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河流生态和环境需水理论与实践

李群  
【摘要】: 随着我国社会经济的快速发展,河流生态和环境问题日益严峻,成为可持续发展的瓶颈。因此,本文以黄河干流生态和环境问题突出的宁蒙、龙三及小浪底以下三河段为对象,对河流生态和环境需水理论和实践等进行研究,主要的研究成果如下: (1)提出典型年选取和分期确定百分比措施对Tennant法进行改进,使其适合流量季节性河流。实例应用表明改进后的Tennant法能适应季节性强的河流。 (2)通过引入底标比和排标比推导出资源污径比,结合一维水质模型,提出资源污径比环境需水法。实例应用表明此法确定河流环境需水量比一维水质模型更简便且可行。 (3)引入优异、劣异、优反和劣反,使得差异度和对立度得到细化,实现对集对分析评价方法改进。实例应用表明,改进集对分析综合评价模型评价结果更加合理。 (4)以水量平衡理论和水环境容量不超载理论为研究基础,提出河流湿地生态和环境需水计算方法,得到河南黄河湿地自然保护区生长季内最小生态和环境需水量为6.97亿m3,最大生态需水量为65.53亿m3。 (5)通过引入河道外与河道内用水比例及资源污径比,改进河流生态需水水量与水质综合评价模型。改进后的模型比原模型更优越:第一,河道外与河道内用水比例引入,能进行定量评价生态用水比例和允许流量污径比限值随外调水量输入而改善的程度。第二,资源污径比更能全面反映河流污染程度,更好地评价河流生态需水。 (6)以黄河干流为例,计算得到黄河头道拐、龙门、花园口和利津水文站的适宜生态和环境流量(非汛期)分别为340 m3/s、500 m3/s、500 m3/s和300 m3/s,最小生态和环境流量(非汛期)分别为140 m3/s、300 m3/s、300 m3/s和100m3/s;并对黄河2002-2005年的生态需水进行了综合评价,结果显示:在污水一级达标排放和不调水情况下,黄河生态用水水量比例在33.5%~54.5%,在Tennant等级中较好状态,但水质不满足要求。研究成果将为黄河水资源合理配置和全河水资源统一调度与管理提供技术支持。


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