生態流量（Ecological Flow, EF） 是指維持河道內生態環境所需要的水流流量。生態流量計算方法眾多，主要分為水文學方法、棲息地模擬法、水力學方法、整體法等，各方法多用于計算維持河道生態平衡的最小生態流量（Minimum Ecological Flow, MEF）即生態基流。
水文學方法原理簡單、計算快捷，適應于較長河流生態流量的確定。同時該算法也可以用于缺乏水文站點和詳細水文數據的河流，應用較為廣泛。

1 Tennant法

1.1 原理

1.2 MATLAB計算代碼

代碼如下：

function [MEF, OEFmin] = getMEF_Tennant( Runoff )
%% 方法1：Tennant法
% 河道內生態流量：采用不同用水期（年/月尺度）相應天然徑流量的多年平均同期徑流量的百分比
% 輸入變量
% Runoff   月均徑流序列
% 輸出變量
% MEF         最小生態流量
% OEFmin    最優生態流量下限值
% AAF         多年平均年徑流量
% AMF        多年平均月徑流量nMonth =12;
nYear = length(Runoff)/nMonth;MF = reshape( Runoff, nMonth , nYear );
AAF = mean( sum( MF,2 )  );
AMF = mean( MF ,2 );MEF  = 0.1* AMF;
OEFmin = 0.6* AMF;
end

2 最小月多年平均流量法（Minimum average monthly flux method, MAMFE）

2.1 原理

2.2 MATLAB計算代碼

代碼如下：

function MEF = getMEF_MAMFE( Runoff )
%% 方法2：最小月多年平均流量法
% 最小生態流量：河流每年最小月平均流量的多年平均值
% 輸入變量
% Runoff   月均徑流序列
% 輸出變量
% MEF         最小生態流量
% AAFmin    多年最小平均年徑流量
% MFmin    多年最小月均徑流量
% MF         月均徑流量nMonth =12;
nYear = length(Runoff)/nMonth;MF = reshape( Runoff, nMonth , nYear );
MFmin = min( MF ,[], 2 );
AAFmin = mean( MFmin );MEF = AAFmin; 
end

3 年內展布計算法（Dynamic calculation method, DCM）

3.1 原理

年內展布法基于歷史流量資料，以年最小徑流總量與多年平均徑流總量二者之間的比值，得到各月生態流量與各月多年平均徑流量之間的關系，以此確定生態流量。

3.2 MATLAB計算代碼

代碼如下：

function MEF = getMEF_DCM( Runoff )
%% 方法3：年內展布計算法
% 輸入變量
% Runoff   月均徑流序列‘
% MEF         最小生態流量
% AAFmin    多年最小平均年徑流量
% MFmin    多年最小月均徑流量
% MF         月均徑流量nMonth =12;
nYear = length(Runoff)/nMonth;% 步驟1：根據長時間水文序列天然月均徑流資料，分別計算多年平均年徑流量和多年最小平均年徑流量
MF = reshape( Runoff, nMonth , nYear );
AAF = mean( sum( MF,2 )  );
MFmin = min( MF ,[], 2 );
AAFmin = mean( MFmin );% 步驟2：計算多年最小年均徑流量和多年平均年徑流量的比值η
eta = AAFmin/AAF;% 步驟3：根據多年平均月徑流量，計算各月最小生態流量
AMF = mean( MF , 2 ); 
MEF = AMF* eta;
end

4 FDC法

4.1 原理

4.2 MATLAB計算代碼

代碼如下：

function MEF = getMEF_FDC( Runoff )
%% 方法4：FDC法
% 取流量歷時曲線，頻率為90%時流量為河道內最小生態流量
% 輸入變量
% Runoff   月均徑流序列‘percent = 0.9;
flag = 0;
MEF = GetThreshold( Runoff , percent  , flag);
end% 調用函數
% -------------------------------------------------------------------------------
function Th = GetThreshold( X , percent , flag)
% GetThreshold函數可根據樣本數據集X得到percent閾值下的臨界值
% 輸入參數 Input parameter
% X             數據（所有樣本），可為降水Precipitation，為向量數據
% percent   閾值百分數，如90%或95%，表示為小數，∈（0，1）
% flag          取值為0，表示取小值；取值為1，表示取大值
% 輸出參數 Output parameter
% Th       相應閾值下數值X = reshape( X,[],1 );       % 確保輸入序列X為行向量n = length( X );
I = zeros(n,1);
[Xsorted, ~] = sort( X, 'ascend');              % 按升序排列
for i=1:nI(i) = find( X(i)==Xsorted);
endif flag==0percent = 1-percent;
endP = (I-0.44)./(n+0.12);
[~, ThIndex] = min( abs(P-percent) );
Th = X(ThIndex);%{
figure(1)
hold on;box on;
h(1) = plot( X, P ,'k.','MarkerSize', 8);
h(2) = plot( Th,percent ,'rp','MarkerSize', 10,'MarkerFaceColor','r','MarkerEdgeColor','r');
h(3) = plot( [0 Th],[ percent percent],'k--','linewidth',1);
xlabel("X(P/T)");
ylabel("Percent");
set(gca,'FontSize',14,'Fontname', 'Times New Roman');
%}
end

5 多層次生境條件的改進Tennant法（MTMMHC法）

5.1 原理

生態流量采用MTMMHC法計算，其主要優勢在于：
①同傳統Tennant法以平均流量的單一百分比作為生態流量不同，它計算出不同月份不同水平年的生態流量，其中水平年的劃分基于月平均流量序列的不同保證率，能充分考慮流量的年內變化和年際變化（時間變異性）；
②它以不同水平年組不同月份的月中值流量代替Tennant法中年平均流量或月平均流量，考慮了極端年際流量及流量年內分布不均的影響（時間變異性）；
③采用MTMMHC法計算流域內不同子流域的各級生態流量，即在不同河段采用不同的生態流量，能改進在整個流域采用同一個生態流量的情況（空間變異性）。

5.2 MATLAB計算代碼

代碼如下：

參考