生态径流tennant法的改进与应用

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1、生态径流Tennant法的改进与应用1Tennant法的研究进展河流生态径流的计算方法大致分为水文学法、水力学法、生境模拟法、整体分析法4类,Tennant法[1-2]是水文学法中应用最为广泛的方法。陈朋成等[3]采用典型的Tennant法计算了黄河上游河流的基础径流量。张玫等[4]根据南水北调西线一期引水工程所在地区的具体特征,分非汛期和汛期对调水地区河道生态环境需水进行了分析。赵琪等[5]提出了采用年均值比的思想。李捷等[6-7]在应用Tennant法时,采用了同期均值比的思想。郭立丹等[8-9]在进行洛河生态环境需水量计算中认为Tennant法的同期均值比

2、比相对年均值比合理,并且对河流生态径流的计算方法进行了对比。为了弥补Tennant法不能反映河流多沙特性和流量季节特性的不足,黄强等[10]在原Tennant法的百分比系数中引入了环境比降和季节系数,使改进后的Tennant法能适应地形多变、流量季节性变化的河流,拓宽了Tennant法的适用范围。王霞等[11]针对北方河流进行了季节性和输沙性改进,将河流生态需水量按季节划分为4-6月、7-11月、12-3月3个时段,引入季节系数k和径流比降i0。2传统的Tennant法Tennant法也称为蒙大拿法(Montanamethod),该法简单易行、便于操作,不需要现

3、场测量,是脱离特定用途的综合性计算方法,在考虑保护鱼类、野生动物和有关环境资源的河流流量状况下,按照平均流量的百分数来推荐河流基流。徐志侠等[12]曾专门对Tennant法进行过评述,指出Tennant法中的年平均流量应为多年条件下、天然情况下的年平均流量。Tennant法将全年分为汛期和非汛期两个部分,根据多年天然平均流量百分比和河道内生态环境状况的对应关系,直接计算维持一定河道功能的生态环境需水量。Tennant法将河流流量状况分为8个等级(见表1)。表1河流流量状况分级标准3Tennant法的改进我国北方河流多属于季节性河流,河川径流量均值小,但年际、年内

4、变化很大,河流的多年平均流量受极端值的影响很大。笔者提出在Tennant法中用中位数代替河流的多年平均流量,以减少极端值对计算结果的影响。中位数是指统计总体或分布数列中各单位标志值按大小顺序排列,处于中间位置的变量值,若一组数据有偶数个数,则中间两个数的平均值为中位数。当总体的分布呈偏斜分布时,分布偏斜度所造成的失真对中位数的影响较小。影响中位数的主要因素是观测值的多少,而不是观测值的大小,当一组数据波动变化较大时可用它来描述其集中趋势。中位数的优点是不受极端值大小的影响。4实例分析为检验对Tennant法的改进效果,选取四川白沙河1961?2000年天然径流系

5、列资料(见表2)[13]进行实例计算分析。Tennant法的计算过程比较简单,只要根据非汛期和汛期的多年平均流量,利用相应级别的百分比(见表1)即可确定此时段的生态环境需水量,对这两个时段求和即可求得年生态环境需水量。根据表2按传统Tennant法计算的非汛期与汛期的多年平均流量分别为9.079m3/s和27.950m3/s,按改进的Tennant法计算则分别为8.800m3/s,27.110m3/s。