四川天全白沙河小流域生态需水及用水分配研究

论文摘要

小水电建设在山区快速发展的同时,也不断破坏着当地的生态环境。如何正确处理好社会效益、经济效益与生态环境效益的关系,是小水电开发利用中必须高度重视的问题。白沙河是典型的四川盆缘山区河流,水资源较为丰富,但由于近年来引水式梯级开发电站的不断建设,使得流域工程性缺水情况日益严重。本文以白沙河流域为研究对象,针对流域水电梯级开发减水河段影响,初步研究了其生态需水及用水分配问题。在对白沙河流域现状进行具体分析的基础上,针对白沙河流域的特殊情况,选择适合白沙河流域生态需水量核算的方法,从河道内与河道外两个方面核算白沙河流域的生态需水量。其结果为:河道内生态需水量为1.293×10~8m~3,占径流总量的22.04%;河道外生态需水量为2.51×10~7m~3,占径流总量的4.30%;生态需水总量为1.544×10~8m~3,占径流总量的26.34%。针对白沙河流域引水式梯级开发电站产生的减水河段情况,采用Tennant法对梯级电站的下泄流量问题进行了初步探讨。为满足流域减水河段生态环境的基本需水要求,电站大坝应在不同时期下泄一定流量,主要集中于枯水期。以5个已运行的梯级电站为例,对流域水电梯级开发做了生态用水量损益分析,探讨了生态用水量与电站发电效益损失的关系。当流量百分比从10%增加到20%与从20%增加到30%时,生态环境与电站对水资源需求的竞争比较激烈,生态用水量与发电效益矛盾比较突出。以流域可持续发展为前提,根据流域水资源利用特点,针对白沙河流域生态需水量,初步构建了以社会、经济与生态环境为目标的水资源多目标优化配置模型,提出了流域水资源优化配置方案。研究表明:流域水资源优化配置后,现状水平年(2005年)各用水部门缺水情况得到缓解;规划水平年(2010年、2020年)在生态环境与经济协调型发展方案下用水分配效果最佳,水资源配置比较合理。本文通过对白沙河流域生态需水与用水分配以及梯级开发电站减水河段的研究,丰富了流域生态需水的研究内容,为流域水资源开发利用和可持续发展提供了科学依据,同时对解决流域梯级开发电站减水河段问题也有一定的指导意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 生态需水研究进展
• 1.2.1 发展历程
• 1.2.2 概念与内涵研究
• 1.2.3 核算方法研究
• 1.3 水资源优化配置研究进展
• 1.3.1 发展历程
• 1.3.2 流域水资源优化配置模型研究
• 1.4 存在问题
• 1.4.1 生态需水研究方面
• 1.4.2 水资源优化配置研究方面
• 1.5 研究内容与技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 2 白沙河流域概况
• 2.1 自然环境概况
• 2.2 社会经济概况
• 2.3 水资源开发利用情况
• 2.3.1 水资源概况
• 2.3.2 白沙河水质情况
• 2.3.3 水电开发现状
• 2.4 主要生态环境问题
• 2.4.1 水土流失较为严重
• 2.4.2 气象、地质灾害频繁
• 2.4.3 水电梯级开发减（脱）水段影响
• 3 白沙河流域生态需水量核算
• 3.1 白沙河流域生态需水量内涵
• 3.2 白沙河流域生态需水量组成及其耦合关系
• 3.2.1 生态需水量组成
• 3.2.2 生态需水量各组成部分的耦合关系
• 3.3 白沙河流域各部分生态需水量核算
• 3.3.1 河道内生态需水量核算
• 3.3.2 河道外生态需水量核算
• 3.4 白沙河流域生态需水量结果分析
• 4 白沙河梯级电站最小下泄流量探讨及生态用水量损益分析
• 4.1 白沙河梯级电站最小下泄流量探讨
• 4.1.1 梯级电站减水河段生态基流量核算
• 4.1.2 梯级电站大坝最小下泄流量确定
• 4.2 白沙河梯级电站开发生态用水量损益分析
• 5 白沙河流域用水分配分析
• 5.1 流域供用水概况
• 5.2 基于生态需水的水资源优化配置模型
• 5.2.1 基本思路
• 5.2.2 目标函数
• 5.2.3 约束条件
• 5.2.4 模型参数的确定
• 5.2.5 总体模型
• 5.2.6 模型求解
• 5.2.7 结果与分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文