考虑水文变异的河道内生态需水研究

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1、水资源评价与规划课程中期汇报TREE考虑水文变异的河道内生态需水研究2016.11.04目录研究背景及意义流域概况及基础数据研究方法水文变异结果及分析河道内生态需水计算结论123456PART1研究背景及意义提供一定质量和数量的水给天然生境，以求最小化改变天然生态系统过程，并保护物种多样性和生态整合性Gleick以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度，相对一定生态环境品质目标下客观需求的水国际水文计划广义：维持全球生物物理过程水分平衡需水，包括水量平衡、水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等中国可持续发展水资源战略研究综合报告生态需水概念辨识中国可持续发展

2、水资源战略研究综合报告狭义：生态需水指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量一系列生态需水概念的提出，从主要针对航运功能、到符合鱼类生存需求，最终考虑生态系统的完整性等，体现出生态需水概念、内涵的不断丰富。概念河道内生态需水通常是指河流为了维持某一特定生态系统的基本生态功能，河道应保持的流量。河道内生态流量一般指维持水生和岸栖生物生存的最小需水量。河道内生态需水评估方法国外：水文指标法、水力学法、整体分析法和栖息地法等；国内：在生态需水量的界定方面目前尚无统一的概念。以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流的基本生态环境需水；通过水面面积百分

3、比和水深要素计算栖息地需水量；根据生物种群和环境因子之间的关系，通过筛选主要水文指数计算生态环境需水。1、自20世纪50年代以来，黄河河道的流量呈显著下降趋势。90年代来，黄河断流、水污染等问题相当严重，水利部提出在水资源配置中应考虑生态环境用水。2、众多学者研究主要集中在陆地和河道生态需水。其中，河道生态需水研究大多集中在研究河道基本生态环境需水和输沙需水量。3、以往的研究没有考虑水文变异的影响，而考虑水文变异，将会有助于进一步理解水文变异的成因，进而会更好的间接揭示各种影响因素对河流生态需水的影响。考虑水文变异对黄河干流河道内生态需水进行研究提出背景水文序列是

4、一定时期内气候条件、自然地理条件以及人类活动等综合作用的产物，资料本身就反映了这些因素对其影响的程度或造成资料发生的变化。水文现象的变化无论多么复杂,水文序列总可以分解成两种成分，即确定性成分和随机性成分。水文变异定义：如果水文序列的分布形式或(和)分布参数在整个序列时间范围内发生了显著变化，则称水文序列发生了变异。水文变异诊断的目的：推断序列中存在的各种确定性成分，并从水文序列中分离出随机性成分，从而采用非一致性序列的水文频率计算方法得到过去、现在和未来不同时期变化环境下水文序列的频率分布，为水利工程规划、设计、施工、管理提供水文依据。PART2流域概况及基础数

5、据黄河流域简介黄河干流河道长5464km，流域面积79.5万km²。全流域多年平均降水量466mm，总的趋势是由东南向西北递减，降水最多的是流域东南部湿润、半湿润地区。根据1961年-2006年的降雨观测资料，黄河流域降雨变化过程具有经度性，黄河降雨从西到东逐渐增加。大部分降雨观测资料显示，黄河流域降雨有减少的趋势。黄河中下游，北纬38°以南地区的减少趋势更加显著。7个水文测站主要水利工程基础数据径流数据由黄河水利委员会的水文年鉴等资料提供。对于个别缺测的数据，本文选用上下游相关分析法来插补(相关系数达0.85以上)，以确保序列的完整性和连续性。水文变异受到气候变

6、化和人类活动影响，为了分析计算出来的变异点的合理性，本文考虑了黄河流域主要水利工程的相关情况，分析水文变异可能的影响因素。PART3研究方法主要研究理论耐受性定律和限制因子耐受定律是指各种影响生物生存和发展的因子在量上存在着生物忍耐最大极限和最小极限，当生态因子超过其上下限，就会使生物退化甚至死亡。在众多环境因子中，接近或超过该生物耐受上下限而限制生物的发展的因子，称为限制因子。生态适宜性理论生物个数随某个生态因子变化而变化，生物个数达到最大值时的生态因子值称为该物种生态因子的最适值。——与水文有关的生态因子都是流量的函数。流量是河流生态系统重要的限制因子。故以流

7、量作为考察指标。——长期的自然选择使得生物适应于出现频率较高的环境因子。所以频率最大的流量最适合河道内生态系统。水文变异计算步骤水文资料收集（日流量资料）检验三性（代表性、可靠性、一致性）变异点检验（滑动轶和检验法）找出首个变异点变异前后滑动轶和检验无水文变异有水文变异序列分段相邻两序列合并再次检验滑动轶和检验4、计算和作出推断结论1、考察点前后两序列总体的分布函数分别Fpre(x)和Fpost(x)从总体Fpre(x)和Fpost(x)中分别抽取容量为npre和npost的2个样本，要求检验原假设Fpre(x)=Fpost(x)。2、编秩将两组数据分别由小到大排

8、列，再将两