这些方法综合起来用。
就像做菜时候多种调料一起放才能调出好味道一样。
如果只是单独用一种方法,就很容易偏差特别大。
河水生态水量计算公式在生态学领域中,河水的水量是一个非常重要的参数,对于河流生态系统的稳定性和健康起着至关重要的作用。
因此,科学准确地计算河水的生态水量是非常必要的。
在本文中,我们将介绍河水生态水量的计算公式,并探讨其在河流生态系统管理中的重要性。
河水生态水量的计算公式可以通过以下步骤得到:首先,我们需要确定河流的流量。
河流的流量可以通过水文测量仪器来测量,通常以每秒立方米(m³/s)为单位。
流量的测量可以通过在河流中设置流速计或者使用浮标来进行。
另外,也可以通过河道横截面积和流速的乘积来计算得到。
其次,我们需要确定河流的平均深度。
河流的平均深度可以通过在河流中多个点进行深度测量,然后求平均值来得到。
另外,也可以通过测量河流的横截面积和宽度来计算得到。
然后,我们需要确定河流的平均宽度。
河流的平均宽度可以通过在河流中多个点进行宽度测量,然后求平均值来得到。
最后,我们可以通过以下公式来计算河水的生态水量:生态水量 = 河流流量×河流平均深度×河流平均宽度。
通过以上公式,我们可以计算得到河水的生态水量。
这个水量参数对于河流生态系统的管理和保护非常重要。
首先,生态水量可以作为生态环境评价的重要指标之一,可以帮助我们了解河流的生态系统状态,从而制定合理的保护和管理措施。
其次,生态水量也可以作为河流生态补偿的依据,可以帮助我们确定河流的生态保护补偿费用,从而促进河流生态系统的健康发展。
另外,生态水量还可以作为河流生态环境容量的评价指标,可以帮助我们确定河流的生态环境承载能力,从而指导河流的合理开发利用。
总之,河水生态水量的计算公式是非常重要的,可以帮助我们科学准确地评价河流的生态系统状态,为河流生态系统的管理和保护提供科学依据。
希望本文的介绍可以帮助大家更加深入地了解河水生态水量的计算方法,从而促进河流生态系统的健康发展。
生态流量的确定1.常用计算方法生态流量的计算应根据河湖生态环境功能、生态环境状况及人类对河流的开发利用程度,合理确定维持河流基本生态环境功能和维系给定目标下生态环境功能的不同保护要求,计算基本生态环境需水量和目标生态环境需水量。
迄今为止,国际上有200多种生态环境流量计算方法,大致可分为水文学法、水力学法、栖息地评价法、整体分析法。
(常用计算方法详见本刊第15期)按照河流生态流量的计算方式,又可划分为查表法、数据分析法、功能分析法、水力栖息模型法等4类,其中Tennant方法是查表法的代表,基于IHA (Indicators of Hydrologic Alteration)的变动范围法是数据分析法的代表,BBM (Building Block Methodology)法是功能分析法的代表方法。
实际计算生态流量过程中,并不局限于单一的方法,可将两种或多种方法结合使用,例如将水文学与水力学结合,将水文学与栖息地法相结合等。
2.不同生态系统的生态流量计算保障河湖生态流量(水量)目的是为了维持河流、湖沼生态系统的基本形态、生物基本栖息地,以及生物多样性等生态功能。
由于不同生态系统结构与功能不同,其对应的生态流量各具特征。
在计算生态流量时,要根据生态系统的结构特征选择合适的生态流量计算方法。
河流生态系统可根据地理位置及河流大小特征等细分为:大江大河与支流溪流、山区河流与平原河网、高含沙河流以及咸淡水交错的河口等。
不同河流类型的生态流量共性表现为,水文情势及水力学要素是河流生态流量的重要影响因子。
根据资料的齐备情况,通常可采用水文学法、水力学法、栖息地评价法等计算生态流量。
然而,不同类型河流的生态流量又各具特点。
例如,山区河流多建有大型水利工程,水文情势的改变以及其对生物栖息地的影响需要在推求生态流量时予以考虑;平原河网闸坝密布,流速较小,生物基本栖息地功能下降甚至丧失,需要实施严格的生态流量管控;部分溪流由于小水电项目的过度开发,出现减脱水河段,河流出现不同程度萎缩甚至断流,计算生态流量时应予以重点考虑水流连通性。
生态流量保障率计算公式生态流量保障率是评估水资源管理和生态保护成效的一个重要指标。
要计算生态流量保障率,咱们得先搞清楚几个关键的概念。
生态流量呢,简单说就是为了维持河流、湖泊等水域生态系统的健康和稳定,所需要的一定量的水流。
就好比人每天要喝水保持身体健康,河流湖泊也需要一定量的水来维持它们的生态平衡。
那生态流量保障率的计算公式通常是这样的:生态流量保障率 =(实际生态流量 / 目标生态流量)× 100% 。
比如说,某条河流的目标生态流量是每天 1000 立方米,而实际监测到的每天的生态流量是 800 立方米,那它的生态流量保障率就是(800 / 1000)× 100% = 80% 。
我给您讲个我自己亲身经历的事儿吧。
有一次,我去一个小山村调研水资源情况。
那村子旁边有条小河,原本河水清澈,鱼虾成群。
可近些年来,因为周边农田灌溉用水增加,再加上一些不合理的水利设施建设,导致河流水量明显减少。
我和当地的村民聊天,他们说以前夏天能在河里洗澡,孩子们能捉鱼捉虾,可现在河水浅得很,连洗衣服都不方便了。
这让我深刻地认识到,保障生态流量的重要性。
如果不重视生态流量,不仅河流生态系统会遭到破坏,就连村民们的日常生活也会受到影响。
咱们再回到生态流量保障率的计算公式。
这里面,“实际生态流量”的获取一般是通过水文监测站的监测数据得到的。
而“目标生态流量”的确定就比较复杂了,需要考虑河流的自然特征、生态需求、季节变化等多种因素。
比如说,在丰水期,河流的目标生态流量可能会相对高一些;而在枯水期,目标生态流量就会相应降低,但无论如何,都得保证河流有足够的水来维持基本的生态功能。
在实际的水资源管理中,生态流量保障率的计算可不是纸上谈兵,它能为我们提供重要的决策依据。
如果某个区域的生态流量保障率过低,那就得采取措施,比如限制一些不合理的用水,优化水利设施的调度,或者开展生态补水等工作,来提高保障率。
总之,生态流量保障率的计算公式虽然看起来简单,但背后涉及的是复杂的水资源管理和生态保护问题。
关于河流流量的知识点总结河流是地球上流淌的水体之一,其流量是河流水文学中的一个重要参数。
流量的大小和变化直接反映了河流的水量以及水文过程的动态变化。
了解和精通河流流量的知识点对于水资源管理、洪水预防和水文灾难应对具有重要意义。
本文将从河流流量的定义、计算方法、影响因素以及流量变化等方面进行总结。
一、河流流量的定义与单位河流的流量指的是单位时间内流过固定截面的水量。
一般来说,河流流量通常使用每秒流过的水量来衡量,单位是立方米/秒(m³/s)。
河流年平均流量,即每年平均流过的水量,常用亿立方米(1亿m³)作为单位。
二、计算河流流量的方法1. 断面法:通过测量河流的断面外形和水位高度,结合流速测量,通过计算断面面积与流速的乘积来计算流量。
常用的断面外形有矩形、梯形、圆形等。
2. 比流法:通过测量河流的水位和流速,利用河道截面面积与河流断面的实测面积之比来计算流量。
3. 周期法:通过连续测量河流的水位变化,建立水位与流量变化的相关干系,从而计算不同时段的流量。
常用的周期法有单位时间水位法、升降水位法和图样法等。
三、影响河流流量的因素1. 降雨:降雨是河流流量的主要驱动力之一。
降雨量的大小和分布对河流流量产生直接影响。
2. 地形:地形的高矮起伏决定了河流的坡度,坡度越大,流速越快,流量相对较大。
3. 气候:气候对河流流量产生影响,高温柔强烈的日射等因素会增加水体的蒸发蒸腾量,缩减河流的流量。
4. 季节变化:季节变化也是影响河流流量的重要因素。
在夏季,由于降雨增多以及冰雪融化,河流流量相对较大;而在冬季,河流流量会相对较小。
四、河流流量的变化与洪水预防河流流量的变化是河流水文过程的重要表现之一,也是洪水发生的征兆。
了解河流流量的变化规律,有助于猜测洪水的发生,实行相应的措施进行洪水预防和减灾工作。
一些常用的方法包括:1. 水文学方法:通过分析历史流量数据,结合当前的降雨状况,猜测将来一段时间内的河流流量变化。
河流生态流量计算方法及其评述摘要:河流生态需水研究涉及生态学、水文学、环境科学等,近年来成为了国内外的研究热点。
本文回顾国内外生态需水的研究成功,对外常用计算方法的优缺点和适用条件进行总结,以期为计算河流流量的方法选取提供参考。
关键词:生态流量;计算方法;评述1 引言随着水资源开发程度不断加强,水利工程建设改变了河流水文情势[1]。
水资源开发过程中,如缺乏正确的生态价值观指导,河流生物栖境将遭受破坏,在提高水资源利用效益的同时,如何保护河流生态环境已成为迫切需要研究的课题[3]。
现阶段人们普遍认为,为河道预留足够的流量满足生态环境的用水需求,是保护河流生态稳定的有效途径,合理估算河流生态流量十分必要。
河流生态流量的计算方法一般分为水力学法、基水文学方法、栖息地法和整体分析法[2]。
本文对国内外常用的河流生态流量计算方法进行总结评述,以期为估算河流流量的方法选取提供参考。
2 国内外研究进展2.1国外研究状况美国是最早研究河流生态需水的国家,在20世纪40年代提出了避免河流生态系统退化的河流最小环境流量。
最开始,研究学者多根据水文资料开展河流生态流量计算,提出了一些水文学方法,例如Tennant法,后来,根据河道断面资料确定河流所需的生态流量,形成了水力学法,例如美国科罗拉多州水利局提出了R2-Cross法。
90年代之后,生态系统需水研究成为了全球关注的热点,河流生态流量的基本理论不断得到论证,原有的计算方法也得到改进和完善,这时期也出现了部分新的计算方法,如南非BBM法[4]。
2.2 国内研究状况我国有关河流生态需水的研究最早可追溯到20世纪70年代,该时期主要集中在最小河流生态流量估算方法的研究,水利部长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是这阶段研究成果的典型代表。
20世纪80年代,由于水体污染日益恶化,国务院环境保护委员会在《关于防治水污染技术政策的规定》提出在水资源规划时要保证改善水质所需的环境用水,这阶段研究主要集中在宏观规划战略方面[5]。
河流生态流量计算方法及其评述摘要:河流生态需水研究涉及生态学、水文学、环境科学等,近年来成为了国内外的研究热点。
本文回顾国内外生态需水的研究成功,对外常用计算方法的优缺点和适用条件进行总结,以期为计算河流流量的方法选取提供参考。
关键词:生态流量;计算方法;评述1 引言随着水资源开发程度不断加强,水利工程建设改变了河流水文情势[1]。
水资源开发过程中,如缺乏正确的生态价值观指导,河流生物栖境将遭受破坏,在提高水资源利用效益的同时,如何保护河流生态环境已成为迫切需要研究的课题[3]。
现阶段人们普遍认为,为河道预留足够的流量满足生态环境的用水需求,是保护河流生态稳定的有效途径,合理估算河流生态流量十分必要。
河流生态流量的计算方法一般分为水力学法、基水文学方法、栖息地法和整体分析法[2]。
本文对国内外常用的河流生态流量计算方法进行总结评述,以期为估算河流流量的方法选取提供参考。
2 国内外研究进展2.1国外研究状况美国是最早研究河流生态需水的国家,在20世纪40年代提出了避免河流生态系统退化的河流最小环境流量。
最开始,研究学者多根据水文资料开展河流生态流量计算,提出了一些水文学方法,例如Tennant法,后来,根据河道断面资料确定河流所需的生态流量,形成了水力学法,例如美国科罗拉多州水利局提出了R2-Cross法。
90年代之后,生态系统需水研究成为了全球关注的热点,河流生态流量的基本理论不断得到论证,原有的计算方法也得到改进和完善,这时期也出现了部分新的计算方法,如南非BBM法[4]。
2.2 国内研究状况我国有关河流生态需水的研究最早可追溯到20世纪70年代,该时期主要集中在最小河流生态流量估算方法的研究,水利部长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是这阶段研究成果的典型代表。
20世纪80年代,由于水体污染日益恶化,国务院环境保护委员会在《关于防治水污染技术政策的规定》提出在水资源规划时要保证改善水质所需的环境用水,这阶段研究主要集中在宏观规划战略方面[5]。
确定河流生态流量的几种湿周法比较尚松浩【摘要】为比较不同湿周法在计算河流生态流量中的适用性,采用幂函数描述无量纲化的湿周~流量关系,利用曲率法、斜率法及多目标评价法中的线性加权和法、理想点法(尺度系数r分别取1,2,∞)、乘除法等7种方法计算河流生态流量.结果表明:曲率法的结果偏小;斜率法、理想点法(r=1)、线性加权和法的结果相同,且位于各方法的中间;另外3种多目标评价方法得到的河流生态流量大于斜率法等的结果,但湿周的增加比例明显小于流量增加比例.在湿周~流量关系符合幂函数关系时,利用斜率法或理想点法(r=1)、线性加权和法确定河流生态流量的方法是适宜的.%To compare the applicability of different wetted perimeter methods for environmental flows of rivers, the power function was employed to express the relationship between dimensionless wetted perimeter and the discharge. The environmental flows of rivers were determined by means of the curvature method (CM), the slope method (SM) and several multi-objective evaluation methods including the weighted sum method (WSM), the ideal point method with different scaling coefficients of 1 (IPM1), 2 (IPM2) and oo (IPM3) and the multiply-divide method (MDM). The results show that the environmental flows of rivers determined by CM are the smallest. Those by SM, IPM1 and WSM are all the same and lie in the middle of all the methods. Those by the other three methods (IPM2, IPM3 and MUM) are the largest; however, the increment of the wetted perimeter is significantly lower than that of the flows. Consequently, SM, IPM1 and WSM are applicable to determine the environmental flows of rivers if therelationship between the wetted perimeter and the discharge obeys the power law.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】4页(P41-44)【关键词】河流流量;生态流量计算;湿周法;曲率法;斜率法;多目标评价模型;评价函数法【作者】尚松浩【作者单位】清华大学水利水电工程系,北京100084;清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084【正文语种】中文【中图分类】X143随着生产生活需水量的增加,河流水资源开发利用率也不断提高,而河流流量减小可能会导致一系列的生态与环境问题。
河流生态流量计算方法
河流生态流量是指生态系统建设或保护的必要流量,它可根据水生态系统的健
康状况而定。
对河流生态流量计算的方法有很多种,其中包括景观计算、水文计算、生态医学模型等。
景观计算是一种河流生态流量的估算方法,主要用来观察河流的形态、流域的
垂直结构、河口的形态和面积等,从而推断出该河流的生态流量。
这种方法可以计算出河流的基本生态流量,但不能考虑水体的瞬时性和不可预料性。
水文计算是基于河流湖泊水量变化的数学模型。
根据水泵站、水利枢纽和水文
测站等设施点,以及沿河段、湖泊和河口的气温、降雨等气象因素,结合河流系统的水文特征,综合分析水体的数量和质量变化,精确地计算出生态流量。
生态医学模型是一种利用生态系统各元素之间的联系,以及种间关系和生物
圈营养网络等生态学方法来估算生态流量的方法。
这里考虑到植物、动物、微生物以及环境因素等因素,从水量变化到化学物质在生态系统中迁移、聚集及其对生态系统的影响,构建出一个复杂的系统模型,以估算出精确的河流生态流量。
以上是关于河流生态流量计算的几种方法,因其在河流污染预控及河流生态治
理等方面的重要作用,一直受到科学家及政府部门的高度重视。
河流生态流量计算方法及其评述
发表时间:2017-09-21T11:44:03.347Z 来源:《防护工程》2017年第12期作者:范世杰叶梓健邓杰烽陈毓灵张宇东邓绍欣
[导读] 日后需进行基于生态物理过程实验的研究,以便更全面掌握河流生态需水的机理,从而提出更加适合我国的河流生态流量的计算方法。
华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642
摘要:河流生态需水研究涉及生态学、水文学、环境科学等,近年来成为了国内外的研究热点。
本文回顾国内外生态需水的研究成功,对外常用计算方法的优缺点和适用条件进行总结,以期为计算河流流量的方法选取提供参考。
关键词:生态流量;计算方法;评述
1 引言
随着水资源开发程度不断加强,水利工程建设改变了河流水文情势[1]。
水资源开发过程中,如缺乏正确的生态价值观指导,河流生物栖境将遭受破坏,在提高水资源利用效益的同时,如何保护河流生态环境已成为迫切需要研究的课题[3]。
现阶段人们普遍认为,为河道预留足够的流量满足生态环境的用水需求,是保护河流生态稳定的有效途径,合理估算河流生态流量十分必要。
河流生态流量的计算方法一般分为水力学法、基水文学方法、栖息地法和整体分析法[2]。
本文对国内外常用的河流生态流量计算方法进行总结评述,以期为估算河流流量的方法选取提供参考。
2 国内外研究进展
2.1国外研究状况
美国是最早研究河流生态需水的国家,在20世纪40年代提出了避免河流生态系统退化的河流最小环境流量。
最开始,研究学者多根据水文资料开展河流生态流量计算,提出了一些水文学方法,例如Tennant法,后来,根据河道断面资料确定河流所需的生态流量,形成了水力学法,例如美国科罗拉多州水利局提出了R2-Cross法。
90年代之后,生态系统需水研究成为了全球关注的热点,河流生态流量的基本理论不断得到论证,原有的计算方法也得到改进和完善,这时期也出现了部分新的计算方法,如南非BBM法[4]。
2.2 国内研究状况
我国有关河流生态需水的研究最早可追溯到20世纪70年代,该时期主要集中在最小河流生态流量估算方法的研究,水利部长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是这阶段研究成果的典型代表。
20世纪80年代,由于水体污染日益恶化,国务院环境保护委员会在《关于防治水污染技术政策的规定》提出在水资源规划时要保证改善水质所需的环境用水,这阶段研究主要集中在宏观规划战略方面
[5]。
从20世纪90年代以来,由于西北内陆生态环境恶化问题日益突出,国内学者开始着重对西北干旱、半干旱区的生态需水进行研究
[6]。
近年来,在南水北调水资源配置工程以及全国水资源开发规划中,生态需水都逐渐成为水资源配置和水资源开发必须考虑的部分,河流生态需水也不断受到人们的重视和成为水资源的研究热点[7]。
3 常用生态流量计算方法比较
目前我国常用的河流生态流量计算方法主要有湿周法、R2-Cross法、改进7Q10法、NGPRP法、Tennant法、栖息地模拟方法和整体分析法,各方法的使用基础数据、应用条件、优缺点详见表1。
表1 常用的河流生态流量估算方法比较
4 结论和建议
我国的水资源丰富但时空分布不均匀,水资源开发与生态环境保护的矛盾日益突出,生态环境用水常被国民经济用水挤占,引发了一系列的生态环境问题,如何协调好国民经济用水与生态环境用水已显得尤其重要。
从流域上看,国内对河流生态需水的研究多集中干旱和半干旱地区,如黄河、辽河等流域,对水资源相对丰沛的流域的研究较少,随着水质性缺水问题日益突出,对水质性缺水的流域的河流生态流量进行研究较为迫切。
同时,对缺乏实测水文资料和水生物资料的小型河流生态流量研究也亟须加强。
目前,生态流量相关研究基本停留在理论和方法研究层面,关于生态流量泄放管理和泄放生态流量后的效果的研究比较匮乏,建议日后的生态流量研究多针对生态流量管理和泄放后效果,对建有小水电的河流泄放生态流量应考虑小水电的发电效益损失情况。
国内生态需水计算大多按照全年统一的标准,但部分地区雨旱、季降雨分明,如广东,河流流量相差较大,如全年按照同一个生态流
量泄放会导致旱季天然来水流量无法满足生态流量泄放,生态流量计算不具可行性。
建议根据水生生物的不同繁育越冬生命周期,雨季和旱季采用不同的生态流量标准。
我国生态流量计算方法多直接延用外国的研究成果,日后需进行基于生态物理过程实验的研究,以便更全面掌握河流生态需水的机理,从而提出更加适合我国的河流生态流量的计算方法。
参考文献
[1]崔保山,杨志峰.湿地生态环境需水量研究[J].环境科学学报.2002(02):219-224.
[2]张强,崔瑛,陈永勤.基于水文学方法的珠江流域生态流量研究[J].生态环境学报.2010(08):1828-1837.
[3]叶植滔,周买春.广东丘陵区小型河流生态需水量多种方法估算[J].人民长江.2016(19):6-11.
[4]杨志峰,张远.河道生态环境需水研究方法比较[J].水动力学研究与进展(A辑).2003(03):294-301.
[5]王西琴,刘昌明,杨志峰.生态及环境需水量研究进展与前瞻[J].水科学进展.2002(04):507-514.
[6]刘昌明.中国21世纪水供需分析_生态水利研究[J].中国水利.1999,10:18-20.
[7]潘扎荣,阮晓红,周金金,等.河道生态需水量研究进展[J].水资源与水工程学报.2011(04):89-94.。