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生态流速—临界水深法及在杜柯河中的应用

人民长江 2009年第21期40卷 62-65页

作者：韩鲁杰王红瑞许新宜刘达通北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室北京100875 北京师范大学数学科学学院北京100875

在归纳国内外河道内生态需水方法的基础上,提出了一种同时考虑河道信息和维持河道生态功能所需河流流速的生态需水计算方法(下简称生态流速—临界水深法),并建立相应的流量与水深、流速的函数关系,重点推导了抛物线型过水断面下流量与... 详细信息

在归纳国内外河道内生态需水方法的基础上,提出了一种同时考虑河道信息和维持河道生态功能所需河流流速的生态需水计算方法(下简称生态流速—临界水深法),并建立相应的流量与水深、流速的函数关系,重点推导了抛物线型过水断面下流量与水深、流速与水深之间的关系。以绰斯甲河支流杜柯河河道内生态需水为例,给出了计算过程,同时用Tennant法作为对比。结果表明:生态流速—临界水深法计算杜柯河壤塘站河道内适宜生态流量处于Tennant法所计算的适宜和最佳生态需水量之间,计算得出的最小生态需水量比Ten-nant法计算的最小生态需水量少0.06 m3/s。由于该方法考虑了生态流速(保护目标鱼类产卵所需流速)和临界水深(维持生境最低水深),以临界水深确定了最小生态需水量,以生态流速界定了适宜生态需水量范围,故所得的结果更接近实际状况。

关键词：生态流速临界水深河道内生态需水量杜柯河

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耦合多物种生态流速的生态需水计算方法

北京师范大学学报（自然科学版） 2017年第3期53卷 337-343页

作者：张远赵长森杨胜天刘昌明张惠潼相华孙影杨增丽董宝恩刘德虎张纯斌于心怡北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875 北京师范大学水科学研究院北京100875 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 东营市水文局山东东营257000 济南市水文局山东济南250013

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生... 详细信息

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生态需水量的研究计算.但在现有计算方法中缺乏针对多个物种流速需求耦合的研究,会对计算结果的准确性产生影响,继而影响流域水资源调控.本文针对此问题引入优势度指数建立多物种生态流速耦合模型,为生态需水的计算提供契合生态系统整体需求的解决方案.该方法不受地域因素影响,具有较广的适用性.应用于小清河流域3个典型断面——黄台桥、岔河、石村,结果显示:黄台桥断面生态需水为12.33m^3·s^(-1);岔河断面生态需水为4.40m^3·s^(-1);石村断面生态需水为14.53m^3·s^(-1).与Tennant法对比,本研究方法计算结果合理,且更能反映鱼类种群,而非单一物种对水量的实际需求.

关键词：多物种生态需水优势度指数生态流速小清河

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香鱼育肥场生态流速试验研究

香鱼育肥场生态流速试验研究

作者：高士林中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

楠溪江位于浙江省温州市北部瓯江下游北岸永嘉县境内,是香鱼的主要栖息地之一。近几十年来,受人类活动影响等原因,香鱼栖息地遭到破坏,导致香鱼产量锐减。本文对楠溪江干流香鱼栖息地进行了生态调查,从栖息地功能角度研究了流速与着生... 详细信息

楠溪江位于浙江省温州市北部瓯江下游北岸永嘉县境内,是香鱼的主要栖息地之一。近几十年来,受人类活动影响等原因,香鱼栖息地遭到破坏,导致香鱼产量锐减。本文对楠溪江干流香鱼栖息地进行了生态调查,从栖息地功能角度研究了流速与着生藻类脱落的关系,为香鱼保护及水库调度运行提供依据。本文主要研究内容及结论如下:1)楠溪江干流香鱼栖息地水质调查与评价。结合香鱼生命周期的不同阶段,对楠溪江干流香鱼栖息地水质进行了现状调查,并利用综合污染指数法对水质状况进行了分析。结果表明,香鱼产卵期的产卵场及育肥期的育肥场水质相对较好,能为香鱼的产卵和育肥提供良好的水环境;但香鱼上溯洄游期的下游感潮河段及中游产卵场河段水质均较差,不利于香鱼从下游越冬场向育肥场的迁移;此外总氮是不同时段普遍存在于育肥场、产卵场、下游感潮河段的超标污染物。2)楠溪江干流香鱼栖息地的着生藻类调查。着生硅藻是香鱼育肥和产卵期的主要食物来源,其生长状况可以反映育肥期和产卵期的香鱼食物环境的优劣。调查结果表明,楠溪江干流的着生藻类中硅藻门占优势地位;香鱼育肥和产卵时期各采样点的着生藻类密度差异较大,育肥期育肥场采样点的着生藻类密度大于产卵场,产卵期产卵场采样点的着生藻类密度大于育肥场。楠溪江干流着生藻类群落结构和时空变化适合香鱼的产卵和育肥。3)香鱼育肥场生态流速研究方法。河流中老化或腐屑的着生藻类脱落与更新会直接影响新的着生藻类的生长,从而影响香鱼的育肥与成长。为此,以老化或腐屑着生藻类的脱落为目的,探索了香鱼育肥场生态流速研究方法,即提出了水流对天然基质着生藻类脱落影响的循环试验水槽研究方法。制作了循环水槽,在试验段放置长有着生藻类的卵石,分析不同流速及其持续时间对应的着生藻类的去除率关系,从而判断水流对着生藻类脱落的影响。该方法以试验水体中的叶绿素a浓度作为不同流速及其持续时间的着生藻类去除率,并对试验水样中的着生藻类进行了物种鉴定。4)流速及其持续时间与着生藻类去除率的关系。分别对0.8m/s、1.1m/s、1.4m/s、1.7m/s和2.0m/s流速的着生藻类去除率随时间变化进行了试验研究。得出当冲刷时间相同时,总着生藻类、着生蓝绿藻及着生硅藻去除率均呈随流速增大而增大的趋势,其中蓝、绿藻去除率均且显著大于硅藻去除率,表明着生硅藻具有更耐冲刷的特性。对于同一流速而言,着生藻类总体去除率和着生蓝绿藻去除率呈现随着冲刷时间的持续而略有增加的趋势,效果不显著。而着生硅藻去除率呈现随冲刷时间的持续而略显减小的趋势,试验水体温度的增高导致硅藻死亡是主要原因。

关键词：香鱼育肥场着生藻类生态流速

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基于生态流速推求河道生态流量的方法研究

水力发电 2022年第6期48卷 27-29,89页

作者：刘和昌孙前李伟李莎水利部珠江水利委员会技术咨询(广州)有限公司广东广州510611

生态流量拟定是保护和修复河湖生态环境的重要基础。结合我国水文观测经验和鱼类研究现状,以西江梧州水文站为例,当已知晓适合生物生存、繁殖的断面平均流速(即生态流速)时,提出由河道横断面地形数据、水位流量关系推求生态流量的图解... 详细信息

生态流量拟定是保护和修复河湖生态环境的重要基础。结合我国水文观测经验和鱼类研究现状,以西江梧州水文站为例,当已知晓适合生物生存、繁殖的断面平均流速(即生态流速)时,提出由河道横断面地形数据、水位流量关系推求生态流量的图解法。结果表明,计算的梧州水文站4月~9月鱼类繁殖期生态流量5036 m^(3)/s与已有成果相接近,计算结果合理,推求生态流量的图解法计算简便,可为河道生态流量的拟定提供参考。

关键词：生态流量生态流速水位流量关系河道横断面图解法

基于生态水深-流速法的河段生态需水量计算方法

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水利学报 2007年第6期38卷 738-742页

作者：李梅黄强张洪波张俊华西安理工大学水利水电学院黄河水利科学研究院河南郑州450003

在界定了生态流速和生态水深概念的基础上,提出了一种同时考虑河道本身参数(湿周、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流量的水力学方法,避免了湿周法不能反映复式断面真实水位流量关系的缺点,并用于验证黄河上游小川河段生态... 详细信息

在界定了生态流速和生态水深概念的基础上,提出了一种同时考虑河道本身参数(湿周、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流量的水力学方法,避免了湿周法不能反映复式断面真实水位流量关系的缺点,并用于验证黄河上游小川河段生态需水量,同时用Tennant法作了对比。结果表明:用生态水深-流速法得到的小川河段生态流量优于Tennant法所计算的生态需水量,由于该方法考虑了生态流速和生态水深,故所得的结果符合实际情况。

关键词：生态流速生态水深生态需水量黄河

生态水文学:生态需水及其与流速因素的相互作用

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水科学进展 2020年第5期31卷 765-774页

作者：刘昌明门宝辉赵长森北京师范大学水科学研究院北京100875 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

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... 详细信息

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。

关键词：生态水文学生态需水生态水力半径法生态流速

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台州主城区河道生态需水计算与水量调度

水利水电科技进展 2023年第3期43卷 55-61,106页

作者：高勋陈星卢娟娟胡星星许钦河海大学水文水资源学院江苏南京210098 承德市生态环境局围场满族蒙古族自治县分局河北承德068469 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院江苏南京210029

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位... 详细信息

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明,主城区河网的生态流速为0.1 m/s,生态水位阈值范围为1.8~2.24 m,在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水,台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求,可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。

关键词：生态水量调度生态流速生态水位台州主城区水量水质模型

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河道内生态需水量估算的生态水力半径法

自然科学进展 2007年第1期17卷 42-48页

作者：刘昌明门宝辉宋进喜中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室北京100875 北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室

界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法．找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过... 详细信息

界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法．找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等)．以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作为对比．结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tennant法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(如鱼类洄游流速),故所得的结果符合实际情况．

关键词：生态流速过水断面面积生态水力半径河道生态需水量

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基于生态水力半径法的武江流域生态流量研究

水资源与水工程学报 2020年第2期31卷 8-12,18页

作者：高雪山刘树锋贾建辉关帅天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 广东省水利厅广东广州510635 广东省水利水电科学研究院广东广州510610

采用综合反映水生生物需求和河道断面信息的生态水力半径法,对武江河上北江特有珍稀鱼类省级自然保护区内的生态流量和生态水位进行估算.结果表明:生态水力半径法计算的生态流量过程线上存在明显的低流量、高流量和流量脉冲等水文要素,... 详细信息

采用综合反映水生生物需求和河道断面信息的生态水力半径法,对武江河上北江特有珍稀鱼类省级自然保护区内的生态流量和生态水位进行估算.结果表明:生态水力半径法计算的生态流量过程线上存在明显的低流量、高流量和流量脉冲等水文要素,符合鱼类的自然需求;天然径流量下生态水力半径法估算的生态需水均可得到满足,但武江上梯级开发较多,需进行生态水位开展闸坝联合调度来保障河道的生态需水,确保犁市(二)站断面处各月份水深不小于平均生态水深.

关键词：生态流量生态水力半径生态流速武江流域