当前课程知识点:水文水利计算 > 第八章 需水量计算与预测 > 8.4 生态需水的计算与预测 > 8.4 生态需水的计算与预测
同学们
今天我们来学习生态需水的计算与预测
水是生态环境中最活跃 最重要的要素
它积极参与生态环境中一系列
物理 化学和生物过程
它是生态环境建设中不可替代的
极为宝贵的自然资源
我国水域生态系统面临的三大突出问题
①水污染现象严重
水环境质量恶化
②泥沙含量过高
河道淤积严重
③河道水量减少
湿地萎缩
三大问题造成我国水域生态系统中
生物多样性受损 生态完整性受破坏
环境污染加重 水资源耗竭 生产力降低
严重破坏了生态系统的平衡
本节课主要学习植被型生态环境需水
湖泊 湿地 城镇河湖及鱼塘补水
以及河道内生态环境需水等内容
从广义上讲
生态环境需水量指维持全球生物地理生态系统
水分平衡所需要的水量
它包括水热平衡 生物平衡 水沙平衡
水盐平衡的需水量等
本节所计算的生态环境用水是指为维持生态
与环境功能和进行生态环境建设所需要的
最小需水量
按照美化生态环境和修复生态环境的要求
可按河道内和河道外两类生态环境需水口径
分别进行计算和预测
河道内生态环境用水一般分为维持河道
及通河湖泊湿地基本功能
和河口生态环境(包括冲淤保港等)的用水
河道外生态环境用水分为美化城市景观建设
和其他生态环境建设用水等
不同的生态环境需水量计算方法也不同
城镇绿化用水
防护林草用水等以植被需水为主体
植被型生态环境水量
可采用定额计算和预测方法
即根据城镇绿化或植被面积
与相应的灌溉定额进行计算
灌溉定额的拟定应根据不同区域的
典型植被类型的耗水特征
结合降雨补给土壤的实际量进行
湖泊 湿地 城镇河湖及鱼塘补水
以规划水面面积的水面蒸发量
与降水量之差计算
采用水量平衡法和定额法进行计算
水量平衡法公式(2)中ω为水面面积
Et为第t时段水面蒸发量
由水文气象部门蒸发皿测得
α为蒸发皿折算系数
(可根据附近水文气象部门资料确定)
Pt为第t时段降雨量
St为第t时段渗漏量
(由调查 实测或经验数据估算)
定额法是按照现状水面面积
和现状城镇河湖补水量
估算单位水面的河湖补水量
根据对不同规划水平年河湖面积的预测值
计算所需水量
也可以采用人均水面面积的现状定额为基础
结合未来城镇人口预测
采用适当的人均水面面积
(根据城镇总体规划等)进行预测
例如渔业用水也可根据调查补水定额
和养殖面积进行估算
河道内生态环境需水量计算方法大体上
可以分为分项计算和综合计算两类
分项计算河道内生态环境需水包括河道基流
改善水质需水量
通河湖库湿地生态需水
水生生物需水量 河道泥沙输送需水
冲淤保港和防潮压咸需水等
分项计算就是先求出各项的需水量
然后按照一水多用原则
综合出河道内生态环境需水量
河道基流可以用以下三种方法进行计算
①10年最小月平均流量法
公式(4)中Qi为最近10年中
第i年最小月平均流量
②典型年最小月流量法
选择满足河道一定功能
未断流又未出现较大生态环境问题的
某一年作为典型年
将典型年最小月平均流量或月径流量
作为满足生态环境需水的平均流量或月径流量
③ Q95法指将95%频率下的
最小月平均径流量
作为河道内生态基流
水体对污染物质具有一定的稀释 净化能力
它能通过一系列的物理 化学和生物作用
使污染物的浓度逐渐降低
水质恢复到原来的状态
因此 河道必须有一定的环境水量
以维持水体一定量的自净能力
可以用公式(6)进行计算
为保护通河湿地生态系统
根据通河湿地的保护目标
制订适宜的湖库生态保护水位
并依此水位分析通河湖库湿地生态用水量
和与之相连的河道水位
通河湖库湿地生态用水为蒸发耗水
和渗漏水量之和
非通河湖泊湿地用水在其他用水中予以考虑
水生生物需水量是指维持河道内
水生生物群落的稳定性
和保护生物多样性所需要的水量
为保证河流系统水生生物
及其栖息地处于良好状态
河道内需要保持一定的水量
对有国家级保护生物的河段
应充分保证其生长栖息地良好的水生态环境
公式(7)中Wcij为第i月第j种生物需水量
根据具体生物物种生长习性确定
资料缺乏地区
可按多年平均流量的百分比
一般河流少水期
可取多年平均径流量的10%~20%
多水期可取多年平均径流量的20%~30%
有国家级保护生物的河流(河段)
可适当提高百分比
其他河道内生态用水
如保持河道水流泥沙冲淤平衡所需水量
主要与河道上游来水来沙条件
泥沙颗粒组成 河流类型及河道形态等有关
对北方多沙河流或基岩河床的河流或河床
比降较大的山区河流
均有不同的公式进行计算
河道内生态环境需水量可以重复利用
当然蒸发除外
因此取各单项生态环境因素的
生态环境需水量中的最大值
在此基础上加上蒸发量作为河道内的
综合生态环境需水量
除了以上先分项计算
再综合确定维持河道一定功能的需水量外
还可用 Tennant法直接估算
Tennant法将全年分为两个计算时段
4~9月为多水期
10月~次年3月为少水期
根据多年平均流量百分比
和河道内生态环境状况的对应关系
直接计算维持河道一定功能的生态环境需水量
如表1所示
由此看来
采用Tennant法时
选取合理的流量百分比至关重要
不同的河流水系其河道内生态环境功能不同
同一河流的不同河段也有差异
要根据实际情况选取合理的河流生态环境目标
来确定流量百分比
少水期通常选取多年平均流量的10%~20%
作为河道生态环境需水量
多水期选取多年平均流量的30%~40%
要根据各河流水系的实际情况而定
同学们
本节课的内容就讲到这里
再见
-1.1 水资源开发利用及洪水灾害治理
--1.1 小节测试
--1.1 课后讨论
-1.2 水文水利计算的任务与内容
--1.2 小节测试
--1.2 课后讨论
-1.3 水文水利计算的主要研究方法
--1.3 小节测试
--1.3 课后讨论
-2.1 洪水资料的分析处理
--2.1 小节测试
-2.2 历史洪水的调查和考证
--2.2 小节测试
-2.3 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
--2.3 小节测试
--2.3 课后讨论
-2.4 设计成果的合理性分析
--2.4 小节测试
-2.5 设计洪水值的抽样误差和安全修正值问题
--2.5 小节测试
--2.5 课后讨论
-3.1 防洪安全设计
--3.1 小节测试
-3.2 设计洪水概念
--3.2 小节测试
-3.3 设计洪水过程线的拟定
--3.3 小节测试
--3.3 课后讨论
-3.4 设计洪水的地区组成
--3.4 小节测试
-3.5入库设计洪水
--3.5 小节测试
--3.5 课后讨论
-4.1 暴雨特性分析
--4.1 小节测试
-4.2 点暴雨量频率计算
--4.2 小节测试
-4.3 面暴雨量频率计算
--4.3 小节测试
--4.3 课后讨论
-4.4 设计暴雨量的时空分布计算
--4.4 小节测试
-4.5 由设计暴雨推求设计洪水
--4.5 小节测试
--4.5 课后讨论
-5.1 小流域设计暴雨
--5.1 小节测试
-5.2 由推理公式推求设计洪水
--5.2 小节测试
--5.2 课后讨论
-5.3 由地区经验公式推求设计洪水
--5.3 小节测试
-5.4 城市化对水文的影响
--5.4 小节测试
-5.5 城市排水管网设计流量计算
--5.5 小节测试
--5.5 课后讨论
-6.1 可能最大暴雨的基础理论
--6.1 小节测试
-6.2 可能最大暴雨的估算
--6.2 小节测试
-6.3 可能最大洪水
--6.3 小节测试
-7.1 年径流及其表征指标
--7.1 小节测试
-7.2 影响年径流的要素
--7.2 小节测试
-7.3 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 小节测试
--7.3 课后讨论
-7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 小节测试
--7.4 课后讨论
-8.1 用水户分类及其层次结构
--8.1 小节测试
-8.2 工业需水量的计算与预测
--8.2 小节测试
--8.2 课后讨论
-8.3 灌溉用水量的计算与预测
--8.3 小节测试
-8.4 生态需水的计算与预测
--8.4 小节测试
--8.4 课后讨论
-8.5 其他用水的计算与预测
--8.5 小节测试
-9.1 径流调节的定义及分类
--9.1 小节测试
--9.1 课后讨论
-9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 小节测试
--9.2 课后讨论
-9.3 水库的水量损失
--9.3 小节测试
-9.4 设计保证率
--9.4 小节测试
-9.5 径流调节计算基本原理
--9.5 小节测试
--9.5 课后讨论
-9.6 根据用水过程确定水库的兴利库容
--9.6 小节测试
-9.7 根据兴利库容确定调节流量
--9.7 小节测试
-9.8 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程
--9.8 小节测试
--9.8 课后讨论
-10.1 水能利用与电力系统负荷
--10.1 小节测试
-10.2 保证出力与多年平均发电量计算
--10.2 小节测试
-10.3 水电站装机容量的选择
--10.3 小节测试
-10.4 正常蓄水位与死水位选择
--10.4 小节测试
-11.1 灌溉工程水利计算概述
--11.1 小节测试
-11.2 引水灌溉工程水利计算
--11.2 小节测试
-11.3 蓄水灌溉工程水利计算
--11.3 小节测试
-11.4 提水灌溉工程水利计算
--11.4 小节测试
-11.5 地下水灌溉工程水利计算
--11.5 小节测试
-12.1 水库调洪的任务
--12.1 小节测试
-12.2 水库调洪计算的原理
--12.2 小节测试
-12.3 水库调洪计算的列表试算法
--12.3 小节测试
-12.4 水库调洪计算的半图解法
--12.4 小节测试
-12.5 其他情况下的水库调洪计算
--12.5 小节测试