水力学方法估算河道内基本生态需水量研究

作     者：吉利娜 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吕宏兴;刘苏峡

授予年度：2006年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：生态环境需水 河道内基本生态环境需水量 水力学方法 湿周法 流速法 

摘      要：生态环境需水是维持、发展、恢复、保护生态环境最基本、最重要、最关键的因素之一,是处理人与生态关系的核心。河道系统生态需水研究是国内外生态需水研究的核心。本文对计算河道内基本生态环境需水的水力学方法进行了研究。研究内容主要包括: (1)在查阅国内外大量文献资料的基础上,分析了生态需水的概念和特点。研究了现有河道生态需水计算方法的分类,并对比了各类河道生态需水计算方法的特点。 (2)分析了河道生态系统的功能和特征,研究了径流与河道生态系统的关系。 (3)以水力学方法作为河道生态需水的研究方法,着重研究湿周法和流速法。从断面对湿周法结果影响的角度出发,分析了不同断面形态的湿周-流量关系。采用曲率最大法确定湿周-流量关系曲线的变化点。同时分析了同一流量下,不同断面形态对湿周法的适宜情况,结果表明,矩形和梯形断面更有利于生物生境的保护。从保护河道内水生生物的角度出发,以鱼类为河道水生生物的指示物种。选取影响鱼类生存的重要水力要素——流速作为指标。确定鱼类适宜流速为0.4m/s,探讨了流速法的理论。 (4)采用水力学方法对四个流域13个水文站的15个断面的河道内生态需水进行估算,得出的主要结论有: a用水力学方法估算河道内生态需水时,受到断面形式、断面稳定程度、流域特征等因素的影响。 b同一断面采用不同方法,得到生态需水值差异较大。湿周法计算的生态需水量占多年平均流量的百分数为0.99%～86.77%,流速法计算的生态需水量占多年平均流量的百分数为5.29%～36.9%。从总体上看,流速法的结果要大于湿周法的结果,但并不完全满足适宜生态需水。 c不同的水力学方法估算的生态需水值反映的规律也不同。湿周法估算的各站生态需水量和各站多年平均流量基本无相关性,而流速法估算的生态需水值和各站多年平均流量正相关。湿周法估算的生态需水量占多年平均流量的百分数与各站多年平均流量的关系负相关;而流速法估算的生态需水量占多年平均流量的百分数与各站多年平均流量则无相关性。 (5)针对不同流域特征,采用不同的生态需水估算方法分析了水力学方法的合理性。结果表明:南水北调西线一期工程所在流域,用Tennant法的评价结果是,湿周法结果偏小,不能满足该区河道内最小生态需水,尤其是较大型河流;流速法结果除马尔康站外,其它能满足最小生态需水的要求。滦河流域,用多年平均最小月流量法进