河流最小生态基础流量计算方法研究
变化环境下河流生态流量的计算方法研究
变化环境下河流生态流量的计算方法研究
在变化环境下，河流生态流量的计算方法通常包括以下几种：1.直接测量法：通过在河流中安装水文站、水质站等设备，
直接测量河流的水位、流量、水质等参数。
2.模型模拟法：建立数学模型来模拟河流的水文过程，计算
生态流量。
3.经验公式法：根据历史数据和经验公式来估算生态流量。
4.生态评估法：通过对河流生态环境的评估，来确定生态流
量的大小。
5.混合方法：结合上述几种方法，运用多种手段来确定生态
流量。
研究变化环境下河流生态流量的计算方法是很重要的，因为生态流量是河流生态环境的关键指标之一，确定生态流量的大小，有助于保护河流生态环境。
在研究变化环境下河流生态流量的计算方法时，还可以考虑以下几个方面：
1.气候变化对河流生态流量的影响：气候变化会影响河流的
径流量、洪水特征等，因此需要考虑气候变化对河流生态流量的影响。
2.人类活动对河流生态流量的影响：人类活动，如水利工程、
土地开发等，会影响河流的水文过程，因此需要考虑人类
活动对河流生态流量的影响。
3.河流生态系统的特征：河流生态系统的特征，如河流的水
文类型、河流河口类型等，会影响河流生态流量的计算方法，因此需要考虑河流生态系统的特征。
4.方法之间的比较和综合：不同的方法都有各自的优缺点，
因此需要对不同方法进行比较和综合，选择最适合的方法来确定河流生态流量。
研究变化环境下河流生态流量的计算方法是一个复杂的过程，需要综合考虑多方面因素。
水电工程河流生态需水计算方法研究进展
浅议水电工程河流生态需水计算方法研究进展摘要：生态需水的研究对象包括河流、湖泊、湿地、森林、绿洲等众多涉水生态系统。
由于河流与人类活动的关系最为密切，影响深远，生态需水的研究也一直主要集中在河流方面。
随着我国河流生态需水研究的不断深入，河流生态需水成为水利工程建设项目中环境影响评价所必须考虑的重要内容。
因此，如何确定和评价河流生态需水，也就成为各级有关政府部门和众多学者关心的热点问题。
关键词：水电工程生态需水计算方法进展中图分类号：x143 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）001-136-021 国内外研究概况当前我国水电工程环境影响评价还需进一步研究的内容有：在对水电工程环境影响评价的过程中，要应用相关领域的理论和方法进行分析研究，但领域本身的一些理论和方法还不是十分成熟。
以生态需水量的计算为例，目前尽管计算方法多达200余种，但是还有很多计算中的问题没有得到很好的解决，有关这一问题的论文一直都有发表；对鱼类和低温水的影响与研究；生态环境影响定量的评价还比较困难；公众对环评的认识不足，公众本身缺乏环境影响评价的知识，公众参与工程规划、开发等机会极少等。
国外从20世纪70年代就开始着手生态需水的研究工作。
其生态环境需水研究工作是集中在河流生态环境需水研究方面。
我国生态需水的研究主要是从20世纪80年代初开始，虽然比国外起步晚些，但发展较快。
其研究主要是集中在确定河流最小流量的计算方法上。
国外河流生态需水量研究方法概括：（1）水文学基础方法。
主要方法有：1）tennant法；2）枯水频率法（7q10），与这一方法相似的还有：25%平均年流量法（maf），月流量中值法（q sub（50）），90%流量持续法（q sub（90））；3）湿周法。
（2）栖息地偏爱法。
主要方法有：1）流量增加法（ifim）；2）casimir法。
（3）地形结构法，又称bbm法，这种计算河流生态需水量的过程需要由多学科专家参与。
计算河段最小生态需水的生态水力学法
基金项目作者简介四川重庆人主要从事环境水力学研究计算河段最小生态需水的生态水力学法李嘉王玉蓉李克锋芮建良四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都华东勘测设计研究院浙江杭州摘要水文学法与水力学法对河道生态需水量采用的方法都比较宏观没有仔细考虑水生生物水力生境需求本需水量文章对河道水力模拟水生物生境描述等理论进行了研究为河道确定生态基流量提供了一套较具关键词生态基流量生态水力学法概念指标表现形式引水式水电站建成后在坝址到厂址之间就必须采取下泄生态流量的保护措施对不同的河国内研究现状水文学法水文学法主要有内水生生物生态基流量认为该流量是保持大多数水生生物短时间生存所推荐的最低瞬时径流量生态健康程度与流量也仅仅是人们直接感知的水生生物对流量的要内变化问题与水生生物生境要求不符合法不是从具体的水生生物生境需求角度出发水力学法法湿周法的缺点是稳定的河道没有稳定的湿周这两种河道均难以用湿周法判别其缺点是水力学法根据河流几个断面的实测资将其代表整条河流容易产生误差法规定了一个统一标准通常不能用于确定季节性河流的流量法仅针对河宽小于对河宽大于上述方法用于山区针生态水力模拟法的基本概念图生态水力学法的示意生态水力学法是通过水生生物适应的水力生境确定合化对物种变化造成影响的主要水力形态模型分三大块一是河道水生生境描述该模块调查分析水生生分析水二是河道水力模拟利用水力学模型对研究河段进行一维三是河道水生生态基流量的决策计算中考虑了但需一定人力及物力投入生态水力模拟法的指标表现形式生态水力模拟法的核心部分是水生生物水力生境的指标表现形式在水力模拟模块中存在以下几个月就对应和存在如何将繁多的计算要结合模块二中研究河段内水生生物对生存环境的需求作者针对以从猫猫滩闸址至大水构厂址维持鱼类栖息地有重要的意义故保证枯水期河道内水量对满足河道内水力参数总体上水生生物的关于水生生物所适应的水力参数极限值与水生生物种类水生生物保护的程度速不应低于仅靠这些数据简单判不同下泄流量平均水深沿程变化示意从图中很直观的看出各水力要素的分布变化情况及相如不同下泄流量时平均水深沿程变化以锦屏二级水电站减水河段平均水深为当猫猫滩闸址下泄不同流量时河道内断面平均水深均大于在流量为均水深均大于此分析可避免因某一段减水河段参数偏低表闸址下泄不同流量时减水河段内平均水深分级变化情况分级河道长度百分比河道长度百分比河道长度百分比河道长度百分比河道长度百分比小计以锦屏二级水电站减水河段从图中直观的看出在某一下泄流量时整个减水河段水面面积的变以锦屏二级水电站电站减水河段为例规定断面平均流速大于等于断面平均流速在时水流形态为较缓流断面平均流速小于时水流形态为缓流当上用对应的颜色逐段填充即绘制不同流量情况下河流形表不同下泄流量时水面面积变化情况流量水面面积水面面积减小图表不同流量情况下水力形态段数长度段数长度段数长度段数长度段数长度较急流较缓流缓流表不同流量情况下滩及潭统计情况水力形态个数个数个数个数个数深潭左滩地右滩地左右滩地河心滩以锦屏二级水电站减水河段为例规定最大水深大于等于时为深潭坡小于范围内水深小于右边具有的因浅滩水流速度小物质丰富而底栖动物又深潭是鱼类藏通过不同下泄流量情况下滩地及深潭的变化情况可看出流量减小后汛期指标表现形式但汛期支沟汇入水量增加善的水力环境及汛期过水断面变化图并在图边标明该断面在以锦屏二级水电站时距猫猫滩闸址图下泄形式与枯水期的年内变化指标表现形式小又会使河道内水温升高其表现形式如结论生态水力学法模型分三大块水力生境指标表现形式作者给出锦屏二级水电站枯水期下泄指标汇总结果见表及表流量时表减水河段各项水力生境参数指标汇总生境参数指标最低标准最大水深平均水深平均速度水面宽度湿周率过水断面面积水面面积水温较缓流平均流速在??缓流深潭浅滩浅滩及深潭个数无较大变化作者在回顾国内计算生态需水量的水文学法及水力学法的基础上提出了计算生态需水量的生态生态水力学法在计算生态需水量中考虑了水力常小生态水力学法为季节性大中型河流开发过程中确定河道内的水生生物生态需水流量给予了有效的参考文献倪晋仁崔树彬李天宏金玲杨志峰张远董哲仁吴持恭。
河流生态流量计算方法及其评述54
河流生态流量计算方法及其评述摘要：河流生态需水研究涉及生态学、水文学、环境科学等，近年来成为了国内外的研究热点。
本文回顾国内外生态需水的研究成功，对外常用计算方法的优缺点和适用条件进行总结，以期为计算河流流量的方法选取提供参考。
关键词：生态流量；计算方法；评述1 引言随着水资源开发程度不断加强，水利工程建设改变了河流水文情势[1]。
水资源开发过程中，如缺乏正确的生态价值观指导，河流生物栖境将遭受破坏，在提高水资源利用效益的同时，如何保护河流生态环境已成为迫切需要研究的课题[3]。
现阶段人们普遍认为，为河道预留足够的流量满足生态环境的用水需求，是保护河流生态稳定的有效途径，合理估算河流生态流量十分必要。
河流生态流量的计算方法一般分为水力学法、基水文学方法、栖息地法和整体分析法[2]。
本文对国内外常用的河流生态流量计算方法进行总结评述，以期为估算河流流量的方法选取提供参考。
2 国内外研究进展2.1国外研究状况美国是最早研究河流生态需水的国家，在20世纪40年代提出了避免河流生态系统退化的河流最小环境流量。
最开始，研究学者多根据水文资料开展河流生态流量计算，提出了一些水文学方法，例如Tennant法，后来，根据河道断面资料确定河流所需的生态流量，形成了水力学法，例如美国科罗拉多州水利局提出了R2-Cross法。
90年代之后，生态系统需水研究成为了全球关注的热点，河流生态流量的基本理论不断得到论证，原有的计算方法也得到改进和完善，这时期也出现了部分新的计算方法，如南非BBM法[4]。
2.2 国内研究状况我国有关河流生态需水的研究最早可追溯到20世纪70年代，该时期主要集中在最小河流生态流量估算方法的研究，水利部长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是这阶段研究成果的典型代表。
20世纪80年代，由于水体污染日益恶化，国务院环境保护委员会在《关于防治水污染技术政策的规定》提出在水资源规划时要保证改善水质所需的环境用水，这阶段研究主要集中在宏观规划战略方面[5]。
河流的生态需水量计算方法
河流的生态需水量计算方法说实话河流的生态需水量计算方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道这肯定是个挺复杂的事儿，不能随便乱算。
我试过的第一个方法呢，就是看河流的历史数据。
想着吧，以前这条河流有多少水，那些水差不多就应该是生态所需要的。
但是这里头有个大问题，历史数据有时候不全啊。
我好不容易找到些记录，发现不是每一年每个时段都有记录的，有些年份还缺了好多数据呢。
这就像是你要做饭，但是食材只给了一半，你根本做不出完整的一道菜来。
后来我又想，那我从河流的流域面积入手吧。
我就觉得吧，流域面积大的河流肯定需要的生态水量就多呗。
我就按照比例来计算。
可是这个方法很快就失败了。
就好比拿人的身高估计体重，虽然有个大概的关系，但不精准啊。
因为不同地区的土壤、植被还有气候等因素对河流生态需水量影响特别大，光看流域面积肯定是不行的。
再后来，我了解到一种基于水文学的方法。
这个方法需要考虑很多因素，像河流的多年平均径流量、枯水期的流量、鱼类繁殖期的最低流量要求这些。
比如说计算枯水期流量的时候，就像要在冬天里保证河流里有足够的水来维持那些动植物的生存。
这个枯水期流量就得保证河流不断流，要让水里的鱼啊、虾啊有足够的生存空间。
我得去收集不同季节河流流量的数据，还要参考类似河流的情况。
这个过程可麻烦了，数据收集就花了我好长时间。
但是这个方法相对靠谱多了。
还有一个是考虑生态目标的方法。
如果这条河流里有很稀有的鱼类或者特殊的植物群落，那就得按照它们生存繁衍的需求来计算水量。
比如说有一种鱼，它产卵的时候需要一定的水深和水流速度，那就要保证这个时候河流有足够的水。
不过这种方法呢，对于物种需求的判定有时候不是很准确，需要很多生物学方面的知识来支持，我还得去请教生物学家，要是自己乱判断就错得离谱了。
现在我觉得啊，计算河流的生态需水量，最好是把这些方法综合起来用。
就像做菜时候多种调料一起放才能调出好味道一样。
如果只是单独用一种方法，就很容易偏差特别大。
河道内最小生态需水量计算
《江河流域规划环境影响评价规范》 （SL45－2006）
• 附录C 河道内生态需水量计算 • 规范规定了生态需水的计算内容、计算原 则和目前较成熟的计算方法。
附录C
河道内生态需水量计算
• 1、计算内容： • 河道内生态需水量主要包括河道生态基流、 河流水生生物需水量和保持河道水流泥沙 冲淤平衡所需输沙水量等。 • （河道内生态需水包括河道与河口生态需 水，不包括与河道无水力联系的湖泊补水 量）
北方河流生态基流指标原则上不应小于多年平均流量的10枯水时段不应低于同期流量均值的20对生态需水量的确定原则上按多年平均流量的1020确定季节性河流或干旱地区应在保护现状生态用水量的基础上适当增加用水量引水枢纽萨兰河倒虹吸古河倒虹吸恰里卡尔水电站和扬水站五座建筑物主体结构基本完好但由于自然老化各战争毁坏结构表面有磨损剥蚀弹坑及麻面有些上部结构破坏严重
实例2 内蒙某调水工程
• 4、河道内生态需水计算： • （1）最小下泄流量：
实例2 内蒙某调水工程
• （2）满足水环境用水：
实例2 内蒙某调水工程
• （4）最小流量取值： • （5）评价
实例3 新疆某调水工程
• 1、工程任务：跨流域向城市、工业、生态供水 • 2、工程规模：水源水库库容为2100万方 调节 性能为不完全年调节。 • 3、生态保护目标：下游天然河谷林、保护区、保 护鱼类、重要生境产卵场、河口湿地等。 • 4、水资源配置：
水资源综合规划专题研究
• 计算思路：针对不同分区的河流，生态需 水最小、适宜、理想三级指标 • 计算方法：水文学法 采用90%保证率最枯 月平均流量法。 • 统计分析典型河段多年天然最枯月平均流 量，提出全国各分区河道最小、适宜和理 想生态环境需水量。
三种生态流量计算方法适应性分析及选择
文章编号：1006-0081（2020）12-0059-04水工程在发挥防洪、发电、航运、灌溉等效益的同时，在一定程度上改变了河流水文情势，产生了相应的生态效应。
在工程实践中，一般较多关注优化水工程的最小下泄流量，主要考虑生产和生活用水需求。
随着对河流生态系统认识的逐步深入，水库下泄流量需要考虑下游生态保护目标的需求，河流生态流量的计算和实践评估是一个十分重要而复杂的课题。
研究和实践表明：应根据不同地域、不同类型河湖的气候水文特性、水资源禀赋条件及开发利用状况、河湖生态功能定位等，分析并明确主要生态保护对象及保护要求，合理确定河流生态流量及过程，对重要河流生态流量的满足状况进行评价，并分析存在的主要问题和成因［1］。
欧洲开展生态流量的研究和实践起步比较早，在《欧盟水框架指令》下开展生态流量计算评估［2］的经验和案例值得参考借鉴。
1生态流量计算方法学术界常用的几种生态流量计算方法包括：①水文法；②水力-栖息地法；③整体法。
为了对比3种方法的利弊，在表1中对这些方法进行了比较。
表1三种生态流量计算方法比较方法类别水文法水力-栖息地法整体法用途审查历史流量数据，找出河流中天然流量阈值，并可将其视为流量的“安全”阈值审查选定目标物种或群落的栖息地数量和面积随流量变化的情况在专家意见研讨会上检查流量，推荐用于河流生态系统所有组成部分的流量，包括社会和娱乐用途规模整条河流，应用于区域评估根据研究河段代表性，扩大至整个流域整条河流，应用于区域或河流特定尺度相对成本较低一般较高相对使用频率较高一般低1.1水文法水文法是基于历史径流数据分析的方法。
基本假设是为了保护河流生态系统，必须保证天然的水文情势。
水文法中并不考虑物种或群落特定水平，提供同期流量的变化幅度和范围，以维持生态过程与生物多样性。
水文法在当前的应用趋势是从仅设定一个最小流量的方法（如：1976年Tennant 法）转向更加全面的方法，考虑维持河流形态和生态过程所需的水文条件。
河流生态基流的计算方法及其适用性分析
河流生态基流的计算方法及其适用性分析摘要生态基流的研究是河流生态课题中一个新的热点领域，文章论述了河流生态基流的几种计算方法，并对各种方法的适用性和局限性进行了对比分析，对维护河流水生态安全及水资源保护具有一定的指导意义。
关键词河流；生态基流；计算方法；适用性分析1 概述河流生态基流是指维持河流基本形态和基本生态功能，保证水生态系统基本功能正常运转的最小流量。
在此流量下，河道可以保证不断流，水生生物群落能够避免受到不可恢复性的破坏。
生态基流与河流生态系统的演进过程以及水生生物的生活史密切相关，而水生生物的生长又受水量、水温等因素的制约，故在不同的时期，生态基流并非固定值，按照河流水文特性，生态基流一般有汛期和非汛期之分。
生态基流不足，通常会造成河流纳污能力和稀释自净能力降低、地下水位下降、水土流失、水生生物栖息地环境恶化等一系列生态环境问题。
因此，生态基流对于维持河流生态系统生态平衡、保持流域的整体性和连续性等特征具有重要的意义。
2 生态基流的几种计算方法及其适用性分析生态基流的计算方法较多，一般可分为四大类，即水文学法、水力学法、生境模拟法和整体法，其中水文学法和水力学法比较常用。
2.1 Tennant法Tennant法属于水文学计算法的一种，即将河流多年平均流量的10%～30%作为生态基流，该法适用于流量比较大且水文资料系列较长的河流。
由于不同的河流河道内环境和生态功能有差异，同一河流的不同河段也有区别，因此必须根据实际情况选取合理的环境和生态目标来确定流量百分比，这个百分比非常关键。
Tennant法计算步骤简单，可以快速确定数值，但是没有考虑河流的宽度、水深、流速以及形状等水文参数，没有区分标准年、枯水年和丰水年之间的差异，忽略了水生生物对环境的需求，对于流量较小的河流，该法的使用具有一定的局限性。
2.2 流量历时曲线法流量历时曲线法属于水文学计算法的一种，该法是将20年以上的水文观测资料进行整理和统计分析，通过逐月流量历时曲线，以90%保证率下的流量作为生态基流，该法适用于水文资料系列达到20年以上的河流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在管理上更值得推广应用的方法。
关 键 词 ：生 态 需 水 量 ；湿 周法 ；斜 率 法 ； 曲率 最 大 法 ；Ｒ Ｃ Ｏ Ｓ ２ Ｒ Ｓ 法
中图分类号 ：Ｘ１ １ ７
文献标识码 ：Ａ
ｌ 研 究 背 景
河 流 系统 包 括河 流 、湖 泊 及其 相 邻 洪泛 区。河 流 系统 功 能 通常 包 括生 态 功能 、环境 功 能 和资 源 功能 …。然 而 ，在开 发水 资源 的时候 主要考 虑 到满 足工业 、农 业 和城镇 生活 用水 等需 求 ，忽视 了河 流 系 统功 能 得 以正 常 发挥 并 维持 其 基本 功 能 时其 自身对 水 量 的要 求 ，从 而导 致 河段 内的天 然 流量 逐 渐 减 少 、甚 至 出现 断 流 的情 况 。另 外 ，经 济 社会 的高 速发 展导 致 大量 的污 水排 放 ，使 得有 些 河 流虽 然 水 量上 没 问题 ，但 水质 污染 十分 严重 导 致 水生 生 物种 群 及其 数 量 急剧 下 降 ，水体 严 重 富营 养化 ，出 现藻 类或 水华 暴发 等现 象 。 为 了维 持 河 流 系 统 健 康 ，保 障 其 基 本 功 能 能 正 常 发挥 ，国 内外 学 者 为 此 开 展 了大 量 的 研 究 工 作 ，主要 集 中在 河 流生 态 环境 需 水上 并 取 得 了一 定 的研 究成 果 。河 流 生 态环 境需 水 量计 算 内容 主 要 包 括 ：（ ） 态 基础 流量 ；（ ） 沙 需水 量 ；（ ） １生 ２输 ３ 自净 需水 量 ；（ ） ４ 蒸发 需水 量 ；（ ） ５ 防海 水入 侵 的河道 最小 水量 等 。其 中 的河 流生 态基 础 流量是 维持 河 道功 能不退 化 、特 征水生 生物 物种 能正 常繁 衍生 息 所必 须 维 持 的河 道最 小 流量 ，本 文重 点 分析 讨论 这一 河道 最 小 生态 基 础流 量 。然 而 ，国 内外 针 对这
建立 湿 周一 流量 关 系 曲线 ，在 曲线 中用 斜率 １ 和 曲率最 大法 确立 变化 点 ，该 点 对应 的流 量 即为最 小 法 生态 流量 ，这 就是湿 周法 确立河 道最 小生 态流量 的基 本原 理 。
根据水力学中计算 明渠均匀流的谢齐公式 ： Ｑ＝ Ｃ、 以及曼宁公式 ：Ｃ ・ 可以推 出 Ａ ｆ ＝ 尽
（） ８
Ｑ ｄｌ ：ｃ、卜 ／ ‘
（） ９
曲率 法 是选 取 曲线 上 曲率 最 大 的一 点对 应 的流 量值 作 为 河道 内的最 小 生态 流 量 。为求 得 曲率最 大 的一点 ，需 对式 （ ） ７ 中的 Ｑ求 一 阶导数 ，一 阶导 数值 等 于 ０ ６ 和（ ） 的一 点 即为 曲率 最 大 的一 点 。该 点 对应 的流 量值 就作 为河道 内的最小 生态 流量 。 曲率 最大 法求得 的最 小生 态 流量公 式为 ：
方 法是 一 种历 史流 量 法 ，按 照 Ｔ ｎ ａ ｔ 法 的标 准 ，河道 内的最小 生 态流 量不 能小 于 多年平 均 流量 的 ｅｎ ｎ 方 １％。多 年平 均 流量 １ ％是 防止 河道 退 化 的临界 条 件 ；多 年平 均 流量 的 ２ ％是 保护 水 生栖 息地 的适 ０ ０ ０ 宜标准 ；在 较小 河流 中 ，多年 平均 流量 的 ３ ％为最佳 栖 息地标 准 。 ０
（） ７
ｆ＋。 Ｑ １ ｃ ｄ
斜 率 １ 是 取 Ｐ Ｑ关 系 曲线 上 斜 率为 １ 法 — 的一 点 ，即 Ｐ ＝１ ，对 应 的 流量 值 作为 河 道 内 的最 小 时 生 态流量 。斜 率 １ 法求 得 的最小 生态 流量公 式为 ： 对 数 函ຫໍສະໝຸດ ： ｐ＝口 幂 函数 ：
季 和秋 季 ，那 么 平均 水 深 、平 均 流 速 及湿 周 率 必 须 全 部满 足 ，即生 态 流 量 为 Ｑ 、Ｑ 和 Ｑ 中 的最 大 ． ， 值 ；（ ） 果是 在冬 季和春 季 ，３ 水 力参数 满 足两个 即可 ，即为 Ｑ 、Ｑ 和 Ｑ ３ ２如 个 个流 量 中的第二 大值 。
一
流 量 的研 究 还 未形 成 统 一 认 识 ，基 本 理 论 和 方法 都 还 有待 进 一 步 完善 。随 着 近几 年 的 研究 深 入 ，
国内外 学 者提 出 了多 种计 算 方法 ，概 括 起来 主 要包 括 ４ 方 法 ：（ ） 文学 法 ；（ ） 类 １水 ２ 水力 学法 ；（ ） ３ 栖
第９ 第１ 卷 期
２ １ 年３ ０ １ 月
中 国 水 利 水 电科 学 研 究 院学 报
Ｊ ｕ ｌｏ ｈｎ ｎｔｕｅ ｏ ａｅ ｓｕｃ ｓ ａ ｄｏ ｏ ｅ ｓａｃ ｏ ｍａ ｆＣ ｉａ Ｉ ｓｔｔ ｆＷ ｔｒＲｅｏ ｒｅ ｍｄ Ｈｙ ｒｐ ｗ ｒＲｅｅ ｒｈ ｉ
—
对数 函数 ：
Ｐ ＝ ／ ｏＱ
幂 函数 ：
Ｐ，ｃＱ 一 ： ｄ
（） ４
（） ５
再 利用 微积分 中计 算 曲率 的公 式 可得 到两式 的 曲率 方程 表达 式 ：
对 数 函数 ：
一
ａ Ｑ
丽
幂 函数 ：
（ ６）
， ｃ＝ —————————————
ｃ （ 一 ） ｄｄ １ Ｑ
湿周 ～ 流量关 系式 ：
Ｑ：
ｎ
５ ｐ一 Ｊ１ ／ 。 ／ ３ ２
（） １
式 中 ：Ｑ为流量 ， ，；Ａ为过 水断 面面积 ，ｍ ；Ｐ为湿 周 ，ｍ；． ｓ ， 为水力 坡度 ；ｎ 为粗糙 系数 。
在上 式 中 ，由于流 量 Ｑ、湿 周 Ｐ以及 断面 面积 Ａ都是 未 知 的 ，因此直 接 推 出流量 和湿 周 的关 系 比 较 困难 ，而 通过 斜率 １ 和 曲率最 大法 确定 Ｐ Ｑ关 系曲线 变化 点需要 知 道 Ｐ Ｑ之 间 的函数 关系 。根 法 — — 据 国内外对 湿周 法 的研 究 ，通 常使用 幂 函数和对 数 函数 。两种 常用 函数 的形 式如下 。
收稿 日期 ：２ １ － １ １ ０１Ｏ—２ 基金项 目：国家科技重大水专项（ ０ ８ Ｘ ７ ２ — ０ 一 Ｏ ７；２ ０ Ｚ ０ ２ ２ ０ ２ ０ ３ ０ ９ Ｘ０ １４ ０ １ ；四川大学水力学与 ２０ Ｚ ０ ５ ６ ０４ Ｔ ０ ０ ９ Ｘ ７ １— ０ — ０ ；２ ０ Ｚ ７ ０ — ０ ）
研究 对 象 。渭河 关 中段 全长 ５ ４２ ｍ，流域 面积 为 ６１ ｘ ０ｋ ０ ．ｋ ． １ ｍ 。渭河 关 中段 有 ５ 主要 的水 文 站 ，分 ７ 个 别 为林 家 村水 文 站 、魏 家堡 水文 站 、咸 阳水 文 站 、临 潼水 文 站 以及华 县水 文 站 （ 图 １ 。５ 水文 站 见 ） 个 的多年 平 均 流量 分别 为 ８ ． ／、１７ 、 １６ ／、２ ６ 以及 ２ １ 。 。渭 河关 中段河 道 的水 面 宽 ４８ ｓ １ ｍ ／ ５ ｍ ｍ。 ｓ ｓ ３ｍ／ ｓ ５ｍ／ ｓ 普遍 较 大 ，正 常情 况下 都能 达 到 １０ ３ ０ ５ － ０ ｍ之 间 ，而 水深 比较小 ，因此渭 河关 中段 河 道属 于宽 浅型 河
息地 法 ；（ ） ４ 地形 结 构法 等 。在这 几 种方 法 中 ，以水 文学 法与 水力 学法 最 为常 用 。因此 ，本 研究 方法
的重 点在 分 析讨 论 水力 学 法 中的湿 周 法并 结 合 Ｒ Ｃ Ｏ Ｓ 和 Ｔ ｎａ法 ，提 出一套 简 单 、实用 、便于 ２Ｒ Ｓ法 ｅｎｔ
管理 部 门操 作 的方法 一综 合法 。
表 １ Ｒ Ｃ Ｏ Ｓ 确 定 生 态 流 量 的 标 准 ２Ｒ Ｓ法
３ 应用及存在 的问题分析
３１ 渭 河关 中段 河 道概 况 近十 几年 来 ，由于渭 河 上游 过 渡开 发 ，维 持河 流基 本 生态 功 能所 需 的最 ．
小 流 量 即生 态基 流 得不 到 保证 ，一 系列 河 流生 态 问题 已经 日益 突 显 ，为 此 ，本研 究 以渭河关 中段 为
通讯 作者 ：李红霞 （９ １ ） １８ 一 ，女 ，山东烟 台人 ，讲师 ，主要从事水文模拟及水文预报研 究。Ｅ ｍａｌ ｘｌ ０ ＠１ ６ｃｒ － ｉ ：ｈ ｉ ６ ２ ． ｎ ４ ｏ
一
６ — ６
河 流 最小 生态 基 础 流 量计 算 方 法 研 究 张 新 华
李 红霞 肖玉 成 赵 少 华
摘 要 ：为 了能 够 计 算 几何 断 面 复杂 、泥 沙 淤 积 、河 宽 大 、水 深 浅 的 河 道 生 态基 础 流 量 ，本 文 以渭 河关 中地 区 的生 态 基 础 流量 计 算 为 例 ，通 过 综 合 水 力 学 中 的 湿 周 法 和 Ｒ Ｃ Ｏ Ｓ 建 立 了一 套 简单 、适 合 管 理 的 最 小 生 态 基 础 流 ２Ｒ Ｓ法 量 方 法 — — 综 合 法 。该 方 法计 算 出 的 ５ 站 的 生 态 基 础 流 量 占多 年 平 均 流 量 的 比值 都 在 １ ．％－ ４９ 个 ０８ １． ％之 间 ，满 足 生 态基 流 的 合理 要求 。通 过 与 Ｔ ｎ ａｔ 法 比较 ，结 果 表 明 ：综 合 法 计 算 确 定 的 生 态 基 础 流 量 更 为 合 理 、是 一 种 ｅｎ ｎ方
深 、湿 周率 和 平均 流速 。然 后再 根据 该 断 面建 立 的水 深 、湿周 率 和平均 流速 与流 量 的关系 分别 得到 ３
个 流 量 Ｑ 、Ｑ 和 Ｑ ，最 后在 ３ ． ， 个流 量 中选 出所 需要 的环 境 流量 。方 法是 按季 节要 求 ：（ ） １ 如果 是在 夏