面向城市河流生态流量保障的堰高确定方法
2021-07-09孙媛媛尹心安毛显强张恩泽赵彦伟
孙媛媛,尹心安*,毛显强,张恩泽,赵彦伟
State Key Laboratory of Water Environment Simulation, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
1. 研究进展
在城市化进程中,大量的城市河流被渠化[1]。作为一种全球性现象,城市河流的渠化并不局限于某个特定的地理区域[2]。河道渠化后,可以有效地提高河流的过水能力,有利于防洪[3]。然而,它也减少了水流的滞留时间,导致河流在某些时段内水量短缺[4]。不断增加的人类用水需求,加之流域下垫面变化下雨水截留率降低等原因,造成城市河流的干涸缺水问题更加严峻[5]。水量短缺也导致了渠化河流的生态环境出现明显退化[6]。生态流量保障是河流生态环境保护和水资源综合管理的基本途径[7]。
许多学者对城市渠化河流的生态流量问题进行了研究,极大推进了生态流量相关领域的发展。生态流量核算方法可划分为四大类:水文学法、水力学法、栖息地模拟法以及整体法[8]。在核算城市河流生态流量时[9],通常会考虑栖息地、污染物稀释和娱乐(即景观)所需的水量。为了满足污染物稀释的需求,一般采用质量平衡方程确定所需的水量[10,11]。而为了满足娱乐或景观的需求,生态流量核算一般采用水力学方法[12]。
在生态流量核算的基础上,许多研究者进一步研究了如何保障生态流量。这项工作侧重于使用不同的水源,如暴雨期间收集的雨水、污水处理厂的再生水和水库的淡水资源,并以经济合理和安全可靠的方式来满足生态流量要求[13,14]。
尽管对生态流量进行了大量富有创新性且有价值的研究,但生态流量短缺现象仍然普遍[15,16]。……
