河流生态需水观点及计算方法评述

河流生态需水研究是流域生态用水管理的基础,是水资源综合规划及合理配置的重要内容。在有关文献和成果的基础上,对河流生态需水进行了各种观点的归结,分析评述了其适用条件和局限性。通过几种可以参照的计算方法改进,在应用方面为河流生态需水研究提供服务。     

生态需水的计算方法

生态水文学的一个重要研究领域集中于陆地和水生生态系统中植物与水的关系问题,根据陆地主要环境或生态系统类型,该问题可分为干旱地区、湿地、森林、河流和湖泊等5种类型环境或生态系统类型的生态水文分析。     

辽河干流河流生态需水评估整合计算研究

文中以辽河干流为研究区,选取干流上游福德店、铁岭水文站,中游马虎山水文站,下游六间房水文站为代表站,采用流量历时曲线法计算河流生态流量,并结合蒸发渗漏需水、河口湿地生态需水计算成果,进行辽河干流生态需水整合。在此基础上,以水文循环过程为主线,按消耗型生态需水及非消耗型生态需水2个类别,对各河段生态需水进行评估整合,求得辽河干流河流生态需水总量,可为辽河生态治理提供参考。     

生态需水理论与方法研究及发展前景分析

生态需水研究是近年来国内外广泛关注的热点,从生态需水的基本概念出发,回顾了生态需水问题的提出的背景,分析了目前有关生态需水的定义,概述了生态需水的类型,讨论了河道内外生态需水计算方法,提出了目前生态需水研究中亟待解决的一些问题和面临的挑战,并展望了生态需水的发展前景。     

湖泊生态需水计算方法比较及实例应用

归纳湖泊生态需水的相关概念、分类和组成,利用CiteSpace软件分析近20年国内外相关研究进展,发现其主要集中在水文学角度与生态学角度2个方面,故从这2个角度总结湖泊生态需水计算方法。其中：水文学方法主要考虑湖泊长序列水文要素,具体有最低水位法、水量平衡法和换水周期法等;生态学方法多同时考虑湖泊生态和水文要素,具体有曲线相关法、生态演变分析法和功能法等。不同方法的主要原理、适用性各有不同。以太湖为例,选择最低水位法、换水周期法和生态演变分析法3种方法进行实际应用与结果比较,得到太湖生态需水分别为36.01亿、27.14亿和38.81亿m³。综合比较分析后,认为生态演变分析法在计算过程中同时考虑了水文与生物状况,计算结果最合理,故最终确定太湖湖泊最小生态需水为38.81亿m³。该研究为系统了解并合理选择湖泊生态需水计算方法,开展湖泊生态保护修复与高质量发展提供支持。     

面向河流生态完整性的黄河下游生态需水过程研究

提供适宜的生态流量对维护河流健康和支撑人类社会发展具有重要意义。尽管栖息地模拟法物理机制清晰、应用广泛,但对生物群落考虑不足、生命节律信号缺失等问题长期存在。以维护河流土著生物群落完整性为目标,本文将天然水文情势作为参照系统,结合栖息地模拟与水文参照系统特征值,建立了一种面向河流生态完整性的生态需水过程评估方法,兼顾指示物种生存繁衍和土著生物群落基本生存。黄河下游利津断面评估结果显示:利津断面年最小生态需水量119亿m³,适宜生态需水量130～137亿m³,涨水期需提供1～2次持续时间不低于7 d、流量不低于1220 m³/s的高流量脉冲。对比历史实测流量过程与本文生态需水成果,发现利津断面水量充足,但流量过程不满足生态需求。黄河需加强水库群调度,协调径流年际和年内分布,塑造适宜的生态流量过程,并适时塑造高流量脉冲。     

塔里木河流域水质演变规律及生态需水研究

文章以塔里木河近年来所收集到的水质数据为基础,以其水质时空演变成因的角度为突破口进行研究,揭示其水质的时空演变规律,再通过Tenant法计算器生态需水量,为后续生态输水工程提供理论参考.     

基于水文学方法的大洋河河道生态需水量计算研究

河道生态需水量的确定对于河流生态系统健康至关重要,为计算大洋河河道内生态需水量,基于大洋河岫岩和沙里寨两个水文站1970-2012年流量资料,分别运用最小生态径流法以及本文提出的保证率为90%(枯水期)、75%(平水期)、60%(丰水期)的适宜生态径流法计算了大洋河河道内生态需水量,并运用Tennant法对计算结果进行评价分析并结合实测流量资料对大洋河生态径流满足度进行了分析,研究结果表明:适宜生态径流量可以使得大洋河河道内的生态环境状况在丰水期和枯水期达到极好的状态,而最小生态径流量也能使大洋河生态环境状况得到改善和稳定,大洋河在丰水期生态径流破坏程度要高于枯水期,本文的研究成果对于大洋河河道生态保护和治理可提供参考价值。     

串联型水体生态需水补水方案研究

在水资源长期短缺的北方地区,拦河蓄水形成的串联型河流坝式景观水体几乎在每个城市都可以看到。为计算维持这种以水景观为主的人工河流生态系统基本健康的最小需水量,以滹沱河水环境修复段为例,构造描述"串联型坝式景观水体"水质、水量变化的综合数学模型,提出了水质、水量相结合的河流坝式景观水体生态需水补水方案。结果显示:75%频率降水情况下,滹沱河水环境修复段现状水平年最小需水量为3 450万m3,并给出了明确的补水时机和补水量,为北方串联型河流坝式景观水体的生态保护提供了支撑。     

基于水盐平衡的南通地区河流系统生态需水量研究

论述了水盐平衡的概念,从水盐平衡的基本原理出发,探讨了南方地区维持河流水盐平衡的生态需水量计算方法,以此生态需水校核河道整治的断面是否达到水盐平衡的要求。以南通地区的河流系统为例,估算其多年平均维持河流水盐平衡的生态需水量,并据此对河道整治提出了要求。     

西北干旱区湖泊生态需水研究 ——以内蒙古乌梁素海为例

本文借助现有的有关生态环境保护方面的标准来代替湖泊生态系统服务功能期望值,根据生态环境保护目标估算其生态需水量,得出乌梁素海在满足水面保持、洗盐、水质保持等目标功能下的生态环境需水量.     

河流生态环境需水计算方法浅析

1引言水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,是生态环境的控制性要素之一,是经济社会可持续发展的重要保证。随着经济社会的迅速发展,水资源供需矛盾日益突出,城市生态环境遭到了严重的破坏,而人类对水资源的需     

生态用水决策过程、研究层次及生态需水重要概念研究

分析生态用水和生态需水研究的发展历史,确定了生态用水决策过程的5个部分：生态问题、水与生态及价值关系、期望生态状况决策、保障措施和实施监测,并提出各个部分的主要内容．根据生态用水决策过程,提出生态需水研究的6个层次：(1)生态问题;(2)水与生态关系;(3)生态价值;(4)决策;(5)保障;(6)实施监测．通过对国内外生态需水概念的研究,提出生态需水、生态用水、生态耗水、生态保留水、期望生态需水、临界生态需水等定义．     

强潮河口环境和生态需水及其计算方法

针对钱塘江河口以海域来沙为主的强潮河口特点，提出其环境和生态需水，包括维持河口冲淤平衡需水、防止河口咸水入侵需水、维持河口水功能区水质达标需水及最小生态需水。研究了各部分需水的计算方法，在一定计算条件下给出了定量的计算结果。根据分时段考虑原则、兼容性原则和区域性原则，对环境和生态需水的综合计算方法进行了探讨。研究表明，钱塘江河口环境和生态需水年总量主要由维持河口冲淤平衡需水决定，占多年平均来水量的80%，而年内不同时期需水的主要控制因素不同，并随计算条件发生转化。     

基于生态系统分析的河道最小生态需水计算方法研究(Ⅰ)

研究了河道生态系统的水文与地形子系统的最小生态需水，提出计算河道水体最小生态需水的方法——水文与河道形态分析法，并建立了计算方法体系．水文与河床形态分析法的基本思想是用尽量少的水维持尽量多的河流特征和功能，并将河流特征和功能维持在一定的水平，以维持河流的生命．还研究了水文、地形和生物子系统，提出计算该子系统最小生态需水的方法——生物空间最小需求法．生物空间最小需求法的基本思想是以鱼类为指示生物，从鱼类对生存空间的最小需求来确定最小生态需水．采用上述两种方法计算了淮河流域颍河周口水文站断面的最小生态流量，为7m^3／s，占多年平均天然流量的5．6％．     

基于生物习性和流量变化的南水北调西线调水河道的生态需水估算

提出一种基于生态保护对象的生活习性和流量变化的河道生态需水(EIFR)估算方法,简记为习变法(LiHaflo-Va)。方法通过建立流量变化与生物习性的定量联系,确定主要生态保护对象生活习性关键月份,既具有水文学方法的简便优势,又能尽可能多地考虑生物学特性,能较好地解决资料缺乏地区的生态需水估算问题。EFIR的计算包括两部分,对关键月,EIFR为该月中值流量与该月的流量变异系数的乘积。对其它月份,EIFR为90%超过概率流量与全年各月流量变异系数最小值之乘积。应用该法计算了南水北调西线一期工程包括达曲、泥曲、色曲、杜柯河、玛柯河和阿柯河等6条调水河流的生态需水。结果表明,河道内多年平均状态每年需保持的水量占多年平均年径流量的比例在达曲至少为24.7%,泥曲为46.4%,色曲为21.7%,杜柯河为21.6%,玛柯河为15.0%,阿柯河为15.7%。该比例系数基于研究区生态保护对象的生活习性,是流域的客观反映,可以作为制定工程最大可调水量的依据。计算表明,在工农业生产及居民生活用水大约占多年平均年径流量的6%的条件下,6条河多年平均意义上每年最大可调水总量为41.87×108m3,占6条河多年平均总径流量(60.5×108m3)的69.2%。     

我国生态需水研究体系及关键研究命题初探

本文从生态系统水平衡和生物水分生理的角度,初步分析了不同类型生态系统生态需水核算的关键环节,并构建了竞争用水条件下我国生态需水研究的基本体系。结合国内外相关研究的新进展,剖析了我国生态需水研究的关键命题。结果表明,生态需水计算的关键是要核算维持生产者的正常生命活动和非生物环境分别向外界释放的水量,不同类型的生态系统对核算的侧重点也不相同。在竞争性用水条件下,我国生态需水研究,需要在系统识别水分—生态耦合作用机制和定量确立区域动态生态目标的基础上,充分考虑水分生态效益率,合理确定生态需水量。在生态与环境系统及国民经济系统之间,对区域可配置的水资源量进行合理配置,并提出了区域生态需水的风险管理方案。     

基于生态系统分析的河道最小生态需水计算方法研究(Ⅱ)

2．2．2 生物空间最小需求法 生物空间最小需求法从水、地形和生物及其相互关系角度研究生物对生存空间的最小需求．生物对环境的需求需要从食物、栖息地、水温、水质、水流状况和生物间的相互作用等方面进行分析研究．由于现在对生态系统的研究深度有限,加之中国河流生物资料缺乏,无法全面考虑上述全部因素．从中国的现状资料条件看,具有从生物对生存空间的需求方面进行研究的基本条件．     

玉龙喀什河水利枢纽工程中生态流量的研究与应用

生态流量是维持河流生态基本功能,控制水资源开发强度的重要指标,自然或越接近自然的水文过程,对保护河流生态系统最为理想。玉龙喀什水利枢纽工程当建成后,在发挥各类效益的同时,需考虑河道所需的生态流量。通过BBM法、Tennant法、最小月平均径流法、生态水力学法这四种方法确定的生态流量。计算成果表明,在4—7月鱼类产卵需水敏感期应采用BBM法计算所需生态流量,从4月月均10. 77m3/s逐渐增加到7月月均159. 46m3/s,可充分满足鱼类产卵敏感期的需水,其余各月采用BBM法、Tennant法、最小月平均径流法、生态水力学法计算后的外包线来作为生态流量。这种采用不同计算方法得出所需生态水量,对不同计算方法的优缺点进行"取长补短",将水资源利用最大化高效化。依此,为今后水利工程确定生态流量提供借鉴。