摘要：针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。

摘要：在评价河流水文情势变化特征时,传统水文改变指标法(indicators of hydrologic alteration,IHA)存在的指标间相关性高和数据冗余问题会造成整体评价偏差。对汉江下游流域的河流水文情势评价时,考虑到汉江流域干支流日均流量及取水调水工程等的影响,分别选择汉江干流上的3个水文站及支流流域的3个水文站点,采用主成分分析法对6个水文站IHA指标进行优选,再利用相关性分析结果进一步筛选,优选出适用于评价汉江下游流域水文情势的13个代表性指标,分别为2月流量、4月流量、7月流量、10月流量、12月流量、基流指数、最低流量出现日期、最高流量出现日期、低流量脉冲次数、高流量持续时间、日均流量增加率、日平均流量减少率和日均流量反转数。结果表明:6个水文站的代表性指标间相关性均大幅降低,13个代表性指标间的相关系数不超过0.3的占比约70%;经变化范围评价法(range of variability approach,RVA)验证,IHA指标与优选出的代表性指标对汉江下游流域整体水文改变度评价结果的差值均小于7.5个百分点,表明其能够对汉江下游流域提供较为全面合理的水文情势变化评价。

摘要：维持河道内生态流量是协调水资源开发利用与河流生态保护的重要举措,现有的生态流量计算方法大多受限于生态数据不足、生态建模困难。为此,建立了基于浮游植物生物量的贝叶斯层次模型,研究探讨了河流水文—生态响应关系,以沙颍河为例,分析计算了汛前、汛期、汛后的浮游植物生物量与流量、水温的关系。结果表明,贝叶斯层次模型可识别水文—生态的复杂响应关系,分层分析产生的优势借用提高了短系列数据的可用性;生物量—流量关系参数β汛前大于0的概率为0.683,汛期小于0的概率为0.577,汛前河道内流量的保证及汛期泄流的控制对浮游植物生物量有正向影响;在符合设计要求的生态流量条件下,预测生物量最大和最小改善分别发生在河段7(汛前+32.05%,汛期+871.80%,汛后+81.79%)和河段3(汛前+3.91%,汛期+1.16%,汛后+2.89%)。

摘要：平原河网区经济社会高速发展导致的河流生态退化、环境恶化是当前生态文明建设重点关注的问题之一。本文针对长江中游江汉平原中小型河流全年不同时期的水文及生态特点,基于现有的生态流量计算方法,研究建立一套考虑长江中游平原河道形态、河网水力特征及主要水生生物适宜流速全年分时段生态流量的综合确定方法。该方法推荐在主要鱼类重要生长阶段采用生态水力半径法,在枯水期采用逐月Tennant法、逐月频率法计算适宜生态流量,并采用多目标湿周法和Tennant法确定全年最低流量,在长江中游平原河网区的典型河流汉北河下游得到验证与应用。适宜性分析表明,该方法计算的生态流量既考虑了区域的特征,又考虑了重点生态保护对象的需求,可为长江中游平原中小型河流水资源高效利用提供参考依据。