摘要: 选取黄河下游地区花园口、高村、利津3 个代表站的实测月径流量系列,利用逐月均频率计算法和改进的Tennant 法2 种历史流量计算方法分别计算了3 个代表站的生态径流过程. 结果表明:虽然2 种计算方法原理不同,但是由逐月均频率计算法得到的适宜生态径流量大都在改进的Tenannt 法所得结果的最佳或极好范围之内,只有个别月份与最佳范围的数值有一定的差值,但也位于可接受的范围内.关键词: 生态径流;逐月均频率计算法;改进的Tennant 法;黄河下游地区黄河地处北方,天然降水不如南方多. 20 世纪80 年代以来,黄河流域年降水量较50 年代偏少5 % ,90 年代以来,降水量偏少12 % ,相应径流量降低7 %和22 %. 加之工农业用水的剧增,其生态环境的维护和发展较南方的河流相对困难. 而河床高于两岸地面的黄河下游长达数百公里,面积约占黄河流域总面积的3 %. 本文针对黄河下游这一特点,采用逐月均频率计算法和改进的Tennant 法计算了黄河下游地区的生态径流量,为保证黄河流域整个生态系统的健康发展提供参考.1 生态径流量概念及计算方法1. 1 生态径流量概念河流的水文过程具有周期性变化规律,其流量的大小是在一定范围内随机变化的,河流中的所有生物及种群结构已完全适应了河流的水文特征. 天然条件下,随机变化的水文过程不会对河流的物种和种群结构产生根本性的影响,而影响的只是生物量及物种种群大小的变化. 在天然状态下,任何一种径流过程———丰水年、平水年和枯水年的径流过程及其交替变化的水文特征都具有相应的生态响应和特定的生态作用,河流生态系统处于一种自我调节和自我控制的健康生命状态中.但是,对于河流来说,小概率或是极端的水文现象对于河流的生态系统都是不利的,因而狭义的生态径流就是指保证河流天然状态下生态系统稳定和健康的径流量. 而广义的生态径流不只是满足生态系统需水要求的径流量,同时也应具有天然状态下该径流过程的泥沙、水质、营养等特征. 当这些特征在人类干扰下发生变化时,原有的河流生态系统结构也会随之发生变化,对生态系统造成不利的影响. 为了保证河流生态系统的稳定,生态系统所需的径流过程也应发生变化,因而生态径流量不是一个固定不变的值,而应具有一定的变化范围 .根据河流天然径流量的变化特征及其生态系统响应的特点,将满足河流生态系统稳定和健康条件所允许的最小流量称之为最小生态径流量,相应地把适合生态系统稳定和保持物种多样性的径流过程称为适宜生态径流过程. 要保持河流生态系统的健康发展,就需要了解该河流的适宜生态径流过程. 由于河流水文过程是随机变化的,适宜生态径流过程具有明显的统计特征,同时具有一定的变化范围.1. 2 计算方法河流生态径流量的研究国外起步较早,近几年来,随着人们对河流环境的日益关注,国内学者也提出了许多算法[2-3 ] . 但总的归纳起来,这些方法大致可分为4 类: (a) 传统流量计算方法———历史流量法,包括Tennant 法(也称Montana 法) 、7Q10 法等; (b) 基于水力学基础的水力定额法,包括R2CROSS 法、湿周法等;(c) 基于生物学基础的栖息地法,有IFIM法、RCHARC 法等; (d) 基于河流系统整体性理论的整体分析法,包括澳大利亚的整体分析法(Holistic Approach) 、南非的BBM(Building Block Methodology) 等.上述4 类方法在数据要求、选择流量所采用的方法、对河流水力学方面的影响以及生态方面的假设都有一定的区别[4 ] . 历史流量法虽然没有明确考虑食物、水质和水温等因素,但认为在该流量条件下这些因素可以满足现有生物的要求,只需要历史流量资料就可以计算河道生态径流量. 水力定额法只需要对河道的地形特征进行简单的测量,不需要生物与生境关系的数据,因此具有很好的可操作性. 但是,因其未考虑河流的季节变化,通常不能用来确定季节性河流的流量. 栖息地法能够将生物资料与河流流量研究相结合,但由于需要生态资料,一般情况下无法应用. 整体分析法更加强调河流生态系统的整体性,但对资料的要求也更高. 可见,每个方法侧重点不同,各有长短.考虑到我国流量资料的实际情况,本文采用历史流量法中的逐月均频率计算法和改
