[发明专利]一种兼顾人类和生态需求的水库兴利库容确定方法

摘要

一种兼顾人类和生态需求的水库兴利库容确定方法，首先，确定出河流所需的生态流量的关键参数值(洪水期规划生态流量，高脉冲流量起点，最小生态需水量)，并根据水库入流量的大小将入流分为四个区间，当流量位于不同区间时采取不同的生态流量过程，以满足不同的流量时期的不同的生态流量需求；然后，通过模拟计算，确定出在满足制定的生态流量过程的情况下，所能提供给人类的最大可供水量；最后在可供水范围内选定规划供水量，并与制定的生态流量过程相结合，通过采用人类和生态供水兼顾的连续尖峰演算法，得出同时满足规划的供水量和生态流量的所需的水库兴利库容。该水库兴利库容确定方法同时考虑人类需水和生态需水，能向人类提供规划的供水量，并能提供河流生态系统所需的生态流量，有效的保护河流生态系统健康。

主权项

一种兼顾人类和生态需求的水库兴利库容确定方法，其确定步骤如下：(1)河流平滩流量、最小生态需水和高脉冲流量的下限阈值的确定河流平滩流量可通过河流实地监测、水力学模拟和水文统计等方法确定，其中，可运用对数-皮尔逊III型概率分布函数得出重现期为1.5年的洪水的洪峰流量，作为平滩流量的初步估算；河流最小生态流量的确定可采用水文学、水力学和生态模拟等多种方法，其中，可采用Tennant法或Q95法初步估算河流最小生态需水；通过水文统计，确定多年自然日流量的第75百分位数，将其作为河流高脉冲流量的下限阈值；(2)河流生态流量过程确定在河流平滩流量和历史最大日流量之间，选定一个流量，作为洪水期的河流生态流量(I1)；在高脉冲流量的下限阈值(多年自然日流量的第75百分位数)和平滩流量之间，选定一个流量，作为高脉冲期生态流量过程的起点(I2)；在选定了洪水期的河流生态流量(I1)和高脉冲期生态流量过程的起点(I2)的基础上，确定以下的河流生态流量过程：●当水库的入流量大于水库规划供水量和I1之和时，河流的生态流量设为I1；●当水库的入流量大于I2并且不小于水库规划供水量和I1之和时，河流的生态流量设为水库的入流量与规划供水量之差；●当水库的入流量位于河流最小生态需水和I2之间时，河流的生态流量设为河流最小生态需水；●当水库的入流量小于河流最小生态需水时，河流的生态流量等于水库的入流量；(3)河流可供水量阈值确定在0和河流年平均径流量之间，以某一较小数值为步长，逐渐增加规划供水量，采用多年(N年)径流历史数据，按照上一步确定的生态流量过程，对各个规划供水量下的实际供水量和生态流量进行模拟计算；能使这N年的实际供水量和生态流量之和不大于这N年的总径流量之和的最大的规划供水量，即为河流可供水量的上限值；(4)水库兴利库容的确定根据社会经济的需水状况，在0和河流可供水量的上限值之间，选定出规划的供水量；同时保证规划的供水量和生态流量所需的水库兴利库容可用下式确定：Si＝min(0，Si-1+INi-Ei-Q)                    (1)SC＝-min(Si)  i＝1，2，...，2T               (2)其中：Si为第i日的水库库容量(m3)，其中S0＝0；INi为水库的第i日的入流量(m3/s)；Ei为第i日河流的生态流量(m3/s)；Q为水库的规划供水量(m3/s)；SC为保证规划的供水量和生态流量所需的水库兴利库容；T为所用的多年流量数据的总天数。