1 概述 001
1.1 河流水生態問題 002
1.2 河流水生態建設與調控 003
1.3 渾河流域瀋撫段區域現狀 004
1.3.1 地理位置 004
1.3.2 氣候特征 005
1.3.3 河流水繫 005
1.3.4 水利工程現狀 006
1.3.5 水質水量現狀分析 006

2 河流水文特征變化 008
2.1 水文情勢變化研究 009
2.1.1 國外研究現狀 009
2.1.2 國內研究現狀 011
2.2 環境流變化研究 012
2.2.1 環境流研究現狀 012
2.2.2 環境流組成 013
2.2.3 環境流流量事件的界定 014
2.2.4 環境流指標計算 014

3 河流生態需水量 016
3.1 河流生態需水量組成 017
3.2 河流生態需水量計算方法與模型 018
3.2.1 河流基本生態需水量 019
3.2.2 河流自淨生態需水量 025
3.2.3 河流輸沙生態需水量 027
3.2.4 河流水面蒸發需水量 027
3.2.5 河道滲漏生態需水量 028
3.2.6 河流岸邊植被生長生態需水量 028
3.2.7 河道分區生態需水量 029

4 河流水量、水質調控模型 031
4.1 降雨徑流模型 032
4.2 水動力模型 034
4.3 水質模型 036
4.4 水質水量耦合模型 039

5 生態需水量測算技術與應用 041
5.1 斷面選取和河道分區 042
5.2 水文情勢分析 043
5.2.1 高陽橡膠壩斷面水文特征分析 043
5.2.2 下伯官攔河壩斷面水文特征分析 045
5.2.3 干河子攔河壩斷面水文特征分析 047
5.2.4 王家灣橡膠壩斷面水文特征分析 049
5.2.5 整體水文改變度分析 050
5.3 環境流指標分析 051
5.3.1 高陽橡膠壩斷面環境流指標分析 052
5.3.2 下伯官攔河壩斷面環境流指標分析 054
5.3.3 干河子攔河壩斷面環境流指標分析 057
5.3.4 王家灣橡膠壩斷面環境流指標分析 060
5.4 控制斷面生態需水量計算 063
5.4.1 河流基本生態需水量計算 063
5.4.2 河流自淨生態需水量計算 076
5.4.3 河流輸沙生態需水量計算 078
5.4.4 河流蒸發生態需水量計算 078
5.4.5 河道滲漏需水量計算 079
5.4.6 河流岸邊植被生長生態需水量計算 080
5.4.7 河流生態環境需水量計算 082

6 河流水質影響因素模擬技術與應用 084
6.1 模型構建 086
6.1.1 降雨徑流模型的構建 087
6.1.2 水動力模型的構建 091
6.1.3 水質模型的構建 095
6.2 模型的率定與驗證 097
6.2.1 降雨徑流模型的率定 097
6.2.2 水動力模型的率定及驗證 098
6.2.3 水質模型的率定及驗證 100
6.3 降雨徑流對河流水質的影響 104
6.3.1 基於降雨徑流的河流水質變化過程模擬 104
6.3.2 降雨徑流模擬結果分析 107
6.4 排污口及支流對河流水質的影響 108
6.4.1 基於截污調控的河流水質變化過程模擬 108
6.4.2 截污調控模擬結果分析 111
6.5 河道自淨對河流水質的影響 112
6.5.1 基於不同水質參數的河流水質變化過程模擬 112
6.5.2 不同水質參數模擬結果分析 115

7 水質水量調控需水量技術與應用 117
7.1 模型構建 118
7.1.1 非恆定流一維水動力模型 118
7.1.2 非恆定流一維水質模型 123
7.1.3 水質水量耦合模型 126
7.2 模型率定與驗證 127
7.2.1 模型參數 127
7.2.2 模型的率定與驗證 130
7.2.3 模型精確度的評價 135
7.3 渾河瀋撫段水質水量調控方案 138
7.3.1 調控方案設定 138
7.3.2 調控方案比較與分析 139
7.3.3 最優調控方案確定 149

8 基於生態需水保障的水質水量調控技術與應用 152
8.1 Mike11 水質水量耦合模型構建 153
8.1.1 研究區域生態調控必要性分析 153
8.1.2 Mike11 水質水量耦合模型構建 155
8.2 生態需水量計算及影響因素分析 163
8.2.1 生態需水量計算 163
8.2.2 生態需水量的影響因素分析 187
8.3 生態需水最優調控方案 191
8.3.1 調控原則、目標 191
8.3.2 生態需水水質水量調控方案 191
8.3.3 多水源生態需水量水質水量調控方案 197

參考文獻 204

河流是人類生存和發展的重要基礎資源之一，是自然界最為珍貴的財富之一。但隨著全球城市化進程的不斷加深加快，人類活動的不斷擴張和加劇，河流生態環境遭受了嚴重破壞和威脅，河流污染、河道堵塞、河床淤積、生態繫統退化等問題日益突出。而河流流域水質和水量是影響流域水生態環境的兩個關鍵問題，隻有解決了流域水質問題並保證流域生態需水量，纔能從根本上解決河流的健康問題，提升流域生態繫統的質量和穩定性。
水利工程的建設和運行帶動巨大社會經濟功能的同時，也改變了天然流量的頻率及延時、天然洪峰出現時間及平均歷時等河道的水文情勢，對生態繫統造成不同程度的負面影響，因此，為緩解水庫及庫群建設運行的負面生態效應、維持河流生態健康，須進行生態調控。本書以河流生態繫統健康為目的，從流域水質和水量兩個層面，從河流水文情勢和環境流角度分析了河流水文特征的變化，在生態需水量變化規律研究的基礎上，提出基於生態需水保障的水質水量調控方案，為水資源開發利用由原始水利階段、工程水利階段、資源水利階段向生態水利階段過渡提供支撐。
本書傾注了多人的心血，包括唐玉蘭、楊輝、劉強、馬興冠、黃殿男、傅金祥、張蕭漢、何亞婷、周東銳、禹雪迪、馬甜甜、王雅峰、盛曉丹、徐慧文、劉水、潘國宇等。本書第1章由楊輝、唐玉蘭、傅金祥撰寫，第2章由唐玉蘭、劉強、楊輝、禹雪迪撰寫，第3章由馬興冠、張蕭漢撰寫；第4章由楊輝、周東銳撰寫；第5章由唐玉蘭、黃殿男、何亞婷撰寫；第6章由劉強、張蕭漢、王雅峰撰寫；第7章由唐玉蘭、馬甜甜、周東銳、盛曉丹撰寫；第8章由唐玉蘭、徐慧雯、劉水、潘國宇撰寫。同時衷心感謝王嚴力老師為本書提供了封面圖片。
本書的編寫過程中，充分借鋻了國內外同類著作和文獻資料，同時也結合了作者們在河流水生態建設和功能修復方面的研究和實踐經驗。本書力求繫統性、實用性、前瞻性，適合從事河流水生態建設和功能修復工作的專業人士、科研人員、環境保護技術人員和管理人員參考。由於作者水平有限，書中的缺點和不足之處在所難免，在此懇請廣大讀者批評指正，並提出寶貴意見，便於我們繼續完善。

編者
2023年8月