河流生态流量计算方法及其评述
生态流量的确定
生态流量的确定1.常用计算方法生态流量的计算应根据河湖生态环境功能、生态环境状况及人类对河流的开发利用程度，合理确定维持河流基本生态环境功能和维系给定目标下生态环境功能的不同保护要求，计算基本生态环境需水量和目标生态环境需水量。
迄今为止，国际上有200多种生态环境流量计算方法，大致可分为水文学法、水力学法、栖息地评价法、整体分析法。
（常用计算方法详见本刊第15期）按照河流生态流量的计算方式，又可划分为查表法、数据分析法、功能分析法、水力栖息模型法等4类，其中Tennant方法是查表法的代表，基于IHA （Indicators of Hydrologic Alteration）的变动范围法是数据分析法的代表，BBM （Building Block Methodology）法是功能分析法的代表方法。
实际计算生态流量过程中，并不局限于单一的方法，可将两种或多种方法结合使用，例如将水文学与水力学结合，将水文学与栖息地法相结合等。
2.不同生态系统的生态流量计算保障河湖生态流量（水量）目的是为了维持河流、湖沼生态系统的基本形态、生物基本栖息地，以及生物多样性等生态功能。
由于不同生态系统结构与功能不同，其对应的生态流量各具特征。
在计算生态流量时，要根据生态系统的结构特征选择合适的生态流量计算方法。
河流生态系统可根据地理位置及河流大小特征等细分为：大江大河与支流溪流、山区河流与平原河网、高含沙河流以及咸淡水交错的河口等。
不同河流类型的生态流量共性表现为，水文情势及水力学要素是河流生态流量的重要影响因子。
根据资料的齐备情况，通常可采用水文学法、水力学法、栖息地评价法等计算生态流量。
然而，不同类型河流的生态流量又各具特点。
例如，山区河流多建有大型水利工程，水文情势的改变以及其对生物栖息地的影响需要在推求生态流量时予以考虑；平原河网闸坝密布，流速较小，生物基本栖息地功能下降甚至丧失，需要实施严格的生态流量管控；部分溪流由于小水电项目的过度开发，出现减脱水河段，河流出现不同程度萎缩甚至断流，计算生态流量时应予以重点考虑水流连通性。
河流生态流量特征图及生态流量评价方法
第31卷第1期Vol．31No．1水资源保护WATEＲＲESOUＲCES PＲOTECTION 2015年1月Jan．2015DOI ：10．3880/j．issn．1004-6933．2015．01．016作者简介：涂晶晶（1990—），女，硕士研究生，研究方向为水资源规划与管理。
E-mail ：tujingjing80@163．com 通信作者：艾学山，副教授。
E-mail ：xsai@whu．edu．cn 河流生态流量特征图及生态流量评价方法涂晶晶，陈森林，艾学山，毕玉晓（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072）摘要：以水电站大坝下游河道为研究对象，从分析天然日流量特征出发，基于月中值流量和月内典型特征流量绘制了河流生态流量特征图，作为水库下泄生态流量的确定依据。
基于此河流生态流量特征图，建立了判断生态流量满足程度的7d 流量偏差率、7d 生态需水保证率、月均生态需水适宜度及基于此3个指标的生态需水综合指标，并给出了各指标的评价依据和评价方法。
结果表明，河流生态流量特征图符合各时段河流天然流量的基本特征，可作为指导水库生态泄流的依据；所建立的生态流量评价方法能够反映实际下泄流量与天然流量的变化程度，可用于评价河流的生态流量满足程度。
关键词：河流生态流量；生态流量特征图；生态流量评价；水库调度中图分类号：TV213文献标志码：A 文章编号：1004-6933（2015）01-0099-07Diagram of river ecological flow characteristics and evaluationmethod of ecological flowTU Jingjing ，CHEN Senlin ，AI Xueshan ，BI Yuxiao（State Key Laboratory of Water Ｒesources and Hydropower Engineering Science ，Wuhan University ，Wuhan 430072，China ）Abstract ：Taking the downstream of the dam of hydropower station as the research object ，by analyzing the natural day-flow characteristics ，a diagram of river ecological flow characteristics was drawn based on the monthly mean flow and flow of typical characteristics ，being the standard of ecological flow of reservoir water release．Based on the diagram of river ecological flow characteristics ，the deviation rate of 7-day flow ，the guarantee rate of 7-dayecological water demand ，the monthly average suitability degree of ecological water ，and the comprehensive index of ecological water demand based on these three indexes were set up to judge the satisfaction level of ecological flows ；and the evaluation basis and evaluation method of each index were given．The results show that the diagram of riverecological flow characteristics conforms to the basic characteristics of river natural flow of each period ，and it can be used as a basis for guiding the reservoir ecological discharge ；and the evaluation method of ecological flows set up can reflect the changes of discharge flow and natural flow ，and it can evaluate the satisfaction degree of river ecological flow．Key words ：river ecological flow ；characteristics diagram ；evaluation of ecological flow ；reservoir operation 河流生态流量是指为保护河道内生态环境，需要保留在河流、湖泊、沼泽内的水量及过程，即维持河道内水生生物生存和生物多样性，以及防止河道泥沙淤积、水质污染、海水入侵、河道断流、湖泊萎缩所需要的河道流量［1］。
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。
辽宁省河流生态流量计算方法与分析
为例ꎬ 计算辽河干流生态流量ꎬ 结果表明计算成果合理ꎬ 满足辽河生态需水要求ꎬ 可为辽宁省河
流生态流量计算工作提供依据ꎮ
关键词: 生态流量ꎻ 计算方法ꎻ 辽河ꎻ 辽宁省
ｄｏｉ: １０ １３９２８ / ｊ ｃｎｋｉ ｗｒｄｒ ２０２０ ０６ ０１４
的保护目标联系起来ꎬ 且对生态流量的计算过程缺
乏规范统一的标准ꎮ 为解决这些问题ꎬ 本文提出了
辽宁省河流 生 态 需 水 分 区、 分 期、 分 类 的 划 定 原
则ꎬ 生态流量计算要素的确定方法ꎬ 各种生态流量
计算方法的适用条件及选取等ꎬ 对不同生态目标导
向下的生态流量计算具有重要的参考价值ꎬ 同时对
持行政区的完整性ꎮ 根据以上原则ꎬ 考虑地形、 降
沿河人口发展的空间分异特征ꎬ 确定上、 中、 下游
水、 土壤侵蚀、 植被覆盖 类 型 等 将 干 流 进 行 分 段、
边Hale Waihona Puke 位置ꎮ子流域进行合并ꎮ(４) 考虑行政区域的分区划分ꎮ 在大尺度分区
上游 保 护 区: 辽 宁 省 河 流 上 游 区 补 给 有 限ꎬ
１ １ ３ 生态流量分区
１ １ ３ １ 流域级生态流量分区
根据辽宁省各流域水资源条件、 生态环境特点
及水资源供需形势ꎬ 辽宁省流域级生态流量分区宜
划分为辽河流域区、 浑太流域区、 ＹＬＪ 流域区、 凌
河流域区、 东南沿海诸河区及辽西沿海诸河区ꎮ
１ １ ３ ２ 河流级生态流量分区
(１) 大型河流分区标准ꎮ 大型河流宜划分为上
当合并ꎻ 同一分区的地形、 降雨、 侵蚀、 植被等要
游源头区、 中游利用区及下游利用修复区ꎮ 应根据
河流流量计算公式
河流流量计算公式河流流量是指单位时间内通过河道横截面的水量，是衡量河流水量大小的重要指标。
计算河流流量的公式是基于流体力学原理和流量测量的方法得出的，通过该公式可以准确地计算出河流的流量，对于水资源的管理和利用具有重要的意义。
河流流量的计算公式可以根据流速和横截面积来进行推导。
一般来说，流量可以通过以下公式来计算：Q = A V。
其中，Q代表流量，单位是立方米每秒（m³/s）；A代表横截面积，单位是平方米（m²）；V代表流速，单位是米每秒（m/s）。
横截面积是指河道横截面的面积，可以通过测量河道的宽度和水深来计算得出。
在实际测量中，可以将河道分成若干个小矩形或梯形，然后分别计算出每个小矩形或梯形的面积，最后将它们相加得到整个横截面的面积。
流速是指单位时间内水流通过某一点的速度，可以通过流速仪器或者其他流速测量设备来进行测量。
在实际测量中，可以选择河道中的几个代表性点进行测量，然后取平均值作为流速。
通过以上公式，可以得出河流的流量。
但在实际应用中，由于河流的流速和横截面积都是变化的，因此需要进行连续的监测和测量，然后将得到的数据进行处理，得出平均值或者其他代表性的数值。
这样才能更准确地计算出河流的流量。
除了上述的简单计算公式外，还有一些更为复杂的计算方法，比如通过流速剖面积法来计算。
流速剖面积法是通过分析不同深度处的流速和横截面积来计算流量的方法，它可以更准确地反映出河流的实际情况，但需要更多的测量数据和计算工作。
另外，对于一些特殊情况，比如河流中存在悬移物或者泥沙，需要进行修正计算，以得出更为准确的流量数据。
这些修正计算一般是基于流体力学的理论和实验数据得出的，可以根据具体情况进行调整和应用。
总之，河流流量的计算是一个复杂而又重要的工作。
通过合理的测量和计算，可以得出准确的流量数据，为水资源的管理和利用提供科学依据。
希望未来能够有更多的科研人员投入到这一领域，不断完善河流流量的计算方法，为人类的可持续发展做出更大的贡献。
qp法计算生态基流
qp法计算生态基流一、引言生态基流是指在没有人类干预的情况下，河流中自然流量的一部分，对维持河流生态系统的健康运行至关重要。
生态基流的合理计算对于水资源管理和生态环境保护具有重要意义。
本文将介绍一种常用的计算生态基流的方法——qp法。
二、qp法的原理qp法是基于流量持续系数（q）和频率系数（p）的计算方法，通过分析不同频率下的不同持续时间的流量数据，确定生态基流。
其中，流量持续系数是指在某一特定频率下，超过某一特定持续时间的流量所占总流量的百分比；频率系数是指某一特定频率下的超过某一特定持续时间的流量。
三、qp法的步骤1. 收集流量观测数据：通过水文观测站收集河流的流量数据，包括不同频率下的不同持续时间的流量。
2. 统计计算频率系数：将观测数据按照不同频率进行排序，确定某一特定频率下的流量值，计算频率系数。
3. 统计计算流量持续系数：将观测数据按照不同持续时间进行排序，确定某一特定持续时间下的流量值，计算流量持续系数。
4. 构建qp曲线：根据计算得到的频率系数和流量持续系数，绘制qp曲线。
5. 确定生态基流：根据生态要求，确定合适的频率系数和流量持续系数的取值范围，并在qp曲线上确定对应的流量值，即为生态基流。
四、qp法的应用qp法广泛应用于水资源管理和生态环境保护领域。
通过计算生态基流，可以评估河流的生态健康状况，为水资源的合理开发利用提供科学依据。
此外，qp法还可以用于河流生态流量调控和环境保护政策制定。
五、案例分析以某一水文观测站的流量数据为例，根据qp法计算生态基流。
观测数据显示，在一百年一遇的频率下，超过95%的时间内，流量超过了河流生态所需的最低流量要求。
根据qp曲线，可以确定该频率下的流量持续系数为0.95。
然后，根据生态要求和实际情况，确定合适的频率系数和流量持续系数的取值范围，例如在一百年一遇的频率下，流量持续系数为0.8-0.9。
在qp曲线上，确定对应的流量值为X m³/s，即为生态基流。
河道内生态需水估算方法及其评述_钟华平
河道内生态需水估算方法及其评述钟华平1,2,刘 恒2,耿雷华2,徐春晓2(1.河海大学,江苏南京 210098;2.南京水利科学研究院,江苏南京 210029)摘要:针对目前常用的水文指标法、水力学法、整体分析法和栖息地法,4大类河道内生态需水估算方法就其适用条件和范围作了相关评述。
认为不同的估算方法有其不同的适用条件和范围,在实际应用中需根据已有资料条件和研究的目的,选用不同的计算方法。
关 键 词:生态需水;估算方法;河道内;栖息地中图分类号:X143;X171.1;G353.11 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2006)03-0430-05收稿日期:2004-12-18;修订日期:2005-04-30基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2003CB415104)作者简介:钟华平(1964-),男,江西赣县人,南京水利科学研究院教授级高级工程师,河海大学博士研究生,主要从事水资源可持续利用、水政策法规研究。
E -mail :hpzhong @nhri .cn河道内生态需水通常是指河流为了维持某一特定生态系统的基本生态功能,河道应保持的流量。
河道内生态流量一般指维持水生和岸栖生物生存的最小需水量[1]。
国外经过多年来的研究,已形成了一些相对成熟的生态需水估算方法。
基本可以分为:水文指标法、水力学法、整体分析法和栖息地法等4大类。
不同的计算方法各有其适用条件和适用范围,选定生态需水评估方法应考虑下列因素:河流类型;人们的生态环境价值观;计算结果的精度要求;收集资料的费用和困难程度等。
一些国家的生态需水评价,还依据计算的精度进行评价结果分级[1]。
1 河道内生态需水评估方法1.1 水文指标法(Hydrological Index Methods )水文指标法(也称历史流量法)是生态需水评价中最简单的、需要数据最少的方法,它依据历史水文数据确定需水量。
最常用的方法有Tennant 法或称蒙大拿(Montana )法、水生物基流法、可变范围法、7Q10法、德克萨斯(Texas )法、流量持续时间曲线分析法、年最小流量法和水力变化指标法(IHA )等。
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。
- 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)。
河流生态流量计算方法及其评述
发表时间：2017-09-21T11:44:03.347Z 来源：《防护工程》2017年第12期作者：范世杰叶梓健邓杰烽陈毓灵张宇东邓绍欣
[导读] 日后需进行基于生态物理过程实验的研究，以便更全面掌握河流生态需水的机理，从而提出更加适合我国的河流生态流量的计算方法。
华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642
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]。
从20世纪90年代以来，由于西北内陆生态环境恶化问题日益突出，国内学者开始着重对西北干旱、半干旱区的生态需水进行研究
[6]。
近年来，在南水北调水资源配置工程以及全国水资源开发规划中，生态需水都逐渐成为水资源配置和水资源开发必须考虑的部分，河流生态需水也不断受到人们的重视和成为水资源的研究热点[7]。
3 常用生态流量计算方法比较
目前我国常用的河流生态流量计算方法主要有湿周法、R2-Cross法、改进7Q10法、NGPRP法、Tennant法、栖息地模拟方法和整体分析法，各方法的使用基础数据、应用条件、优缺点详见表1。
表1 常用的河流生态流量估算方法比较
4 结论和建议
我国的水资源丰富但时空分布不均匀，水资源开发与生态环境保护的矛盾日益突出，生态环境用水常被国民经济用水挤占，引发了一系列的生态环境问题，如何协调好国民经济用水与生态环境用水已显得尤其重要。
从流域上看，国内对河流生态需水的研究多集中干旱和半干旱地区，如黄河、辽河等流域，对水资源相对丰沛的流域的研究较少，随着水质性缺水问题日益突出，对水质性缺水的流域的河流生态流量进行研究较为迫切。
同时，对缺乏实测水文资料和水生物资料的小型河流生态流量研究也亟须加强。
目前，生态流量相关研究基本停留在理论和方法研究层面，关于生态流量泄放管理和泄放生态流量后的效果的研究比较匮乏，建议日后的生态流量研究多针对生态流量管理和泄放后效果，对建有小水电的河流泄放生态流量应考虑小水电的发电效益损失情况。
国内生态需水计算大多按照全年统一的标准，但部分地区雨旱、季降雨分明，如广东，河流流量相差较大，如全年按照同一个生态流
量泄放会导致旱季天然来水流量无法满足生态流量泄放，生态流量计算不具可行性。
建议根据水生生物的不同繁育越冬生命周期，雨季和旱季采用不同的生态流量标准。
我国生态流量计算方法多直接延用外国的研究成果，日后需进行基于生态物理过程实验的研究，以便更全面掌握河流生态需水的机理，从而提出更加适合我国的河流生态流量的计算方法。
参考文献
[1]崔保山，杨志峰.湿地生态环境需水量研究[J].环境科学学报.2002(02):219-224.
[2]张强，崔瑛，陈永勤.基于水文学方法的珠江流域生态流量研究[J].生态环境学报.2010(08):1828-1837.
[3]叶植滔，周买春.广东丘陵区小型河流生态需水量多种方法估算[J].人民长江.2016(19):6-11.
[4]杨志峰，张远.河道生态环境需水研究方法比较[J].水动力学研究与进展(A辑).2003(03):294-301.
[5]王西琴，刘昌明，杨志峰.生态及环境需水量研究进展与前瞻[J].水科学进展.2002(04):507-514.
[6]刘昌明.中国21世纪水供需分析_生态水利研究[J].中国水利.1999,10:18-20.
[7]潘扎荣，阮晓红，周金金，等.河道生态需水量研究进展[J].水资源与水工程学报.2011(04):89-94.。