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河流小生态基础流量分析计算————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 河流最小生态基础流量计算方法研究(张新华李红霞肖玉成赵少华)摘要:为了能够计算几何断面复杂、泥沙淤积、河宽大、水深浅的河道生态基础流量,本文以渭河关中地区的生态基础流量计算为例,通过综合水力学中的湿周法和R2CROSS法建立了一套简单、适合管理的最小生态基础流量方法——综合法。%~%之间,满足生态基流的合理要求。通过与Tennant方法比较,结果表明:综合法计算确定的生态基础流量更为合理、是一种在管理上更值得推广应用的方法。关键词:生态需水量;湿周法;斜率法;曲率最***;R2CROSS法中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1672-3031(2011)01-0066-putationalmethodsforminimumenvironmentalflowsZHANGXin-hua,LIHong-xia,XIAOYu-cheng,ZHAOShao-huaAbstract:heminimumecologicalflow(MEF) plicatedriverreachprofiles,sedimentproblems,verylargewidthandshallowwaterdepth,,%~%ofthemulti-yearmeanflows,, therefore,: ecologicalwaterdemand; wettedperimetermethod; slopemethod; curvaturemethodandR2CROSS1 研究背景河流系统包括河流、湖泊及其相邻洪泛区。河流系统功能通常包括生态功能、环境功能和资源功能[1]。然而,在开发水资源的时候主要考虑到满足工业、农业和城镇生活用水等需求,忽视了河流系统功能得以正常发挥并维持其基本功能时其自身对水量的要求,从而导致河段内的天然流量逐渐减少、甚至出现断流的情况。另外,经济社会的高速发展导致大量的污水排放,使得有些河流虽然水量上没问题,但水质污染十分严重导致水生生物种群及其数量急剧下降,水体严重富营养化,出现藻类或水华暴发等现象。为了维持河流系统健康,保障其基本功能能正常发挥,国内外学者为此开展了大量的研究工作,主要集中在河流生态环境需水上并取得了一定的研究成果。河流生态环境需水量计算内容主要包括:(1)生态基础流量;(2)输沙需水量;(3)自净需水量;(4)蒸发需水量;(5)防海水入侵的河道最小水量等[2]。其中的河流生态基础流量是维持河道功能不退化、特征水生生物物种能正常繁衍生息所必须维持的河道最小流量,本文重点分析讨论这一河道最小生态基础流量。然而,国内外针对这一流量的研究还未形成统一认识,基本理论和方法都还有待进一步完善。随着近几年的研究深入,国内外学者提出了多种计算方法,概括起来主要包括4类方法:(1)水文学法;(2)水力学法;(3)栖息地法;(4)地形结构法等。在这几种方法中,以水文学法与水力学法最为常用。因此,本研究方法的重点在分析讨论水力学法中的湿周法并结合R2CROSS法和Tennat法,提出一套简单、实用、便于管理部门操作的方法—综合法。2  湿周方法湿周法计算河道的最小生态需水量时要基于一个假设,即浅滩是临界的河流栖息地,而保护浅滩栖息地也能保护到其他的水生生物栖息地。通过河道的实测大断面和实测流量资料建立湿周~流量关系曲线,在曲线中用斜率1法和曲率最***确立变化点,该点对应的流量即为最小生态流量,这就是湿周法确立河道最小生态流量的基本原理[3-5]。根据水力学中计算明渠均匀流的谢齐公式: Q=AC√RJ以及曼宁公式:C=1/n·R 1/6可以推出湿周~流量关系