[发明专利]一种冰封期河流生态基流计算方法

摘要

本发明公开了一种冰封期河流生态基流计算方法，首先根据基于天然径流过程的还原，利用水文学方法提出生态基流的初始建议值，冰封期根据鱼类越冬需求进行修正，然后将初始建议值与相应河段的水功能区设计流量、现状水利工程建设运行情况以及现状实际流量过程进行对比分析，综合确定重点断面的生态基流标准。该计算方法可以有效地防止河道萎缩甚至断流、维持河流生态系统的基本稳定。

主权项

1.一种冰封期河流生态基流计算方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤1、基于天然径流过程的生态基流计算；依据分布式水文模型WEP模型对流域长系列天然日径流过程的模拟结果，对主要控制河段进行生态基流计算，首先利用改进后的7Q10法，即75％保证率下最枯连续七天平均径流，计算冰封期生态基流；结合冰封期75％保证率下日还原径流量，对7Q10法的计算结果加以修正；步骤2、基于鱼类越冬需求的生态基流计算；对于具有重要生态功能的河段冰封期生态基流，需要综合考虑鱼类越冬对于适宜水文要素的需求，建立起鱼类越冬场栖息地适宜度曲线，在干流和主要支流利用物理栖息地模拟模型PHABSIM模拟不同冰封期流量条件下鱼类适宜越冬场面积，提出基于鱼类越冬场保护的冰封期生态基流最优值，以及50％适宜越冬场面积对应的越冬流量下限值，作为相关河段冰封期生态基流确定的重要参考依据；步骤3、与水功能区设计流量和现状情况的对比分析；基于天然径流过程的生态基流计算结果，利用对应各河段的主要水功能区设计流量对比分析；统筹考虑经济社会用水的多目标用水配置，同时综合考虑验证基于天然径流计算结果与水功能区设计流量的科学可达性，利用各河段所对应水文站近十年松花江流域的实测径流资料，分别计算基于天然径流过程的生态基流计算结果和对应水功能区设计流量现状满足程度，以75％满足率作为达标标准；步骤4、冰封期生态流量的核定；冰封期生态流量的确定主要以基于天然径流过程的计算结果和鱼类重点保护河段越冬流量需求为主，针对计算结果小于设计流量的河段以及现状满足程度过低的河段逐一核定；步骤4中，需核定的河段最终有如下情况：一是水功能区设计流量大于基于天然径流过程和越冬流量的计算结果，且设计流量的现状满足率达到75％，该情况下以水功能区设计流量作为冰封期生态基流推荐值；二是对于计算结果现状满足率过低，或者与设计流量差距过大、且设计流量现状满足率过低，该情况下参考75％保证率下实测冰封期日径流过程核定计算结果；三是结合地形资料、气象资料和水文监测资料；步骤2中，1‑1.8m的水深是流水区适宜越冬水深，0.6m是极限最低水深，3m是极限最大水深，依此建立鱼类越冬期水深适宜度曲线；将0.01‑0.05m/s作为鱼类越冬期适宜流速，0.1m/s作为极限最大流速，依此建立鱼类越冬流速适宜度曲线；进而结合水深、流速栖息地适宜度曲线，利用栖息地模拟模型开展越冬适宜流量的模拟计算，考虑到冰封期流量较小的实际情况，取最大越冬栖息地面积50％对应的流量作为该河段鱼类越冬流量需求；对于没有详细地形资料的支流，则以实测断面平均水深达到0.6m作为控制条件，此时50％的断面宽度能达到鱼类越冬的适宜水深，根据流量‑水位曲线推求鱼类越冬流量需求。