河流生态流量计算方法及其评述54
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课程感悟心得精选5篇课程感悟心得篇1非常感谢领导能给我去房山区教研室听小学语文一年级教材培训的机会,这次培训对接一年级语文教学的我来说意义重大,这是一个难得的机会,在这次培训会上聆听了几位老师新课程理念下的小学语文教学一年级语文上册教材。
.通过这次培训,我对教材又有了一个新的认识,教材不仅关注基础知识和基本技能,还关注学生的情感,态度和价值观。
教材的编写从儿童的现实生活和童真世界出发,图文并茂,版式多样,风格活泼,色彩明丽,能够吸引学生阅读,激发学习兴趣。
我们当教师的就应该理解教学目标,明白把握教材编排的意图和特点,选用恰当的手段,努力为学生创造一个良好的有利于学生发展的教学情境,从而达到激发学习兴趣,使学生积极主动的参与到教学中来。
下面是我对本次培训的一点心得体会。
一、是对新课标的理解: 我知道了语文是最重要的交际工具,是人类文化的重要组成部分,是工具性与人文性的统一,是语文课程的基本特点。
语文课程致力于学生语文素养的形成与发展,必须要面向全体学生,使学生或得基本语文素养。
注重语文的熏陶感染作用,着重培养学生的语文实践能力,应该让学生更多的直接接触语文材料,在大量的语文实践中掌握运用语文的规律。
在教学中尤其要重视培养良好的语感和整体把握的能力。
语文课程必须根据学生的个体差异和不同的学习需求,语文课程应该是开放而又富有创新活力的,应尽可能满足不同地区,不同学校,不同学生的需求。
二、牢固树立生活语文的理念,将语文教学由课内拓展到课外。
首先,要更新理念,树立正确的语文教育观。
要把学生从沉重的课业负担中解放出来,让学生“少做题,多读书”,让学生成为支配课余时间的主人。
教学中要强调“精讲”,使学生能在课内完成大部分作业。
《老子》中说得好,“有无相生”。
如果我们用大量的作业把学生课余的时间塞得满满的,学生便丧失了自我发展的空间,窒息了学生的灵性,扼杀了学生的创造力,“有”反倒转化成了“无”。
生活即课堂。
培养学生具有日常口语交际能力,也只有在日常生活中不断实践,反复历练,把生活所得的一点一点累积起来,才会形成一个人的口语交际能力。
河流流量定义概述河流流量是指河流在单位时间内通过某一断面的水量。
河流流量的测量是水文学研究的重要内容之一,对于洪水预警、水资源管理、生态保护等方面都具有重要的意义。
河流流量的定义和测量方法的研究,对于保护水环境、促进可持续发展具有重要的价值。
流量的定义基本概念流量是衡量河流水量的指标,它通常用单位时间内通过河流横截面的水量来表示。
流量的单位通常使用立方米每秒(m³/s)。
流量公式河流流量可以根据流量公式来计算,流量公式如下:Q = A × V其中,Q表示流量,A表示河流断面的横截面积,V表示水流的速度。
测量方法流速测量流速是计算流量的重要参数之一,通常使用水流通过两个固定点之间的时间来计算。
常见的流速测量方法有水面漂流法、船流法、浮球法、电流测量法等。
横截面积测量横截面积是计算流量的另一个重要参数,它表示河流断面的面积。
常见的横截面积测量方法有流速积分法、雷达遥测法、激光遥感法等。
自动化测量为了提高流量测量的精度和效率,现代水文学研究中普遍采用自动化测量方法。
自动化测量系统通过安装在河流横截面上的传感器,实时记录水位和流速等数据,然后通过计算机进行处理,得到流量的准确数值。
流量的影响因素降雨量降雨量是影响河流流量的重要因素之一。
当降雨量增加时,河流的水位和流速都会增加,从而导致流量的增加。
地形河流的地形也会对流量产生影响。
地形的不同会导致河流的横截面积和流速的差异,进而影响流量的大小。
水库调节水库的建设和运行对河流流量也有一定的影响。
水库的蓄水和排水会改变河流的水位和流速,从而改变流量的大小。
河道状况河道状况指的是河道的形状、宽度、深度等因素。
河道的不同会对流量产生影响,比如河道较宽、深的情况下,流量相对较大。
流量的应用洪水预警河流流量的准确测量对于洪水预警非常重要。
通过实时监测河流流量的变化,可以及时预警并采取措施,保护沿岸地区的人民生命财产安全。
水资源管理河流流量的测量对于科学合理地管理水资源具有重要意义。
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。
2020.911水文水资源由于历史上湖泊圈圩问题突出,对区域、流域防洪调蓄、水质及水生态环境带来不利影响。
本文针对新的形势和需求,从水生态文明建设,流域、区域防洪,南水北调、区域饮水、农业灌溉、抗旱,改善湖泊水质、水生态,沿湖地区经济社会可持续发展,妥善解决历史遗留问题等6个方面全面分析了骆马湖实施退圩还湖的必要性■(作者单位:1.新沂市机电排灌管理总站 221400 2.新沂市水务局 221400 3.新沂市阿湖水库管理所 221413)浅谈河流生态流量确定与保障刘双阳一、生态流量确定的基本原则与方法根据《水利部办公厅关于印发2019年重点河湖生态流量(水量)研究及保障工作方案的通知》和《水利部水利水电规划设计总院关于印发2019年重点河湖生态流量(水量)保障实施方案编制及实施有关技术要求的通知》要求,生态流量(水量)的概念口径及目标确定如下。
1.概念口径生态流量(水量)包括基本生态流量(水量)和目标生态流量(水量)。
其中,基本生态流量(水量)包括生态基流、敏感期生态流量(水量)、不同时段生态流量(水量)、全年生态流量(水量)等不同指标。
不同时段可包括逐月,或汛期、非汛期等时段。
本生态流量(水量)是指维持河床基本形态,保障河道输水能力,防止河道断流、保持水体一定的自净能力的最小流量,是维系河流的最基本环境功能不受破坏,必须在河道中常年流动着的最小水量阈值。
湖泊生态环境需水一般为维持湖泊生态和环境功能所消耗的、需补充的水量,根据湖泊的功能确定满足其生态功能的最低水位。
2.生态流量目标及确定(1)目标指标以保障生态基流为主。
对于已批复或审查的水量分配方案、流域水量调度方案、规划环评、项目环评等明确了其他生态流量(水量)指标目标要求的控制断面,应同时明确其他生态流量(水量)指标目标值。
湖泊生态流量(水量)采用水位或水面面积等指标表征。
(2)水文系列原则上以1956—2016年年天然径流系列确定生态流量(水量)目标。
河流最小生态流量的概念生态需水量应该是特定区域内生态系统需水量的总称,包括生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量,生态需水量实质上就是维持生态系统生物群落和栖息环境动态稳定所需的用水量。
由中国工程院组织、43位院士和近300位院外专家参加完成的《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》认为:广义的生态环境用水,是指“维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水”。
“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”。
狭义的“生态环境用水计算的区域应当是水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干旱和季节性干旱的半湿润区”。
狭义的生态环境用水主要包括“保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境;水土保持及水保范围之外的林草植被建设;维持河流水沙平衡及湿地、水域等生态环境的基流;回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水”等方面。
在美国,环境用水系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其他美学价值类的水资源需求。
主要包括:1、联邦和州确定的自然和景观河流的基本流量。
2、河道内用水:指用于航运、娱乐、渔类和野生动物保护以及景观等美学价值等的用水。
3、湿地需水:主要指湿地保护区的需水包括咸水湿地、微盐沼泽和淡水湿地的需水。
4、海湾和三角洲的流量:为保持和控制海湾和三角洲的环境包括咸度、入海流量而规定的需水量[1]。
目前,关于河流最小生态环境需水量的研究尚不充分。
在有限的研究成果中,河流水污染防治用水临界值可用以水质目标为约束的方法求得,或按照简单的十年最枯月平均流量法估算。
前者需要知道上游来流中的污染物浓度、河段内污染物产生量、河段内污染物治理程度、河段内污废水资源化程度、河段内城市污废水产生总量和污染物削减等详细信息,在不易获得准确信息时可以近似采用后一种方法。
河流生态用水因河流本身就是其中生物体不能完全脱离的生活环境,所以许多情况下都避开生物体自身需水的问题而直接寻求满足一定数量和质量生物体生存的河流水量,有关的方法如湿周法、R2CROSS法和河道内流量增加法等。
文章编号:1006-0081(2020)12-0059-04水工程在发挥防洪、发电、航运、灌溉等效益的同时,在一定程度上改变了河流水文情势,产生了相应的生态效应。
在工程实践中,一般较多关注优化水工程的最小下泄流量,主要考虑生产和生活用水需求。
随着对河流生态系统认识的逐步深入,水库下泄流量需要考虑下游生态保护目标的需求,河流生态流量的计算和实践评估是一个十分重要而复杂的课题。
研究和实践表明:应根据不同地域、不同类型河湖的气候水文特性、水资源禀赋条件及开发利用状况、河湖生态功能定位等,分析并明确主要生态保护对象及保护要求,合理确定河流生态流量及过程,对重要河流生态流量的满足状况进行评价,并分析存在的主要问题和成因[1]。
欧洲开展生态流量的研究和实践起步比较早,在《欧盟水框架指令》下开展生态流量计算评估[2]的经验和案例值得参考借鉴。
1生态流量计算方法学术界常用的几种生态流量计算方法包括:①水文法;②水力-栖息地法;③整体法。
为了对比3种方法的利弊,在表1中对这些方法进行了比较。
表1三种生态流量计算方法比较方法类别水文法水力-栖息地法整体法用途审查历史流量数据,找出河流中天然流量阈值,并可将其视为流量的“安全”阈值审查选定目标物种或群落的栖息地数量和面积随流量变化的情况在专家意见研讨会上检查流量,推荐用于河流生态系统所有组成部分的流量,包括社会和娱乐用途规模整条河流,应用于区域评估根据研究河段代表性,扩大至整个流域整条河流,应用于区域或河流特定尺度相对成本较低一般较高相对使用频率较高一般低1.1水文法水文法是基于历史径流数据分析的方法。
基本假设是为了保护河流生态系统,必须保证天然的水文情势。
水文法中并不考虑物种或群落特定水平,提供同期流量的变化幅度和范围,以维持生态过程与生物多样性。
水文法在当前的应用趋势是从仅设定一个最小流量的方法(如:1976年Tennant 法)转向更加全面的方法,考虑维持河流形态和生态过程所需的水文条件。
一.生态流量:早在20世纪40年代美国渔业与野生生物保护组织首先提出了河流生态流量的概念—避免河流生态系统退化的河道最小流量。
目前,国际上对河流生态环境需水没有统一的概念,缺乏明确的定义,而是用与河流生态环境需水相关、相近的概念代替,使用较为广泛、通用的概念是枯水流量(low一flow)。
二.研究南方地区生态流量的意义:对于生态流量,学者们一直都比较重视对北方的干旱和半干旱地区的研究,对于水资源比较丰富的南方地区研究较少。
虽然南方地区水资源比较丰富,但时空分布不均匀,洪涝集中,水旱灾害频繁,且我国南方人口众多,水资源人均占有量少。
随着人口、经济的不断发展,对水的需求也在不断增加,而目前的现状是水资源浪费严重,各种有害物质对水体的污染加剧,使得水环境状况不断恶化,生态环境频频遭受破坏。
用适当的方法确定南方地区河流生态流量,不仅可以满足人们对水资源的适当需求,也可以保证河流拥有一定的流量来维持河流生态系统的平衡,保持一定的自净能力,减少水体的污染。
三.确定生态流量的方法:常用的方法大概可以分为两类:水文学法和水力学法1.水文学法:水文学法中,常用的是Tennant法,也称蒙大拿法,是Tennant,D.L等人于1976年提出。
他们在1964-1974年对美国蒙大拿、怀俄明及内布拉斯加的11条河流进行了野外研究。
通过分析地域、断面和流量变化对渔业的影响,建立了河宽、水深、流速等鱼类栖息地参数与流量之间的关系。
多年平均天然径流量的10%是保持河流生态系统健康的最小流量,多年平均天然径流量的30%能为大多数水生生物提供较好的栖息地条件。
Tennant法的缺点是:(1)比例确定困难:不同区域、不同需水类型、不同保护对象,生态健康程度与流量的比例关系不同,需要分析调整Tennant法中流量百分比标准是否符合当地河流情况,缺乏一定的说服力;(2)未考虑水量的年内分配:水生生物对流量的要求在不同季节应有所不同,Tennant法根据多年平均流量的一定比例统一划定,没有考虑水量需求的年内变化问题,与水生生物生境要求不符合;(3)适用条件局限性:Tennant法不是从具体的水生生物生境需求角度出发。
生态流量确定标准
生态流量的确定标准包括以下两个方面:
1. 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。
2. 根据河流域水文特征、水资源状况、生态保护需求等因素,制定符合实际情况的生态流量标准。
标准应包括不同时间尺度(如日、月、年)的生态流量,以及不同河流断面(如起始断面、控制断面、终止断面)的生态流量。
此外,生态流量的监测也很重要,包括在河流域内设置生态流量监测站点,定期监测生态流量。
监测频率应根据实际情况确定,一般应不低于每月一次。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
2020.84河流生态流量应用实例王慧玲一、引言20世纪以来,随着城镇化速度加快,社会经济增长迅速,人类对资源的需求程度越来越高,生态环境被严重破坏,水问题已是新时期全人类需要解决的难题。
20世纪40年代,美国学者最先对河道内最小生态流量进行分析,目的是为维持河道生态系统的完整性提供理论依据。
研究生态流量的目的是要对水资源进行合理开发提供数据支撑,是优化配置区域水资源的基本前提,是维持生态系统完整和改善生态环境的必要工作,是实现水资源空间均衡的根本保障。
河道生态需水是河流为了维持某一特定生态系统不被破坏时河道内应保持的流量,而河道基本生态流量则是满足水生和岸栖生物生存条件的最小需水量,这个概念在实际应用中,既能够保证河流生态系统的完整性,又考虑了生物群落可以接受的流量变化。
二、河流生态流量常用计算方法常见的河流生态流量计算方法多达数百种,尚无统一的方法和标准,目前常用的研究方法大致可分为四类:应用最多的水文指标法和水力学法,以及整体分析法、栖息地法。
不同的计算方法各有适用条件和范围,选择方法时应考虑地理环境、河流的类型、当地居民的生态价值观、对结果的精度要求、收集资料的难易程度等因素。
表1中列出了目前使用较为广泛的计算方法。
上述方法基本上是国外的研究成果,近年来,国内研究河道内生态需水,大多停留在理论探讨阶段,计算方法多为引进国外成果。
需要指出的是,欧美国家的自然条件与我国相比更为单一,河流的水文情势也更具有规律性,我国属于季风气候区,地形地貌复杂多样,加上社会经济发展不均衡,国内的区域性水问题更加难以参考国外实例,对于移植过来的计算方法需要综合多方面条件进行计算。
当前,已有专家学者对水文循环的生态效应进行系统性的研究,分区域对生态流量计算方法进行总结归纳,或者是针对特定的河流或流域进行了方法改进。
三、实例研究1.研究对象表1 常用的河流生态流量计算方法表分类方法原理优点缺点适用范围水文指标法蒙大拿法以测站的年平均天然流量百分率表示不同河道环境状况所需的流量计算简单,易于操作概化河流,不考虑河道形态的影响优先度不高的河段7Q10法90%保证率时,最小7天平均流量作为维持河流生态的最低流量对于数据的要求不高不考虑水生物、水量的季节变化,值一般较小多用于计算河流污染流量历时曲线法以历时流量资料完成月流量历时曲线,确定百分比计算生态流量计算简单,考虑年内流量的差异大于20年的日均流量资料资料完善的河段最枯月平均流量法以最小月均流量的多年平均值作为生态需水量计算简单,考虑河流实际情况对数据的要求高,最好采用人类影响较少时的数据资料较完善的河段水力学法湿周法基于野外测量实际流量估算相对简单,要求的数据较少只能获得最小生态基流量可以建立浅滩湿周与流量稳定关系的河段R2Cross法确定特定的浅滩的临界流量,此流量可以满足整条河流的生态需求不一定要有观测站的观测数据必须进行野外现场观测可用于资料较少的河流整体分析法BBM法定义河流流量状态的组成成分,用来确定河流的基本特性将河流视为整体来考虑方法针对非洲南部的河流,计算过程繁琐非洲南部河流栖息地法IFM法维持河流生态系统,对整个生态系统需水进行计算综合考虑河流生态系统,对系统内部的物种需水进行估算针对性强,学科综合性强,必须进行野外观测,耗时长,费用高适用于中小型栖息地水文水资源2020.85研究对象位于淮河流域,水资源相对紧张,多年平均降水量890mm,多年平均水资源量约为3亿m 3,超过七成的降雨集中在汛期5—9月,非汛期降雨稀少。
结合XXX的现状情况,本次考虑对河道进行补水,以保证在旱季河道满足水生态的要求,同时兼顾景观性。
1、河道生态需水量确定1)概述河道生态需需水量主要包含如下内容:A、河道外生态需水:河道外生态需水主要指维护陆地生态系统功能所需水量,由降水直接补给和水利工程提供。
B、河道内生态需水:指维持河流基本功能(生态、水环境、冲沙等)所需水量。
主要包括河道(包括河口)生态基流、河流水生生物需水、维持河流一定稀释净化能力、保持河道水流泥沙冲淤平衡和湖泊湿地生态所需的水量等。
本次设计方案主要针对河道内生态需水量进行计算。
2)计算方法生态需水量通常采用如下几种计算方法A、水文学法水文学法是以历史流量为基础,根据简单的水文指标确定河道生态环境需水。
国内最常用的代表方法有Tenntlt法及河流最小月平均径流法。
B、水力学法水力学法是以栖息地保护类型的标准设定的模型,主要有基于水力学参数提出的湿周法及RZ-Cross法。
考虑到缺乏现状的流量水文资料,本次采用湿周法确定生态需水量。
3)需水量计算本次采用湿周法进行分析,针对XXX分别采用斜率法和曲率法进行计算,计算的生态需水量如下表:表4-4 生态需水量计算表从上表可以看出,采用不同的方法(斜率法和曲率法)计算的结果基本相近,但斜率法计算的结果更为安全。
因此,本次取斜率法作为水生态最小需水量。
以上计算数值仅作为生态环境要求最小需水量,如考虑鱼类等动物生存的需要,则还要对上述流量和水深进行校正。
为满足鱼类通道要求,河道断面最大水深必须达到一定值。
国内外对鱼道的研究表明,鱼道所需的最小深度约是鱼类身高的3倍。
对自由流动的河流,鱼类需求的最小生存空间参数见下表:表4-10 鱼类需求的最小生存空间参数表本次通过上述分析,建议河道在旱季的生态补水量如下表:2、工程措施本次考虑通过开启与XXX湖连通的闸口,可满足相应的补水水位要求。
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]。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。
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