洛阳市水资源可利用量研究

以洛阳市为对象，对区域水资源的可利用量进行了研究。区域水资源量包括地表水实际可利用量和地下水实际可利用量。将地表径流中基流部分按比例划出，与河道汛期弃水量加在一起作为河道的生态需水量，从地表水资源量中扣除生态需水量后可得地表水的实际可利用量。将难以利用的地下水量从地下水资源量中扣除后可得地下水实际可利用量。     

滦河下游河道生态需水量

为量化水库下游河道生态修复所需水量,以滦河下游潘家口水库—滦河口为研究样区,采用逐月频率法和生态水力学法估算河道生态需水量,既具有水文学方法的简便,又考虑生物学特性,强调了水文-生态的联系。通过对研究区河道1956~2000年生态、水文及水力资料的分析计算,结果表明:①逐月频率法和生态水力学法在计算滦河下游河道生态需水中均合理;②最小、适宜、理想等级年生态需水量分别为4.29亿,8.93亿和16.29亿m3,分别占河道天然径流量的10.18%、21.21%和38.68%;③年内汛期8月份及生物繁殖期(4~6月)需水量分别达到年度总量的33.5%和11.5%。     

生态需水的概念及其计算方法

论述了生态需水的概念,从生态需水量的基本原理出发,探讨了各类生态需水量计算的框架。以渭河为例,估算其多年平均河道内生态需水为3980亿m3。并对未来生态需水研究趋势进行了展望。     

引汉济渭工程初期运行调水区河道生态流量优化研究

针对跨流域调水工程等强人类活动对河道生态造成严重影响的实际问题,以引汉济渭工程为研究对象,建立并求解了工程运行初期多年调节水库三河口的中长期调度模型,设定了不同生态需水下的调度方案集,量化与评估了工程初期运行对供水与生态的满足情况,并推荐了最佳的调度方案与优化的生态流量过程。研究表明：（1）在生态需水为生态基流时（设计方案）,供水与生态基流保证率均满足设计要求,验证了模型与方法的合理性;（2）在生态需水为适宜生态流量时,供水与生态基流保证率分别为65%、98%,表明供水与生态两者间呈竞争关系;（3）在生态需水为修正的生态流量时,供水与生态基流保证率分别为95%、100%,在满足供水目标的同时,河道内月平均流量较设计方案提高了47%,推荐该调度方案与生态流量过程为最佳方案与最优生态流量过程。研究成果对构建生态流域、提高跨流域调水工程的综合效益具有实际意义和应用价值。     

考虑水文变异的大通河生态需水研究

鉴于变化环境对流域水文情势的影响,开展水文变异条件下的生态需水研究尤为紧迫。以大通河流域为研究对象,采用水文变异诊断系统对变异前后的水文序列进行划分,分析变异成因;应用5种概率分布函数拟合变异前月均流量序列,推求概率密度最大处流量,将其作为当月生态需水;最后计算生态需水满足率,分析水文变异对生态需水的影响。研究表明：（1）尕大滩站在1973年、1990年发生弱变异;天堂站、享堂站在1990年发生中变异;（2）变异后,汛期生态需水满足率相比变异前平均下降7%,非汛期生态需水满足率相比变异前平均上升11%;(3)降水减少导致汛期生态需水满足率下降,冻土退化促使非汛期生态需水满足率上升;水利工程建设导致汛期生态需水满足率下降,非汛期生态需水满足率上升。研究结果可为大通河流域水资源开发利用和生态保护提供重要参考。     

太子河河道生态环境需水量研究

研究太子河河道生态需水量及其生态环境改善问题。采用10a最小月平均流量法、污染稀释净化法、多年汛期平均含沙量的倒数以及水体总量的平衡原理对维系河道基本功能、维持河道净化功能、输沙以及维系人工湖功能的需水量进行计算。经过计算得出：维系河道基本功能的需水量为3.69×108 m3;维持河道净化功能的需水量为3.82×108 m3;输沙需水量为5.21×108 m3;维系人工湖相关功能的需水量为3.704×108 m3。通过减少污水与废水的总排放量、建立完善的水资源保护体系、增强河道本身的自净能力等措施,有效解决太子河河道生态环境问题。     

疏勒河灌区2000-2014年植被生态适宜需水动态研究

以疏勒河灌区为研究对象,利用2000-2014年MOD13Q1遥感数据,采用植被生长旺季的增强型植被指数(EVI)建立植被生态分区标准,获得人工种植植被区、中覆盖率天然植被区、低覆盖率天然植被区、荒漠稀疏植被区和荒漠区的面积数据,采用阿维里扬诺夫潜水蒸发模型估算了各类生态分区的植被生态需水量,分析了各类植被生态适宜需水量的时空变化规律.结果表明,研究区总植被生态需水量年均增幅达2.64%,其中,人工种植地植被生态需水量年均增幅达3.65%,呈现稳定增长的趋势;天然植被生态需水量年均减少幅度为1.58%,呈现逐步减少的趋势.最后,根据疏勒河干流昌马堡水文站同时期的年均径流量数据,分析了影响植被生态适宜需水动态变化的因素,揭示了植被生态适宜需水量对径流量变化和灌区工程建设的响应关系,为灌区水资源配置提供了科学依据.     

大凌河流域河道生态需水量估算

本文从大凌河流域存在的环境问题出发,分别估算了各水资源分区的河道生态需水量（包括生态基流量、自净需水和输沙需水）及各区的河道生态需水贡献量。提出了使用偏枯年（75％保证率）水文数据估算河道生态需水量的方法．弥补了Tennant法、枯水季最小流量法等方法计算结果偏大或偏小的不足。结果表明,大凌河的4个河段（建凌站以上、建凌站至朝阳站、朝阳站至义县站、义县站至锦县段）的河道分区需水量分别为0．55×10^8m^3、5．21×10^8m^3、3．9×10^8m^3和1．34×10×10^8m^3。锦县水文站以上河道生态需水总量11×10^8m^3,占地表水总资源量的59．75％,因此．大凌河地表水资源取用率应在40％以下。     

黄河三角洲刁口河流路生态环境需水量研究

刁口河于2010年恢复黄河入海流路,研究其生态环境需水量对保障黄河三角洲生态健康具有十分重要的意义。选取刁口河流路湿地需水、河口近海生态需水、河道输沙与保持海岸动态平衡需水、农业需水和油田需水5个方面来研究本区生态环境需水量。结果表明:淡水湿地需水为0.54亿m3;河口近海水域生态环境需水量为60亿m3;维持河道不冲不淤的输沙需水为0.97亿m3;保持海岸及近海海域动态平衡需水量为86.4亿m3;农业春灌需水约1.37亿m3;胜利油田及东营市临港工业园暂不需从刁口河引水。刁口河流路生态环境需水量以保持海岸动态平衡需求为最大。     

盈江国家湿地公园生态需水量研究

根据盈江国家湿地公园的生态系统特性,利用大盈江坝区的实测地形图、拉贺练水文站的实测水文资料,通过建立湿地生态需水量模型,计算了盈江国家湿地公园生态需水量,枯期最小生态需水量20.9 m~3/s;汛期最小生态需水量47.2 m~3/s,大盈江上游来水大于生态最小需水量,盈江国家湿地公园的生态需水量是有保障的。     

资水河道内生态需水量研究

河道取水、水库蓄水、跨流域调水等水资源开发方式改变着河流自然水文情势,保留适宜的河道内生态需水能够维持河流所需的自净扩散能力,维系河势稳定,保护和维持河湖生态系统结构和功能的完整性。本文采用Qp法、田纳特法(Tennant Method)、逐月频率计算法、逐月最小生态径流计算方法、最小月平均实测径流法5种方法对资水河道内生态需水量进行计算分析和比较。结果表明逐月频率计算法结果较为合理,设定资水逐月河道内生态需水量,确定年生态需水量应为112.1×10~8m~3。为政府部门提供了更具操作性的分时段水量控制参考标准。     

基于多种水文学法分析大汶河干流生态基流

分析估算大汶河干流生态基流量是解决其生态环境恶化问题的基础。根据大汶口水文站历年径流资料,采用Tennant法、基流比例法等多种水文学法推求生态基流值,通过计算不同水平年的年际、年内不同水期和鱼类产卵育幼期生态基流量,在分析了各种方法应用区间和适用条件的基础上,综合考虑拦蓄引水工程和河道生态基流缺失等因素确定了大汶河干流生态基流。认为:基流量为1.1~14.1m~3·s~(-1)能更好地代表该区域不同水期的河道生态需水,经分析其生态基流保障程度基本达到90%以上,说明本文采取的方法在计算代表北方季节性、雨洪型河流的生态基流时是合理、可行性的,并进一步提出了生态基流的保障措施。     

灞河生态需水量研究

依据灞河实测径流资料,计算了河道生态需水量,并采用Tennant法对计算成果进行验证。计算结果表明灞河生态需水量占流域多年平均地表水资源总量的43．75％,为灞河水资源开发利用及生态环境治理提供科学依据。     

河流生态需水计算及空间满足率分析——以济南市为例

随着经济社会发展,用水量增大,导致河流生态需水常常得不到满足。生态需水作为河流生态系统的重要指标,对维持生态系统可持续具有关键作用。充分考虑河流生态系统的生物需求,采用食物网模型(Ecopath)识别了鱼类关键物种,在此基础上确定生态流速,结合无人机反演河段大断面,采用改进的生态水力半径法(AEHRA)计算生态需水,在生态需水计算结果的基础上采用River2D模型模拟河段流量,进而计算河段的生态需水满足率。计算结果表明汛期各河段生态需水基本能够得到满足,非汛期绝大多数河段生态需水不能得到满足,并且满足率极低,导致生态系统健康无法维持。因此,应加强非汛期的河流生态调度以满足河流生态需水。研究提出的计算河段生态需水的新方法可为水生态修复提供方法基础,研究结果可为济南市河流水生态修复与管理提供重要的科学依据。     

干旱区天然植被生态需水量计算方法

依据生态适宜性理论,建立了植物生长与地下水位关系的对数正态分布模型;基于此模型,结合遥感技术进行的生态分区和植物生理需水的现场实验数据,提出了干旱区天然植被生态需水量计算方法;应用此方法计算了黑河流域额济纳旗天然植被生态需水量,计算成果与其他成果比较相差较小。结果表明,该计算方法是合理的,可以推广应用于干旱区其他地区。     

基于生态经济理论的生态需水计算方法研究

在简述生态需水研究现状的基础上,结合以可持续发展为基础的生态经济理论,提出了基于生态经济思想的生态需水概念,并进行了理论分析.根据生态经济领域中的生态价值理论,确定不同生态需水量条件下的生态价值,进而通过水资源的生态价值与经济价值之间的相互关系确定合适的生态需水量,并通过实例对该方法的具体步骤进行了说明,认为由该法所确定的生态需水量符合客观实际,可以作为生态建设过程中生态需水研究的方法之一.该法通过水资源将生态系统和经济系统联系在一起,对于研究可持续发展条件下的水资源利用有一定的现实意义.     

生态水文学:生态需水及其与流速因素的相互作用

本文研究涉及生态水文学中生态需水问题的一般认知。探讨了生态系统动态变化与水流驱动力因素之间的关系，重点探讨水流驱动因素中的关键指标—流速，通过分析流速与生态系统相互作用，从生态水文学动力因素出发估算生态需水；基于生态流速和水力半径，提出考虑河道内生态需水与水力因素关系的生态水力半径法，充分利用水生生物信息（鱼类产卵洄游流速）与河道信息（水位、流速、糙率等）估算河道内生态需水；归纳生态水力半径法在生态需水计算中的初步应用:考虑污染物降解耦合水量水质的生态需水计算、考虑鱼类等生物对流速要求的生态需水计算、考虑河道冲淤平衡的输沙需水量计算等方面。本文提出的生态流速研究既包括生物生长发育适宜的流速，又包括流速大小变化所涉及的许多动力因素，旨在延伸与扩展生态水文学的内涵与应用。     

生态水文学:生态需水及其与流速因素的相互作用

本文研究涉及生态水文学中生态需水问题的一般认知。探讨了生态系统动态变化与水流驱动力因素之间的关系，重点探讨水流驱动因素中的关键指标——流速，通过分析流速与生态系统相互作用，从生态水文学动力因素出发估算生态需水；基于生态流速和水力半径，提出考虑河道内生态需水与水力因素关系的生态水力半径法，充分利用水生生物信息（鱼类产卵洄游流速）与河道信息（水位、流速、糙率等）估算河道内生态需水；归纳生态水力半径法在生态需水计算中的初步应用：考虑污染物降解耦合水量水质的生态需水计算、考虑鱼类等生物对流速要求的生态需水计算、考虑河道冲淤平衡的输沙需水量计算等方面。本文提出的生态流速研究既包括生物生长发育适宜的流速，又包括流速大小变化所涉及的许多动力因素，旨在延伸与扩展生态水文学的内涵与应用。     

延河延安市区段生态环境需水量分析

随着人口增长和经济发展,国民经济需水与生态环境需水成为延安市水资源开发利用和生态环境保护的焦点。从生态需水及用水的理论、用水定额入手,分析计算延河延安市区段的生态环境需水量及其构成,结果显示为维持延河延安市区段的生态系统平衡所需水总量约为8584.61万 m3,其中河道内生态需水量8520万m3,河道外生态环境需水量64.61万 m3。     

缺水流域用水竞争与协作关系——以黄河流域为例

缓解水资源供需矛盾是缺水流域水资源管理的重点与难点,量化不同用水部门间的竞争与协作关系,可为缺水流域水资源供需关系提供评估方法和优化思路。分析了水资源的排他性和非排他性特征,定义了不同用水部门之间的竞争与协作关系,建立了用水竞争度和协作度量化方法,并提出减小竞争度、增大协作度的需水过程优化目标。以黄河流域为例评估用水竞争与协作关系,结果显示：2017年兰州以下各河段存在较强的用水竞争关系,汛期河道内缺水导致协作度较小;预测2030年兰州-河口镇和花园口以下用水竞争度较大,跨流域调水工程可有效降低各河段用水竞争度;流域水资源管理需进一步考虑汛期高流量的生态作用和非汛期输沙需水过程,进一步挖掘用水协作潜力;将部分汛期输沙水量调整至非汛期可以减小竞争度、增大协作度。