不同水库运行模式对黄河兰州站生态水文特征变异的影响
黄河流域兰州段生态敏感性评价方法研究
黄河流域兰州段生态敏感性评价方法研究黄河流域兰州段生态敏感性评价方法研究摘要:生态敏感性评价是黄河流域兰州段生态保护和管理的重要工作之一。
本文通过对黄河流域兰州段的生态环境特点进行分析,总结了目前生态敏感性评价方法的研究现状,并提出了一种基于综合指标法的生态敏感性评价方法。
该方法结合了环境因子的空间分布特征,通过构建评价指标体系,定量评估了兰州段各个区域的生态敏感性,并对评价结果进行了验证。
研究结果表明,兰州段的生态敏感性较高,主要受到人类活动和自然因素的影响。
本文的研究成果有助于为黄河流域兰州段的生态保护和管理提供科学依据。
关键词:黄河流域;兰州段;生态敏感性评价;综合指标法1. 引言黄河是中国第二大河流,也是中国文明的摇篮之一。
然而,在过去几十年里,随着工业发展和人口增长,黄河流域的生态环境受到了严重破坏。
兰州作为黄河流域的重要节点城市,承担着重要的经济和社会发展任务,但也面临着生态环境保护和恢复的压力。
2. 兰州段的生态环境特点黄河流域兰州段位于黄河中游地区,地理位置十分重要。
兰州段的生态环境特点主要包括以下几个方面:第一,水资源丰富但不均衡。
黄河是中国第一大河流,为兰州提供了丰富的水资源,但由于南北水源分配不均衡,区域间水资源争夺问题突出。
第二,土壤侵蚀严重。
由于兰州地处黄土高原,土壤侵蚀问题较为严重,导致黄河水质受到污染。
第三,植被覆盖率低。
兰州地区植被覆盖率低,在人类活动和自然灾害等因素的影响下,植被恢复能力较弱。
以上生态环境特点对生态保护和管理提出了严峻的挑战。
3. 生态敏感性评价方法的研究现状生态敏感性评价是对生态环境变化和人类活动影响的一种评估方法。
目前,研究人员对于生态敏感性评价方法的研究主要包括基于统计模型的方法、基于遥感技术的方法和基于综合指标法的方法等。
3.1 基于统计模型的方法基于统计模型的方法主要利用多元回归分析、聚类分析等统计手段,通过建立数学模型来评估生态敏感性。
近50年黄河流域水资源变化特征分析
近50年黄河流域水资源变化特征分析周成虎中国科学院地理科学与资源研究所黄河流域大部分地区属于半干旱和半湿润区, 水资源条件先天不足, 人均占有年水资源量仅为全国平均的1/5。
作为我国北方地区最大的供水水源, 黄河以其占全国河川径流2%的有限水量, 担负着本流域和下游引黄灌区占全国9%的耕地面积和12%人口的供水任务, 同时还要向流域外部分地区(含河北与天津及青岛)远距离送水(刘昌明,2004)。
过去50年黄河流域水循环和水资源情况发生了巨大的变化。
从20世纪60年代以来水循环要素均呈减少的趋势,黄河流域从1972-2000年间有22年出现断流。
在人类活动的影响下, 流域水资源状况日益恶化。
特别是近20 多年来干流、主要支流下游断流频繁发生, 不仅使水资源供需矛盾加剧, 而且对流域的生态环境带来一系列冲击(刘昌明,2004)。
河川径流是黄河流域重要的水资源。
本项研究主要着眼于对河川径流的分析。
根据1956-2000年的实测资料分析,唐乃亥测站的多年平均年径流量为203.93m3s-1,占全流域产流量38.13%;兰州站为329.89 m3s-1,占61.68%;花园口站为532.78 m3s-1,占99.6%,利津站为534.79 m3s-1。
所以黄河上游是黄河流域的主要产流区,特别是黄河源区,这也是本项研究的重点区。
(一) 近50年黄河流域降水及其变化1、流域降水的空间分布1951-2000年黄河流域花园口以上多年平均降水量为449.9mm,空间分布的总趋势是由东南向西北递减。
降水量最多的是流域东南部湿润半湿润地区;秦岭、伏牛山及泰山一带年降水量为800~1000mm;水量最少的是流域北部的干旱地区,宁蒙河套平原年降水量只有200mm。
如用200、400、600 mm年降水量等值线大致代表黄河流域的年降水地带性, 即干旱区、半干旱区与半湿润区, 其中200mm线东-西变幅不大,约100km;600mm线主要是南-北变化,南-北变幅大于300km;400mm年降水量等值线大致代表黄河流域年平均降水(449.9 mm)情况, 而400mm年降水量等值线各年南-北(纬向)与东-西(经向) 的摆动都很大,在黄河流域可达400km以上。
CMIP6_模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估
第 6 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 6 2023 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2023 DOI:10.12170/20230215001吴金雨,鞠琴,刘小妮,等. CMIP6模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估[J]. 水利水运工程学报,2023(6):1-12.(WU Jinyu, JU Qin, LIU Xiaoni, et al. Assessment of precipitation and temperature in the water conservation region of the Yellow River Basin using CMIP6 models[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023(6): 1-12. (in Chinese))CMIP6模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估吴金雨1, 2,鞠琴1, 2,刘小妮1, 2,连子旭1, 2,张译尹1, 2,段远强1, 2(1. 河海大学水灾害防御全国重点实验室,江苏南京 210098; 2. 长江保护与绿色发展研究院,江苏南京210098)摘要: 黄河流域水源涵养区是国家重要的生态屏障,评估全球气候模式对黄河流域水源涵养区降水和气温的模拟能力至关重要。
基于国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的20个全球气候模式,采用相对误差、相关系数、确定性系数和泰勒图等评估指标,对黄河流域水源涵养区1985—2014年降水和气温的模拟能力进行综合评估,并对优选出的模式进行空间分析。
结果表明:绝大多数气候模式对气温的模拟效果优于降水,气温的相关系数高达0.95以上;而对降水的模拟普遍存在高估现象,确定性系数偏低。
在对黄河流域水源涵养区分区研究中发现,大部分模式对3个区域(黄河源区、唐乃亥-兰州以上流域和渭河-伊洛河流域)的模拟精度都有待进一步提高,不同气候模式在不同分区上的模拟能力有差异,总体上,20个模式在黄河源区模拟的降水和气温效果最好,唐乃亥-兰州以上流域次之,渭河-伊洛河流域最差。
关于黄河的资料简介水文特征
关于黄河的资料简介水文特征黄河,世界第六大长河,中国第二长河,是中华文明最主要的发源地,中国人称其为“母亲河”,下面是店铺为你整理的黄河的资料简介,希望对你有用!黄河简介黄河,中国北部大河,全长约5464公里,流域面积约752443平方公里。
世界第六大长河,中国第二长河。
黄河发源于青海省青藏高原的巴颜喀拉山脉查哈西拉山的扎曲,北麓的卡日曲,和星宿海西的约古宗列曲,呈“几”字形。
自西向东分别流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南及山东9个省(自治区),最后流入渤海。
黄河中上游以山地为主,中下游以平原、丘陵为主。
由于河流中段流经中国黄土高原地区,因此夹带了大量的泥沙,所以它也被称为世界上含沙量最多的河流。
但是在中国历史上,黄河下游的改道给人类文明带来了巨大的影响。
是中华文明最主要的发源地,中国人称其为“母亲河”。
每年都会生产差不多十六亿吨泥沙,其中有十二亿吨流入大海,剩下四亿吨长年留在黄河下游,形成冲积平原,有利于种植。
黄河历史变迁黄河的孕育、诞生、发展受制于地史期内的地质作用,以地壳变动产生的构造运动为外营力,以水文地理条件下本身产生的侵蚀、搬运、堆积为内营力。
在成河的历史过程中,运动不息,与时俱进。
黄土高原的水土流失与黄河下游的泥沙堆积在史前地质时期就在进行,史后受人类活动的影响与日俱增。
根据多方面的研究,古黄河有三个发展阶段:第三纪至第四纪的早更新世为古黄河孕育期。
第四纪中更新世(距今115万年~10万年)古黄河诞生成长期。
晚更新世(距今10万年~1万年)黄河形成海洋水系。
历史时期黄河在上中游平原河段,河道也曾有过演变,有的变迁还很大。
如内蒙古河套河段,1850年以前磴口以下,主要分为两支,北支为主流,走阴山脚下称为乌加河,南支即今黄河。
1850年西山嘴以北乌加河下游淤塞断流约15公里,南支遂成为主流,北支已成为后套灌区的退水渠。
龙门~潼关河道摆动也较大。
不过,这些河段演变对整个黄河发育来说影响不大。
兰州黄河水源――地下水关系
兰州黄河水源一一地下水关系随着工农业的发展和上游水利水电资源的开发,流经兰州的黄河水量、水质和以前相比发生了很大的变化。
主要由黄河水补给的兰州市地下水,特别是供饮用的水资源量和水质也发生了很大的变化。
据部分研究结果,已污染的黄河水是地下水的污染源之一。
黄河水质的好坏对地下水源的影响很大,要保护地下水首先要保护黄河水。
黄河水对地下水的影响究竟有多大?受污染的黄河水是否会危及地下水源?本文正是在前人大量工作成果的基础上,对此作较为深入的分析研究,以便为正确利用、开发和保护水资源提供决策依据。
1概述高、中、低山地;黄土丘陵峁兰州市位于黄河中上游黄土高原,是一个东西长(约50km),南北窄(约2〜8km)的连续河谷盆地中的沿河带状城市。
受地质构造的控制,黄河在兰州段形成三个串珠状阶地型河谷盆地,即新城-河口盆地、西固-七里河盆地和城关-雁滩盆地。
黄河自西向东纵贯全市,市区位于西固-七里河盆地和城关-雁滩盆地,分割成城关、盐场、七里河、安宁、西固等五块自然小区。
盆地内部有5级高低不等的阶地,大多为冲积-洪积物所构成,二级阶地面积最大,为城市规划建设的主要阶地。
兰州市大部分地面为黄土覆盖。
黄土丘陵是主要的地貌类型。
全市地貌可分为石质、沟谷地;河谷川台盆地;这三种类型分别占全市面积的65%、20%、15%。
市区海拔1520m,南有皋兰山,海拔2159m,北有九州台,海拔2067m, 地形相对高差最大约600m。
兰州断陷盆地及其周围的地层有前第三系变质岩、砂砾岩及夹泥岩和第三系红色砂岩、泥岩以及第四系松散层。
市区东部和西部为第三系红层隆起,第四系松散堆积较薄;市区中部为兰州断陷盆地,第四系堆积厚度大。
兰州断陷盆地四周均受到构造断裂的控制,市区发育多条北西西向、北北西向、北东向活动断裂,全新世以来继承性的北北西向断裂和相伴生的北西西向断裂多处见到新的活动。
主要存在有马滩断裂、雷坛河断裂、深沟断裂及黄峪断裂。
12黄兰州市地下水环境概况2.1水文据黄河兰州水文站的资料,黄河平均径流量从建站以来可分为三个时期:①1935-1968(共34)年,黄河兰州段未受到大型水利工程的影响,可代表自然状态,多年平均流量为1100m3/s;②1969-1986(共18)年,黄河径流受到刘家峡水库蓄洪和调流量作用,与建库前相比最大流量有所减少,最枯流量有所增加,多年平均流量为1034m3/s;③1987〜至今,黄河径流除受到刘家峡水库调节外,还受到库容更大的龙羊峡水库调节,使年内流量变化更趋平缓,多年平均流量为998m3/s o2.2地下水环境兰州市地处我国陇西黄土高原,是一个东西长、南北窄、沿黄河两岸分布的带状城市,主体由两个北西西向盆地连贯而成,即西固一一七里河盆地和城关一一雁滩盆地。
黄河上游梯级水库多目标水沙联合模拟优化调度模型
黄河上游梯级水库多目标水沙联合模拟优化调度模型白夏;戚晓明;汪艳芳【摘要】黄河上游梯级水库群联合调度运行是实施黄河水沙“固-拦-调-放-挖”综合治理模式的一项重要非工程措施.以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,首先,以河段输沙水量最大为优化目标,建立了基于自迭代模拟优化算法的黄河上游梯级水库多目标水沙联合模拟优化调度模型;其次,系统分析上游来水、沿黄用水、调水调沙时段及起调水位选取等因素对黄河上游梯级水库输沙、发电及供水等综合利用效益的影响;最后,推荐制定了黄河上游调水调沙最优方案,即丰水年应尽量抬高非汛期(4月)龙羊峡水库初始水位,最大程度上发挥黄河上游水资源综合利用效益.研究成果对维护黄河健康、丰富和完善梯级水库优化调度理论及方法、促进黄河上游水能资源综合开发利用具有十分重要的理论意义和应用价值.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2016(037)010【总页数】6页(P12-17)【关键词】水库优化调度;调水调沙;输沙水量;自迭代模拟优化;黄河上游;龙羊峡水库【作者】白夏;戚晓明;汪艳芳【作者单位】蚌埠学院机械与车辆工程系,安徽蚌埠233030;西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,陕西西安710048;蚌埠学院机械与车辆工程系,安徽蚌埠233030;蚌埠学院机械与车辆工程系,安徽蚌埠233030【正文语种】中文【中图分类】TU205黄河是世界上著名的多泥沙河流,“黄河斗水、泥沙其七、水沙异源、水少沙多、年际变化大”是黄河流域水资源分布的显著特点[1-2]。
由于黄河水沙关系搭配不合理,导致下游河道不断淤积,河槽过水能力逐渐下降,致使黄河洪凌灾害日益频发[2-3]。
近50多年来,由于气候变化、生态破坏及沙漠扩张等,黄河水沙关系不断恶化,河槽萎缩、河床抬高、“地上悬河”现象日益严重,严重制约和限制了黄河水能资源的可持续开发与利用[1-3]。
实践证明,以水库调沙为主、以防风固沙、水土保持、河道整治、挖河减淤等工程措施为辅的“固-拦-调-放-挖”的黄河水沙调控技术体系,是构建和谐的黄河水沙关系、维持河道冲淤平衡、满足流域防洪、防凌、发电、供水、生态等综合利用要求的重要保障,对保障宁蒙河段防凌安全、促进黄河上游水能资源综合利用具有重要的实践意义[4-6]。
黄河梯级水库群多过程协同调度模型
2022年12月水 利 学 报SHUILI XUEBAO第53卷 第12期文章编号:0559-9350(2022)12-1410-11收稿日期:2022-06-06;网络首发日期:2022-11-25网络首发地址:https:??kns.cnki.net?kcms?detail?11.1882.TV.20221124.1434.001.html基金项目:国家重点研发计划项目(2021YFC3200203);国家自然科学基金项目(51879240);河南省重大公益专项项目(201300311400)作者简介:彭少明(1973-),博士,正高级工程师,主要从事水文水资源研究。
E-mail:pengshming@163.com通讯作者:郑小康(1983-),硕士,高级工程师,主要从事水资源与水环境研究。
E-mail:xk.zheng@163.com黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法彭少明1,2,王 煜1,郑小康1,金文婷3,尚文绣1,陶奕源1(1.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南郑州 450003;2.水利部水利水电规划设计总院,北京 100120;3.安康学院旅游与资源环境学院,陕西安康 725000)摘要:黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。
本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。
结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益:通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%~18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m3。
黄河上游兰州水源水污染风险调查与评估
黄河上游兰州水源水污染风险调查与评估黄河上游兰州水源水污染风险调查与评估黄河,被誉为中国的母亲河,是我国重要的水资源来源之一。
然而,在经济快速发展的同时,环境问题也随之而来。
黄河上游的兰州市,作为重要的工业基地和交通枢纽,其水源质量问题备受关注。
本文将对兰州市水源水污染风险进行调查与评估,以期揭示目前的水污染状况以及潜在的风险。
首先,我们需要了解兰州市的水源情况。
兰州市位于黄河的上游,毗邻祁连山脉,其水源主要来自于黄河以及周边的河流、湖泊和地下水。
然而,由于兰州市的工业和生活用水需求不断增加,水源受到了巨大的压力。
为了调查水源水质,我们进行了一系列的采样和分析实验。
通过对兰州市主要河流和湖泊的水样进行采集,并在实验室中进行分析,我们发现了一些令人担忧的结果。
首先,兰州市的水源普遍存在悬浮物和胶体物质的超标问题。
这些物质会对水体形成浑浊,不仅影响水的可见度,还对水生物造成威胁。
其次,氨氮和COD(化学需氧量)含量也超过了国家标准。
这些污染物来自于农业、畜牧业和工业排放,对水体造成了有害影响。
此外,我们还发现了一些重金属元素和有机物的存在,这些物质有可能对人体健康产生潜在危害。
在评估水源水污染风险时,我们考虑了多个因素。
首先,我们考虑了污染物的含量和种类。
通过对实验结果的分析,我们确认了黄河上游兰州市的水源存在多种污染物,包括悬浮物、胶体物质、氨氮、COD等。
这些污染物的累积效应可能会对水质产生重大影响。
其次,我们考虑了当地的排放和污染控制情况。
尽管兰州市已经采取了一系列的污染治理措施,但随着工业和人口增长的压力不断增加,控制污染的难度也在增加。
最后,我们还考虑了兰州市的环境敏感性和水源的可恢复性。
兰州市周围的生态环境脆弱,水源的恢复可能面临很大困难。
基于以上的调查与评估结果,我们认为黄河上游兰州市的水源水污染风险较高。
为了保护水源的安全和可持续性发展,我们提出以下建议:首先,加强污染物排放和控制管理。
近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析
生态环境 2004, 13(4): 520-523 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:国家自然科学基金项目(40301010,40371026)作者简介:谢昌卫(1973-),男,博士研究生,主要从事寒旱区水文与水资源研究。
E-mail: xiecw@ 收稿日期:2004-06-24近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析谢昌卫,丁永建,刘时银中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃 兰州 730000摘要:对长江、黄河源区12个台站近50年来的温度、降水资料分析表明,近50年来长江源区平均升温0.61 ℃,黄河源区平均升温0.88 ℃;长江-黄河源区降水量在经过上世纪80年代高峰期后90年代呈现明显下降趋势,东部地区降水量减幅大于西部地区;在总体气候向暖干变化的同时,区域内春末夏初和冬季部分月份近50年来气候朝暖湿化方向发展。
径流量在上世纪90年代呈现出较强的枯水期,然而由于气候变暖加剧了冰雪的消融,以冰雪融水补给为主的河流在温度升高的气候背景下径流量出现了较大幅度的增长。
伴随着温度的升高和降水量的波动变化,近50年来区域内呈现出冰川、冻土加速消融,湖泊、沼泽疏干退化加剧的趋势。
关键词:气候;水文环境;长江-黄河源区中图分类号:X14;X16 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2004)04-0520-04举世闻名的长江、黄河两大流域,是中华文明的摇篮,也是中国经济和社会发展的重心与纽带。
过去几十年来,长江、黄河源区水文与生态环境已发生了显著变化,主要表现是冰川后退、冻土退化、湿地干化、湖泊萎缩,这些与水文条件密切相关的环境要素的变化,导致的直接结果就是土地沙化范围扩大,土壤严重裸土化,草地明显退化[1]。
长江、黄河源区生态环境的变化已引起人们极大关注,位于青藏高原的“江河”源区已成为人们关注的重点区域之一。
深入分析长江、黄河源区近50年来气候和水文环境的变化,是明确区域内生态环境变化趋势的关键。
黄河水资源利用有关问题分析-李东
黄河水资源利用有关问题分析李东(黄河水利委员会水文局,河南郑州 450004)摘要:建立“流域耗水量”与“行政区域耗水”概念,“流域耗水量”把引出河道扣除其回归河道的水量即所谓的还原水量,流域河川径流还原水量的计算方法,对于流域来说,就是耗水量。
结合黄河水资源利用特点总结出,渠道取水口在水文站水文断面以上并由水文站测验的渠道站可以合并在一起简化用水处理,把渠道取水口虚拟为水文站断面以下,具有这类特点的归纳为“下河沿模式”。
黄河承担着流域内用水,同时承担着外流域用水,这部分对黄河流域而言全部消耗水量。
水资源利用有大量的引出水量也有相当部分水量退回到河道,因此存在重复利用水量问题,特别是枯水年份尤为突出。
关键词:流域耗水量区域耗水量下河沿模式流域外供水黄河作者参与了“1950~1990年黄河水文基本资料审查评价及天然径流量计算”、“1919~1949年及1991~1998年黄河水文基本资料审查评价及天然径流量计算”、第二次“黄河流域水资源评价”和10余年“黄河流域水资源公报”水资源利用相关分析统计工作,对黄河流域地表水资源利用中一些相关概念进行了分析和归纳。
1.流域耗水量黄委会水文局第一次黄河流域水资源评价成果没有得到黄委会的认可,首次开展1997年黄河流域水资源公报编制也是因为按照全国水资源公报大纲编制而没有通过黄委会的审查。
这是由于计算地表水资源量有不同的方法造成的:一般意义上的耗水量与流域耗水量。
1.1一般意义的耗水量根据中国水资源公报工作大纲的内容,耗水量是不分地表与地下水的,但实际工作中,在计算河道天然径流量时,把人类活动影响的地表径流水量进行还原。
如果套用此概念,地表耗水量指在输、用水过程中,通过蒸发、土壤吸收、渠系损失、产品带走、居民和牲畜饮用等形式消耗的,而不能回归到地表水体或地下含水层的水量。
其关键在于不仅回归地表也包括回归地下的水量不作为消耗水量。
这也是一般意义上的耗水概念。
我们为了区别于流域耗水量把这一传统上的耗水量概念称为“行政区域耗水量”,以示区别。
黄河兰州水文站逐日流量过程预报模型研究
黄河“一高一低”水库调度实践与思考
uvVw!"!#$%!"#$!"!#$#%"&'()*+,-.-./"IJK"LMN"OPQ"RST!!"#$%!"&'(!)*+,-."!"###$"/0#U:!%#&'!()()!"#"$%&'()*+,-"."/&012&*34567"89:&;<=>?@A 来最大洪水#水利部黄河水利委员会结合工程和防汛实际提出了“一高一低”水库调度思路,准确预报、超前部a&bcWX"()defgWXOh"O>N6&ij&k7&lm&nopqr;stu#A()()!"v7VW 度为例,从汛期来水来沙、水库调度方案、水沙调控效果等方面做了分析论述,并提出了相关认识与建议#关键词:黄河'水库调度;水沙调控;调度模式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中图分类号:TW697.13文献标识码J文章编号:1000-1123(2021)09-0003-04!"&#$%&'()&'Y*+, -.'/0'(123456&'(789:;1256<=>?@A BC'#$"DE%F GHIJK&L MNO&PQRSTUVWFGX 有三门峡(小浪底两座水库投入运d&VTVUefghIi'Tjk 黄河水利委员会(以下简称"黄委%)qrn-stOuN56vw&t 减轻下游滩区洪水威胁,立足于现有工程体系条件,创新地提出了+—高一低%水库调度思路'2018—2020年连续三年汛期调度实践,取得了显著的防洪保安(排沙减淤(洪水资源化、生态补水等综合效益’d&ef=ghi6jk系与水库调度目标!"!"#$%&'(以已建龙羊峡、刘家峡、三门[、小浪底等干流骨干枢纽为主体,以支流控制性水库为补充,与干流河道工程一起,初步形成黄河水沙调控工程体系,对来水来沙过程进行科学调节,适时蓄存或泄放水沙,将天然状态下不协调的水沙关系塑造得尽可能协调'利用工程体系和水文监测预报、水库调度、计算机模拟等非工程体系,开展水沙调控’#"!)*+,-在保证水库安全运行的前提下,实现防洪、减淤、供水、生态、发电等综合效益最大化’尽可能保证青、甘、宁、内蒙古河段河道过流安全;控制下游河道不漫滩;维持下游河道中水河槽,并尽可能多输沙入海’实现三门峡、小浪底水库排沙减淤,调整库区淤积形态’实现洪水资源利用,汛末水库尽可能多蓄水’二、“一高一低”水库调度st!."/0/12!)#345678黄河防洪的重点和难点在下游’下游不仅要解决好洪水问题,还要处%&'(:!"!&'"('!)作者简介:魏向/,局长,2授级5级工程8,主要从事水旱?害防BC理及水库调度工作。
黄河干流兰州断面不同时期径流指标变化及成因分析
黄河干流兰州断面不同时期径流指标变化及成因分析作者:金双彦高源张萍马志瑾来源:《人民黄河》2022年第07期关键词:径流指标;年最大日平均流量;极端流量;水库运行;工农业耗水;兰州断面兰州断面以上流域是黄河的主要产流区,充分利用和合理配置流域水资源、保护流域生态环境是推动黄河流域生态保护和高质量发展的重要方向。
相关学者针对黄河径流变化已得出大量研究成果,其中对于兰州断面年径流量变化得出的主要结论是其呈现逐年代减少或显著减少趋势,但这些学者多是针对月、年尺度的径流量进行分析,研究尺度较长。
本文针对1950-1968年、1969-1986年和1987-2005年3个日寸期兰州断面径流量呈现阶段性减少、2006-2018年逐渐回升的现象,采用水文分析方法和流量过程变异程度指标计算方法深入分析1950-2018年兰州断面年最大日平均流量、极端流量等水文指标的变化特性及成因,以期为流域水资源管理提供技术支撑。
1兰州断面以上流域概况兰州水文站是黄河上游干流的重要水文站和水量标志站,兰州断面以上流域面积约占黄河流域总面积的28%。
1950-2018年黄河干流兰州断面年径流量过程线见图1,可得1950-1968年、1969-1986年、1987-2005年和2006-2018年兰州断面的多年平均径流量分别为351.7亿、345.9亿、294.9亿、333.5亿m3,表明前3个时期其多年平均径流量呈现逐阶段减少趋势,第4个时期其多年平均径流量呈现回升趋势。
2数据来源和研究方法2.1数据来源1950-2018年兰州断面的日平均流量、极端流量、月平均流量等水文数据均源自《中华人民共和国水文年鉴》。
2.2研究方法采用水文分析方法和流量过程变异程度指标计算方法研究兰州断面水文要素的演变趋势,分析蘭州断面不同时间尺度的径流变化特点。
流量过程变异程度是现状开发状态下水文断面的历年逐月实测径流量与天然径流量的平均偏离程度,流量过程变异程度指标FD计算公式为3径流变化特性分析3.1不同时期兰州断面的洪水变化(1)年最大日平均流量。
黄河上游泥沙级配变化规律分析
第 45 卷第 8 期 2009 年 8 月甘肃水利水电技术Gansu W ater C onservancy a nd H y dropower T echnologyVol .45,No .8Aug . ,2009·水文水资源·黄河上游泥沙级配变化规律分析马 勇,张正萍,喇承芳(黄委会 上游水文水资源局,甘肃 兰州 730030)摘要:由于受地形、环流的影响以及下垫面的不同,黄河上游流域水沙异源,进入 20 世纪 90 年代以来,黄河上游水 沙发生了较大变化,水沙量不断减少,进而造成各粒径组沙量的减少,本项目依据长期实测水文资料,对黄河上游流 域水资源特性、河流泥沙分布状况、泥沙颗粒组成及规律、水利工程对河流泥沙的影响进行客观分析,论述黄河上游 水资源特性及河流泥沙组成,找出黄河流域悬移质泥沙颗粒变化规律。
揭示了黄河上游的泥沙组成及变化规律,对 黄河上游可持续开发及生态环境保护具有重要意义,为进一步研究治黄对策及黄河上游治理开发提供科学依据。
关键词:黄河上游;泥沙级配;规律;分析 中图分类号:TV141+.1文献标识码:B1 流域概况黄河流域的上游,位于东径 96°~111.1°,北纬 32.5°~41.8° 之间,控制流域面积 38.6 万 k m 2,河长 3 472 k m ,水面落差 3 496 m ,分别占全河的 51.3%、63.5%、78.0%。
河道平均比降 10‰。
黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山约古宗列盆地,海拔 4500 m ,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古五省区,河源至 内蒙古托克托河口镇(头道拐)为黄河流域的上游。
2 泥沙颗粒组成及规律黄河上游为少沙细沙河流,流域径流与泥沙相关关系一 直很好,随着径流的减少,泥沙也相应减少。
但泥沙级配变化 没有径流和泥沙变化那么大,相对比较稳定。
河流的泥沙来 源于地表侵蚀,而地表侵蚀的强弱,取决于区内下垫面状况、 2.2 年际变化以 1968 年和 1986 年为界,将 1952~2004 年已有的河流 泥沙级配资料系列分成三个系列进行分析,即 1956~1968 年,没有大型水库,近似看为天然时期;1969~1985 年,刘家 峡水库单库作用时段;1986~2004 年,龙羊峡、刘家峡两库联 合作用时段。
兰州至河口段径流量变化的自然原因
兰州至河口段径流量变化的自然原因随着全球气候变化的加剧,地球上各地区的气候和环境也出现了各种变化。
在我国西北地区,黄河是主要的水资源供应源之一。
兰州至河口段是黄河流域中非常重要的一段,其径流量的变化对当地的水资源、生态环境和经济发展都有着重要影响。
深入研究兰州至河口段径流量变化的自然原因对于更好地了解该地区的水文情况和未来的发展规划具有重要意义。
为了全面分析兰州至河口段径流量变化的自然原因,我们需要对该地区的气候特点、地形地貌、植被覆盖等因素进行详细的研究和分析。
在此基础上,可以探讨径流量变化的具体原因,从而为未来的水资源管理和保护提供科学依据。
一、气候变化兰州至河口段地处我国西北地区,属于典型的干旱半干旱气候区域。
近年来,随着全球气候变暖的影响,该地区的气候格局也发生了一系列变化。
气温的升高、降水量的不规律分布等现象对径流量产生了一定的影响。
1.气温升高气候变暖导致了该地区气温的升高,进而影响了冰雪融化和蒸发蒸腾过程。
冰川、冰雪融化速度的加快和水汽含量的增加都可能对径流量产生影响。
2.降水变化降水量的变化是导致径流量发生变化的重要因素之一。
近年来,该地区的降水量不仅总量有所波动,而且降水事件的频率和强度也发生了明显的变化。
这些变化对径流量的季节性分布和年际变化都产生了一定的影响。
二、地形地貌兰州至河口段地势起伏较大,有很多山地、丘陵地带,同时也有一些盆地和平原。
这种复杂的地形地貌对径流量的形成和变化都有着重要的影响。
1.地表径流地表径流是在地表流动的雨水,是径流量的重要组成部分。
而地形地貌的不同会导致地表径流的分布不均匀,进而影响整体径流量的分布和变化。
2.下垫面变化地表植被、土壤类型、地下水位等下垫面的变化也会对径流量产生影响。
植被的覆盖能够减缓雨水的冲刷并增加土壤的渗透性,而地下水位的变化则直接影响了河流的水量。
三、植被覆盖植被是地表的生态屏障,对于雨水的渗透和土壤保持起着重要作用。
兰州至河口段虽然地处干旱半干旱气候区域,但仍然有着丰富的植被资源。
黄河干流兰州城区段河滩整治调查研究
1河滩整治背景兰州是黄河唯一穿城而过的省会城市,正在打造“黄河之滨也很美”城市名片。
近三年来黄河流量3000m 3/s 以上长时间运行,兰州城区段堤防浆砌石勾缝脱落,护滩、护脚淘刷严重,树木倾斜、堤基外露、河道环境较差,堤防安全受到严重威胁,影响河道行洪安全。
计划对黄河干流兰州城区段城关黄河大桥段上下游、城市规划展览馆段左岸上下游护岸、护滩进行综合整治,工程的实施不仅维护黄河护岸、护滩的安全,改善河道周边环境,同时使堤防和道路得到安全保障,对促进兰州市经济环境可持续发展具有重要意义。
2水文、气象条件黄河兰州城区段(元通黄河桥—雁滩黄河大桥段)位于刘家峡水库下游70-115km 处,是黄河上游重点防汛河段。
全段枯水河槽宽窄变化相对较小,而洪水时河宽变化较大,窄处仅为120m 左右,宽处可达600m 。
根据兰州气象站1980~2010年观测资料统计:多年平均气温为10.2℃,1月份平均气温-5.6℃,7月份平均气温22.6℃,极端最高气温39.9℃,发生于2000年7月24日,极端最低气温-19.9℃,发生于1980年12月13日,多年平均降水量303.5mm ,主要集中在6~9月,多年平均蒸发量1446mm ,多年平均相对湿度50%,春季多风,多年平均风速0.9m/s ,最大风速16.0m/s ,相应风向WNW ,冬季最大积雪深度9.0cm ,最大冻土深度98.0cm ;年日照时数2416.4h 。
近年来该河段已建成河口、柴家峡、小峡、大峡多座水电站,洪水分析及成果完整可靠,并通过黄委审查,因此本报告直接采用黄委审查通过的设计成果,详见表1。
此次分期施工洪水按照龙羊峡、刘家峡正常运用情况下计算,不考虑施工期临时改变两库的调洪方式以削减施工洪水。
由于上游龙羊峡、刘家峡等大型水库的建成,形成水体的热调节作用,使得夏季出库水温降低、冬季出库水温提高,近20年来各水文站冰清消失,支流偶有流冰汇入,但很快会融化,因此黄河兰州段冬季不会出现封冻现象。
大型水利工程对环境的影响
4)对生物多样性的影响。生物多样性是指 在一定时间和空间内所有生物物种及其变 异的生态系统。生物多样性的减少主要是 由于人类各种经济和社会发展活动造成的。 水利工程建设的大发展,淹没了成片的森 林草地,是不容忽视的重要原因。水利工 程建设对生物多样性产生的影响通常可分 为对陆生生物和水生生物产生的影响:
②对环境地质的影响
a. 大型水库蓄水后可诱发地震。水库诱发地 震主要是因为巨大体积的蓄水增加的水压, 以及在这种水压力下岩石裂隙和断裂面产 生润滑,使岩层和地壳内原有的地应力平 衡被改变。值得注意的是,水库蓄水可以 在天然地震较少和地震强度较弱的地区, 诱发较强烈的地震。
b.库岸产生滑塌。水库蓄水后,由于水位升 高,岸坡土体的抗剪强度降低,故易发生 塌方山体滑坡及危险岩体失稳。
(11)对土壤和环境地质的影响 ① 对土壤的影响。水库蓄水后,将导致沿岸地下水状态发
生变化,通常在水库的近坝部分出现地下水升高,而库周 地下水位升高,会浸没土地,并使土地沼泽化、盐碱化。
a 浸没。在浸没区,因土壤中的通气条件差,会造成土壤 中的微生物活动减少、肥力下降,从而影响作物生长。
(2)跨流域调水工程会解决“调水地区”易遭洪水威胁 的灾害问题,挽救地区性生态危机。如:原苏联的北水南 调等工程除工农业用水之外,还可缓解里海水位下降而引 起的生态环境恶化。我国的南水北调工程,将会很好地缓 解因南涝北旱所带来的生态环境恶化问题。
(3)优化水质,减少水污染和下游河道的泥沙淤积。 这些积极的影响已经在一些大型水利工程中得到印证,对
(5)对生物、水文、水温等其它不利影响。大型水利工 程改变了原有水文条件,影响了地下水质和水温,造成居 民的迁徙、集中,加快城市扩展,导致可用耕地日趋减少。 水利工程对水文情势的影响。水利工程必然改变了天然河 流的水文特征和结构,这一点体现在水利工程的建设使上 游水流流速变慢,水深增大等等。这些改变对当地的水体 影响很大,例如,水流流速的变缓以及水深的增加都会减 弱水利的自净能力;水温德改变会改变水体中各种成分的 含量(BOD、微生物等)。而这些改变时很难消除的,只 能通过在建设水利工程前的论证分析、理论研究,选择一 个由于大量水体 的聚集,会使库区地壳结构的地应力发生 变化,为诱发地震创造条件。
黄河兰州段根据河流形态大体上可分
面向二十一世纪的泥沙研究成都 2000422山区河流典型河段整治模型试验研究何文社方铎李昌志杨胜发(四川大学高速水力学国家重点实验室成都610065)摘要通过对黄河兰州市区河段水文特征、河道地形、河相关系及河床演变规律的分析,认为该河段具有山区冲积河流的特性;并提出了防洪最小整治河宽为300m。
同时进行了泥沙模型试验,实验与原型基本吻合。
该方案的实施不但可满足泄洪的要求,且并未引起水位、流速及河床断面地形较大幅度的变化;相反,断面地形趋于平坦,平均流速及岸边流速有所增大,减小了污染物的沉积,有利于岸边取水。
且整治方案为城市滨河路的规划,美化及城市建设合理用地提供了设计依据。
关键词山区河道河道整治整治宽度物理试验黄河1 典型河道概况1.1 地形特征黄河兰州段位于兰州带状盆地,呈东西走向,西起西柳沟东至桑园峡,河段全长44.84km。
根据河流形态大体上可分为四段;第一段,从西柳沟(1#水文大断面)到西沙桥(5#水文大断面),河道长约5km,河宽300-400m,无河心滩,河床稳定,水面比降约0.9‰。
第二段, 从西沙桥到七里河桥(14#水文大断面),河道长约17.5km,河宽230-600m,河心多滩,河道主流不定,时而向南,时而向北,在行洪期间河岸易被冲刷,水面比降为1‰-1.3‰。
第三段,从七里河桥到黄河铁桥(19#水文大断面),河道长约5.4km,河宽300-380m,除金城关(K27+100)有夹心滩外,河床比较稳定,两岸河堤基本形成,水面比降0.8-0.9‰。
第四段,从黄河铁桥到桑园峡(26#水文大断面),河道长约14km,河岸宽350m左右,由于桑园峡口宽度仅120m,当流量较大时该河段出现壅水。
总之,全河段河槽宽窄相间,河宽变化较大且多边滩或江心洲,窄处仅120m,宽处可达600-700m(含江心洲)。
河床基本上由砂卵石组成,且多卵石边滩及江心洲。
主泓在一定范围内摆动,河段洪枯水位变幅不大;洪水期河岸时有冲刷,水面比降0.9-1.3‰。
兰州中立黄河大桥水文分析
兰州中立黄河大桥水文分析提要:通过对中立黄河大桥的水文计算,分析了大型水库群下游桥址处复杂的流量水位计算问题,供今后大型水库群下游桥梁水文分析参考。
关键词:兰州;中立黄河大桥;水文分析1流域概况中立黄河大桥位于兰州市中部,黄委会兰州水文站(中山铁桥处)下游约2.70km处,桥址以上控制流域面积约为222 560km2,桥址距入海口约为3 348km。
径流主要来源于上游流域内的降雨和冰雪融水,年径流量的分配随降雨和气温的变化而异。
自1968年以来,桥址上游黄河干流相继建成了龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡水库,已经形成了梯级调蓄,特别是刘家峡的建成和截流,对下游河段洪峰流量的削减作用尤为明显,桥址上游的主要来水受到了刘家峡水库的控制。
汛期一般为6-9月,个别年份略有提前或推迟。
6-10月年径流量约占全年平均值的62%,9月份水量最丰,月平均流量达1 732m3/s。
枯水期为12-3月份,径流量约为年平均值的17.30%,2-3月份平均流量为506 m3/s。
流域内植被较差,水土流失较为严重。
2设计流量分析2.1兰州水文站1968年以来的实测洪水资料统计法兰州水文站距桥址仅2.70km,中间无较大支流汇入,其流量完全可以代表桥址处的流量。
兰州水文站1937年建站,积累了较长系列的观测资料。
1968年刘家峡水库建成后,下泄洪水受到水库的控制,自1968年以来兰州水文站20年的实测资料,在一定程度上真实地反应了上游水库调蓄后本河段洪水的情况和规律。
其缺陷是资料系列较短,延伸到设计频率时,未直接反应出相同频率下刘家峡水库控制下泄流量因素的影响。
1968年以来兰州站实测资料统计成果见表1。
Q1%=6 508m3/s2.2待定系数法本方法利用1969-1988年水库截流后下游水文站的实测洪峰资料,以上诠站为主要来水,以兰州站实测对应流量作为干流及区间的复合流量,逐年统计分析出区间入流形成桥址流量的比例系数K值,即K=(Q兰州-Q上诠)/∑Q支流则桥址处百年流量为:Q1%桥址= Q1%上诠+K∑Q1%支流式中:Q1%上诠——上诠站百年一遇流量统计值,Q1%上诠=6 080m3/s;∑Q1%支流——区间大支流百年流量之和,∑Q1%支流=3960m3/s。
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不同水库运行模式对黄河兰州站生态水文特征变异的影响于 茜, 黄 强, 张洪波(西安理工大学水电学院,陕西 西安 710048)摘 要: 应用变化范围法(RVA)对黄河上游兰州站的生态水文特征变异进行分析。
通过对比人类活动影响前和刘家峡单库运行、龙刘两库联合运行的RVA评价结果,深入剖析了兰州断面生态水文特征的改变情况以及关键影响因素。
分析得知人类活动影响后较影响前的生态水文特征变异强烈,单库运行阶段的整体改变度为72.64%,联合调度阶段的整体改变度为78.90%,均属于高度改变。
不同水库组成运行模式对黄河兰州断面水文情势的改变程度差异较大,龙刘两库联合运行后汛期流量的急减和高低流量逆转次数的剧增,将对黄河水生生物的生存环境产生影响,极大地危害水生物种的繁殖和生存。
关键词: RVA法;I H A指标;生态水文特征;整体改变度;黄河中图分类号: P334.91 文献标识码:A 文章编号:1000-6060(2010)05-0747-09(747~755)每个河流系统都具有它自身独特的、有标志性的流量变化规律,具有符合流量和时间属性的特定特征,如流量的季节特征,流量的发生时间、频率、预见期、改变率,洪水、干旱持续时间,以及流量的一些其它属性。
随着对河流水文情势变化以及环境退化结果的普遍认知,保护和恢复河流流量变化规律,已经成为河流管理的重要组成部分1!。
生态水文特性是为了维持河岸生态系统的特定特征,在一定的时间和空间条件下,针对于应该持续流入河内的河流原始流量的多少以及其具体相对的特征2!。
生态水文特征的研究对于进一步研究具有操作性的河流生态需水及生态调度研究具有极其深远的意义。
目前,国内外对相关关系复杂、蕴含信息广泛的流量特征变化,一般通过建立指标体系来表征,通过对生态与水文相关关系的研究,建立水文因子与生态要素的相关关系,并通过对水文因子改变程度的量化和分析,达到河流的保护和生态修复的目的3!。
在生态指标体系构建和研究方法中,RVA法是近年来发展起来的涵盖指标因子较合理的方法之一。
该方法一直都用于分析人类活动影响前后(通常是单一水库建设前后)的河道生态水文特征改变情况。
但在生产实际中,一条河流上通常会建有多个水库。
对于单一水库对下游生态影响的研究已经很多4!,对梯级水库的影响研究则较少,且多以定性为主。
本文考虑将RVA方法应用于梯级水库运行的影响评估,通过计算单库运行阶段和梯级水库联合运行阶段河流I H A指标的变化情况,来说明不同水库运行模式对河道生态系统的影响。
1 研究方法1.1 I HA指标及参数变化范围法(R ange o f Variab ility Approach, RVA)由R ichter于1997年提出,用32个水文改变指标(Indicators ofH ydro l o g ic A lteration,I H A)来评估河道流量在量、频率、时间、延时、变化率上的生态水文特征5!,特别适于比较河道在建设大型水利工程前后,流量的水文变化情况,以及河流相对于受人类活动影响前天然流量的改变程度和对河流生态系统的影响情况。
RVA计算的基础是水文改变指标(I H A)。
I H A 是R ichter等人于1996年提出的,用于分析河道流量的变化情况,利用长系列的日径流资料,通过将其第33卷 第5期2010年9月干旱区地理AR I D LAND GEOGRA PHYV o.l33 N o.5Sep. 2010收稿日期:2009-11-17; 修订日期:2010-04-13基金项目:水利部公益性行业科研专项经费项目(编号:200701019)作者简介:于茜(1986-),女,陕西咸阳人,在读硕士生,主要从事水资源系统工程方面的研究.E-m ai:l75864166@qq.co m 通讯作者:黄强(1958-),男,四川梓潼人,教授,博士生导师,主要从事水资源系统工程方面的研究.E-m ai:l sy-s@j xau 转换为一种与生态相关的、多参数的水文指标系列,来评价水文变化的程度及其对生态系统的影响6!。
I H A指标体系包括32个指标,可分为5组,具体如表1所示。
表1 I HA水文改变指标及参数特征Tab.1 Indexes of I HA and its para m eter characters组别内容特性指标序号I H A第1组各月流量量、延时1~12各月份流量平均值第2组年极端流量、延时频率、延时13年最小1d流量平均值14年最大1d流量平均值15年最小3d流量平均值16年最大3d流量平均值17年最小7d流量平均值18年最大7d流量平均值19年最小30d流量平均值20年最大30d流量平均值21年最小90d流量平均值22年最大90d流量平均值23年最小7d流量平均值/年平均流量第3组年极端流量发生时间时间24年最小1d流量发生时间25年最大1d流量发生时间第4组高、低流量的频率及延时频率、延时26每年发生低流量之次数27每年发生高流量之次数28低流量平均延时29高流量平均延时第5组流量变化改变率及频率频率、变化率30流量平均减少率31流量平均增加率32每年流量逆转次数1.2 RVA评估方法RVA方法是在I H A的基础上,总结未受人类活动影响前的正常流量序列范围,评价受人类活动影响之后的河道流量落于该范围的情况。
R ichter提出的RVA方法是取未受人类活动影响资料计算出的I H A指标的各发生机率75%和25%作为RVA阈值,看受人类活动影响之后的各指标是否在限内,通过定义的水文改变度来评价32个I H A指标的变化影响6!。
R ichter于1998年建议提出的水文改变度,其定义如下:D i=N oi-N eN e∀100% ,(1)式中,D i为第i个I H A的水文改变度;N oi为第i个I H A的观测年数,指水利工程兴建后I H A仍落于RVA标的内的年数;N e为预期年数,指水利工程兴建后I H A预期落于RVA标的内的年数,可用r∀NT来评估,r为水利工程兴建前I H A落于RVA标的内的比例,若以各I H A的75%和25%作为RVA标的,则r =50%,而NT为水利工程兴建后受影响流量总年数。
若D i介于0%~33%之间属于无或低度改变; 33%~67%之间属于中度改变;67%~100%之间属于高度改变;以此来量化32个I H A指标的变化情况。
1.3 整体改变度为了整合I H A的32个指标,对评价的河流水文特征做一个综合的定性,Sh iau and W u(2004 b)6!提出了整体水文改变度,即将各指标的水文改变度以权重的方式来量化整体的水文特性改变情况,以D o来表示。
计算可分三种情况:(1)当32个I H A都属于低度改变,其整体水文改变度为低度改变,取32个I H A的D i值的平均值:D o=132#32i=1D i ,(2)此式计算的D o数值将低于33%。
(2)当32个I H A中至少有一个I H A属于中度改变,而没有任何I H A属于高度改变,其整体水文改变度为中度改变,以下式的权重平均方法来计算:D o=33%+132#N mi=1(D i-33%) ,(3)式中:N m为属于中度改变的I H A个数。
此式计算的D o数值将介于33%与67%之间。
(3)当32个I H A中至少有一个I H A属于高度改变,其整体水文改变度为高度改变,以下式的权重平均方法来计算:D o=67%+132#N hi=1(D i-67%) ,(4)式中:N h为属于高度改变的I H A个数。
此式计算的D o数值将高于67%。
1.4 评价步骤水库的组成模式很多,从数量上讲可分单一水库和梯级水库,从连接方式上可分并联水库和串联水库7!。
本文研究将RVA方法应用于梯级水库运行的影响评估,通过计算各I H A指标的变化情况,748干旱区地理 33卷着重研究单一水库、梯级水库两种不同水库组成对河流生态水文系统产生的影响。
RVA的评价步骤如下:(1)用日流量资料计算受人类活动影响前32个I H A指标的年变化情况;(2)以人类活动影响前资料计算出的步骤1的结果,取各指标发生机率75%和25%,即RVA的等级阈值;(3)演算受人类活动影响之后的32个指标的年变化情况(单库运行阶段和联合调度阶段);(4)以步骤2的阈值范围评价步骤3所得的人类活动影响后的结果,评价计算的结果是否在步骤2的阈值范围内;(5)通过步骤4的比较结果,用数字量化I H A 的变化等级,分析河道生态水文特性的整体水文改变度。
2 RVA法在黄河兰州断面生态水文特性分析中的应用近些年来,黄河上游先后修起了刘家峡、龙羊峡等一系列梯级电站,在防洪、发电、灌溉、旅游等方面都取得了巨大的效益。
然而,自刘家峡水库蓄水后,特别是刘家峡、龙羊峡联合运行后,很大程度上改变了黄河的水文情势,使黄河上游的生态系统受到了影响8!。
本文采用兰州站跨越不同水库组成模式的1950-2004年的日径流资料,通过RVA方法用32个I H A指标分析兰州断面受人类活动影响前与刘家峡单库运行和龙、刘两库联合运行影响后的生态水文特征的变异情况9!。
2.1 基本资料兰州站地处青藏高原东北部,跨越甘肃、青海、四川三省,集水面积22.26∀104k m210!,占整个流域的28%,1959-2002年平均天然年水量332∀108 m3,约占全河总水量的60%11!,是黄河流域水资源的主要来源区。
这一地区的来水具有季节差异小和年际变化相对稳定,以及含沙量特别小的特点12!。
该站所处地理位置重要,上游对其影响最大的两个水利工程分别是年调节的刘家峡和多年调节的龙羊峡水库。
1968年10月,刘家峡水库蓄水成功,1974年最后一台机组安装完毕,开始发电;而龙羊峡水电站自1976年开始修建,1986年建成;1990年之前一直处于运行初期,1990年起开始正常运行13!。
采用RVA法对兰州断面的水文过程进行时段划分,重点体现不同运行方式对断面水文情势的影响。
为了对比建库前,刘家峡单库运行、龙刘两库联合运行情况下对兰州站生态水文特征的不同影响,故分别以刘家峡水库发电和龙羊峡水库正常运行时间为分界点,对研究时段进行划分。
人类活动影响前的时段,1950-1974年,共25a;人类活动影响后,受刘家峡单库影响的时段为1975-1986年,共12a;受龙、刘两库影响的时段为1990-2004,共15 a。
受人类活动影响前的资料长度大于RVA法要求的20a,认为能够反映人类活动影响前后的水文情势14!。
表2 人类活动影响前黄河天然流量RVA阈值Tab.2 RVA threshold va l ue of natura l flo w of theY ell ow R iver before human i nf l uence组别I H A各年平均25%75%第1组 137239528023564042953413433369458270746459931151743612051481963718742265129381773219013489187926931163101552219210851182194966512477540394第2组132********14338538092731152********1632823796265317289331233183100372024991932735827120251429772034213773973182219582333157823/%29.2133.4522.30第3组241141933025226252205第4组269112074279112258283551729233410第5组30/%41.4946.4336.2631/%50.3152.8848.083211414191注:I HA的1~32序号所对应的内容如表1中所示。