水力學方法估算河道內(nèi)基本生態(tài)需水量研究.pdf

1、生態(tài)環(huán)境需水是維持、發(fā)展、恢復、保護生態(tài)環(huán)境最基本、最重要、最關(guān)鍵的因素之一，是處理人與生態(tài)關(guān)系的核心。河道系統(tǒng)生態(tài)需水研究是國內(nèi)外生態(tài)需水研究的核心。本文對計算河道內(nèi)基本生態(tài)環(huán)境需水的水力學方法進行了研究。研究內(nèi)容主要包括： (1)在查閱國內(nèi)外大量文獻資料的基礎(chǔ)上，分析了生態(tài)需水的概念和特點。研究了現(xiàn)有河道生態(tài)需水計算方法的分類，并對比了各類河道生態(tài)需水計算方法的特點。 (2)分析了河道生態(tài)系統(tǒng)的功能和特征，研究了徑流

2、與河道生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系。 (3)以水力學方法作為河道生態(tài)需水的研究方法，著重研究濕周法和流速法。 從斷面對濕周法結(jié)果影響的角度出發(fā)，分析了不同斷面形態(tài)的濕周—流量關(guān)系。采用曲率最大法確定濕周—流量關(guān)系曲線的變化點。同時分析了同一流量下，不同斷面形態(tài)對濕周法的適宜情況，結(jié)果表明，矩形和梯形斷面更有利于生物生境的保護。 從保護河道內(nèi)水生生物的角度出發(fā)，以魚類為河道水生生物的指示物種。選取影響魚類生存的重要水力要素——流

3、速作為指標。確定魚類適宜流速為0.4m/s，探討了流速法的理論。 (4)采用水力學方法對四個流域13個水文站的15個斷面的河道內(nèi)生態(tài)需水進行估算，得出的主要結(jié)論有： a用水力學方法估算河道內(nèi)生態(tài)需水時，受到斷面形式、斷面穩(wěn)定程度、流域特征等因素的影響。 b同一斷面采用不同方法，得到生態(tài)需水值差異較大。濕周法計算的生態(tài)需水量占多年平均流量的百分數(shù)為0.99％～86.77％，流速法計算的生態(tài)需水量占多年平均流量的百分

4、數(shù)為5.29％～36.9％。從總體上看，流速法的結(jié)果要大于濕周法的結(jié)果，但并不完全滿足適宜生態(tài)需水。 c不同的水力學方法估算的生態(tài)需水值反映的規(guī)律也不同。濕周法估算的各站生態(tài)需水量和各站多年平均流量基本無相關(guān)性，而流速法估算的生態(tài)需水值和各站多年平均流量正相關(guān)。濕周法估算的生態(tài)需水量占多年平均流量的百分數(shù)與各站多年平均流量的關(guān)系負相關(guān)；而流速法估算的生態(tài)需水量占多年平均流量的百分數(shù)與各站多年平均流量則無相關(guān)性。 (5)針

5、對不同流域特征，采用不同的生態(tài)需水估算方法分析了水力學方法的合理性。結(jié)果表明：南水北調(diào)西線一期工程所在流域，用Tennant法的評價結(jié)果是，濕周法結(jié)果偏小，不能滿足該區(qū)河道內(nèi)最小生態(tài)需水，尤其是較大型河流；流速法結(jié)果除馬爾康站外，其它能滿足最小生態(tài)需水的要求。灤河流域，用多年平均最小月流量法進行合理性評價，則濕周法和流速法的結(jié)果都能滿足灤河流域最小生態(tài)需水要求，且基本可以達到水生棲息地處于比較適宜的狀態(tài)。盧氏流域，采用Tennant法評