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经济迅速发展、人口日益增长以及人类活动规模不断扩大的今天,对区域水资源系统的合理开发、利用规划和管理提出了极高的要求。在水资源系统研究中,已经考虑了自然系统和人造系统的影响。另外,水文生态效应主要来自流域内人造系统的影响,这将成为修正河流水资源系统规划和管理运行的重要依据。因此,本文进行城市河流的水文生态效应研究,以期为河流合理开发利用、生态运行、以及社会经济健康发展寻找可持续发展的道路。主要研究成果如下: (1)通过径流计算得出灞河多年平均流量为15.50m3/s,多年平均径流量为4.89亿m3,年径流深为305.43 mm,径流模数为9.68 L/(s·km2)。径流量主要集中在汛期,为27615.05万m3,占年径流量的56.51%,非汛期径流量为21252.25万m3,占年径流量的43.49%。在20世纪50年代至60年代中期为丰水期,60年代中期至80年代末丰、枯交替,90年代初至今为一连续的枯水期,反映出径流年际之间变化大的特点。 (2)计算得灞河马渡王站多年平均输沙量为196.45亿m3,多年平均含沙量为4.43kg/m3。分析得出1990年后灞河平均输沙模数明显下降,流域产沙能力锐减。灞河含沙量、输沙量的年内分配与其径流年内分配基本相似,输沙量、含沙量年内分配极不均匀的特点,与径流年内分配相似,但不完全一致,往往比径流年内分配更集中在汛期。 (3)分析得出灞河水质从2000~2010年污染程度总体呈现下降趋势,表明近几年浐、灞河流域综合治理取得了一定的实效。 (4)选取了水生生物保护、河流输沙、河流自净作为河流生态系统健康运行的生态目标。计算得到其生态需水量分别为0.62亿m3、1.43亿m3和0.8亿m3;根据本研究确定的目标函数,从维护河流生态系统整体功能健康的角度出发,确定灞河生态需水量为1.43亿m3,占灞河多年平均地表径流总量的29.2%;采用RVA法计算了灞河各月生态流量,通过其对时间的积分,可得灞河生态需水量为1.49亿m3,与计算结果吻合。 (5)提出了河流生态适宜度的概念,建立了河流生态适宜度评价指标体系,采用AHP法对灞河从2000至2010年河流生态适宜度进行评价分析。结果显示,2000年至2003年,灞河生态适宜度值均小于0.4,处于不适宜等级;从2004年开始,河流生态适宜度值慢慢上升,2007年以后,随着浐灞生态区建设,河道综合治理,橡胶坝工程运行河流生态环境发生明显改善;2009年、2010年,河流生态适宜度值大于0.6,基本处于适宜等级,河流生态环境较好,能够为生物提供一个较好的生存、繁衍环境。 (6)针对河流水文条件变化对生态系统的影响分析,本文提出了河流生态调度应该遵循的原则;同时,针对灞河实际情况,提出了灞河生态调度、健康运行的具体措施。