基流计算方法的进展与应用

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1、基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用基流计算方法的进展与应用Vo1.38N0.4

2、Ju1.20l1水文地质工程地质HYDR0GEOLOGY&ENGINEERINGGE0L0GY第38卷第4期2011年7月基流计算方法的进展与应用钱开铸,吕京京,陈婷,梁四海,万力(中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京100083)摘要:基流是由地下水补给河流的基本径流,被视为具有维持生态系统稳定功能的河道基本径流,其水量的准确计算在河流断流,湖泊萎缩和植被退化等一系列生态环境问题的研究中具有重要意义.本文阐述了基流的定义与研究意义,归纳评价了基流计算方法的类型,适用范围和优先发展方向.其中计算方法可分为图解法,数值模拟法,水文模型法,物理化学法及数学物理法等五类方法.在此基

3、础上,还着重总结了基流研究在模型校验,水资源利用,生态需水量,河流输沙量和河流自净力等方面的应用.该研究将在如何合理估算基流量及相关领域中具有重要的参考价值.关键词:基流;基流计算方法;基流的应用;生态需水量中图分类号:P642.2文献标识码:A文章编号:1000—3665(2011)04-0020—06基流是地下水补给河道径流的基本水流,是河道径流最主要的补给来源,基流量的大小受到流域特征与季节性水文地质条件变化的影响.由于各研究区水文地质条件及基流产流过程的差异,学者们针对基流量的计算提出了诸多方法.根据各方法原理的差异,可归纳为图解法,数值模拟法,水文模型法,物理化学法及数学物理法等

4、五类主要方法,各类基流计算方法均存在一定的适用范围.在基流研究过程中,部分学者将河道基本流量简称为基流.此名称与地下水向河道排泄的基本流量略有不同.前者是维持河道一定流量的基本流量,与基流关系密切.通常情况下,将二者视为相同.基本流量被视为是维持流域生态功能的基本水量,在研究地表水水资源量,河道输沙量,生态需水量与河流自净能力时,基本流量包含了基流量与人工调节的水量.此外,基流量的计算还在地下水动态监测,水电站建设及河水盐度预测等方面都有广泛应用.至今,所提出的基流计算方法多数尚缺乏普适性,且对各计算结果应用领域的归纳不明确.本文总结了各基流计算方法的原理,划分了各方法的种类,评述了收稿日

5、期:2010-08一l2;修订日期:2010—12—29基金项目:国家自然科学基金资助项目(41072191);青藏高原资源开发的环境承载力评价方法与综合研究(1212010818093);中国地质大学(北京)研究生科技创新基金作者简介:钱开铸(1987一),男,博士研究生,地下水科学与工程专业,主要从事生态水文地质学和随机水文地质分析等相关的研究.E—mail:qiankaizhu@126.corn各方法的适用范围,并首次归纳了基流计算结果应用的领域.该研究将利于合理计算基流量及基流在相关领域的应用.1基流定义及特征自基流概念提出以来,对其产流过程的认识仍存在差异,基流至今没有统一的定义

6、(图1).学者们.认为基流有可能是来源于地下水,洪流退水,降水或是其他延迟水源(壤中流,潜水径流或融水).基流与河道径流在流量,波峰和周期存在差异,前者主要表现为削减性,平滑性,稳定性和滞后性(延迟性).对基流定义,产流过程和特征的正确认识有利于合理地计算基流量和科学地应用基流研究的结果.2基流计算方法分类由于各研究区水文地质条件及基流产流过程的差异,针对基流量的计算提出了诸多方法.根据基流计算方法的原理,可分为图解法,数值模拟法,水文模型法,物理化学法及数学物理法等五类方法(图2).图解法主要根据工作经验对河川径流过程线进行几何剖分,主要包括直线平割法与直线斜割法等.考虑到图解法的简略性

7、和主观性,部分学者结合计算机技术与信号处理技术,提出了数值模拟法,主要包括滤波法与加里宁法等.该法参数物理意义不明确,因而并没有得到完全肯定.水文模型法是利用水文循环的概念模型,分别计算各水均衡项的基流分割方法.其中以水量均衡法与新安江法等为主.随着同位素监测技术的发展,可信度高的物理化学法利用同位素示踪性计算基流量所占径流的比例.由于理化法对监测仪器和监第4期水文地质工程地质…黼佃勰槲水]黻厂]厂地面汇流]I厂渗透补给