径流变化下河流生态需水研究

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当前,变化环境在一定程度上影响了河流径流,从而加剧了河流生态环境的恶化。论文以广西澄碧河为例,开展径流变化下河流生态需水研究,以期丰富生态需水研究理论,并为澄碧河上骨干水利工程——澄碧河水库今后实施生态调度提供依据。主要研究内容和成果如下:首先,采用IHA/RVA法分析径流变化对河流生态的影响。研究发现:澄碧河水库坝首水文站和平塘水文站的水文综合改变度分别为46.04%和66.91%,二者均为中度变异,即径流变化干扰了澄碧河的河流生态,且上游平塘水文站受到的影响更为严重,由此认为平塘水文站断面是“生态不利”断面,需要对其进行生态需水研究。其次,采用Fisher最优分割法和矢量统计法分别对平塘水文站径流变异前和变异后进行分期研究。结果表明:平塘站非汛期水文变异前可分为4期(11月1日~12月20日、12月21日~次年2月10日、次年2月11日~次年3月10日、次年3月11日~次年3月31日),变异后可分为3期(11月1日~11月20日、11月21日~次年1月31日、次年2月1日~次年3月31日);平塘站汛期径流变异前和变异后均可分为5期(变异前:4月1日~4月30日、5月1日~6月10日、6月11日~8月31日、9月1日~9月20日、9月21日~10月31日;变异后:4月1日~5月10日、5月11日~5月20日、5月21日~8月31日、9月1日~9月20日和9月21日~10月31日)。由此说明,常规的计算尺度会影响生态需水量的计算结果,应根据实际情况划分时间尺度,才能得到合理的生态需水量。最后,采用分期生态需水量法分别计算径流变异前和变异后的河流生态需水量,并分析二者的差异。结果表明:基于径流变化的原因,建议澄碧河生态需水量采用6.60m3/s(11月1日~11月20日)、3.83m3/s(11月21日~次年1月31日)、1.79m3/s(次年2月1日~次年3月31日)、3.87m3/s(4 月 1 日~5 月 10 日)、16.06m3/s(5 月 11 日~5 月 20 日)、28.30m3/s(5月 21 日~8 月 31 日)、39.71m3/s(9 月 1 日~9 月 20 日)和 15.86m3/s(9月21日~10月31日)。
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