Page 17 - 《水文》2021年第2期

第2期 李千珣等院清江最小和适宜生态流量的计算与评价 15

积 1.67伊10 km 袁是湖北省境内长江第二大支流渊仅次 Richter 等 提出袁后者包含流量大小尧历时尧频率尧变
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于汉江冤遥 流域内基本为山区袁气候温和袁湿润多雨袁多 化率等 32 个水文要素遥 Richter 等还将 25%和 75%来
年平均降雨量 1 400mm袁多年平均流量 440m /s遥 清江 水频率值作为各指标的上下限袁即 RVA 阈值遥 RVA 阈
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干流自上而下建成水布垭尧 隔河岩和高坝洲 3 座梯级 值用以限定 IHA 指标的变化范围袁 在阈值范围内袁表
水库电站袁多年平均设计年发电量 72伊10 kW窑h袁防洪 明河流受水利工程影响较小袁反之影响较大袁于生态不
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库容 10伊10 m /s遥 利遥 虽然 RVA 法最初用于评估人类活动对河川径流
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为保护和改善清江流域水生态环境袁防治水污染袁 的影响袁但后来广泛用于计算生态流量 遥 钟华平等 [3]
保障饮用水安全和公众健康袁推进生态文明建设袁促进 认为袁对于季节性变化小的河流袁可将 RVA 阈值差的
绿色发展和高质量发展袁湖北省人大常委会通过了叶清 25%作为生态流量遥 张志广等 建议袁对于年内流量变
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江流域水生态环境保护条例曳袁 并于 2020 年 1 月 1 日 幅较大的河流袁 可采用RVA 阈值差的 50%作为生态
起施行遥该条例第三十八条明确指出院省人民政府水行 流量遥 根据 RVA 法计算特性可知袁在河流水文情势
政主管部门应当加强清江流域水资源的统一调度袁科 未受到影响时袁 河流流量均值在 RVA 阈值差的
学确定清江流域各河道的生态流量袁 保证生态用水需 50%左右变动为宜 遥 考虑到清江具有明显的季节
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求袁重点保障枯水期生态基流遥 性袁年内流量变幅较大袁本文采用下式计算清江最小
2.2 数据资料 生态流量院
水布垭和隔河岩水库分别于 2007 年和 1997 年建 Q ecology=渊Q 上限-Q 下限冤伊50% 渊1冤
成运行遥 根据水量平衡原理还原计算两库坝址的天然 式中院Q ecology 为所求最小生态流曰Q 上 限 尧Q 下 限 分别为
径流过程袁并通过对原有实测资料系列的延长袁得到水 RVA 的上尧下阈值遥
布垭和隔河岩水库坝址 1951~2019 年渊共 69 年冤日出 3.1.3 DC 法
库流量系列遥 流量历时曲线渊Flow Duration Curve, FDC冤法袁包
括总历时法尧多年平均法和多年中值法袁广泛用于计
3 计算方法
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算生态流量 遥历时曲线渊DC冤法是 FDC 法一种改进 袁
河流的水文过程呈周期性变化袁 因此所求生态流 综合了 FDC 三种方法的优点袁纳入了频率系数和流量
量是以时间为变量的过程线遥本文采用逐月最小尧RVA 中位数的概念袁在反映生态流量年内季节性变化的同
和 DC 三种方法计算最小生态流量袁 逐月频率法计算 时袁考虑了径流的平均年际变化并削弱了年际极端流
适宜生态流量遥所谓最小生态流量袁是指在满足河流生 量事件的影响遥 DC 法取 95%历时点流量作为最小生
态系统稳定和健康条件所允许情况下的最小流量过 态流量的计算依据遥 95%频率值对应流量通常被当作
程遥 适宜生态流量是指有利于维持河道内外生态系统 极端低流量值袁即水生栖息地最小流量条件袁亦即警
稳定并确保物种多样性的最宜流量过程遥由此可见袁最 告水资源管理者的危险流量指标遥 DC 法具体计算过
小生态流量和适宜生态流量对水量尧 持续时间和水质 程如下院
均有要求遥 渊1冤根据清江流域降雨径流的季节性变化规律袁
3.1 最小生态流量 按春渊2~4 月冤尧夏渊5~7 月冤尧秋渊8~10 月冤和冬渊11~次
3.1.1 逐月最小生态流量法 年 1 月冤四季划分袁以反映径流年内变化过程遥
逐月最小生态流量法认为最小生态流量过程和天 渊2冤以每个季节内各月 95%频率值与季节月平均
然径流过程类似呈连续变化袁应逐月计算袁而不分丰尧 值的比作为量化标准袁定义为频率系数袁见公式渊2冤~
平尧枯水期和季节性 遥 该法取天然月均流量系列中逐 渊4冤遥
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月流量系列的最小值作为该月最小生态流量袁 各月最 3
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Q 95= 移q 95 渊2冤
小生态流量值构成年最小生态流量过程遥 3 i=1
3.1.2 RVA 法 3
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变异性范围渊RVA冤法是用来分析河流受人类活动 Q= 移q i 渊3冤
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i=1
影响前后其水文要素变化程度的一种方法遥 它和 IHA k=Q 95/Q 渊4冤
渊Indicators of Hydrologic Alteration冤 指标体系一起由
式中院Q 95 为季节内各月份 95%频率值的平均流量曰q 95