生态及环境需水量研究进展与前瞻
王西琴,刘昌明,杨志峰
(北京师范大学环境科学研究所,北京 100875)
摘要:论述了国内外有关生态、环境需水研究的进展情况,包括研究内容、定量计算方法及其
研究成果等。在此基础上,指出目前生态、环境需水研究领域存在的主要问题,从理论和实践
两个方面,提出了生态、环境需水今后需进一步研究的课题。
关 键 词:生态需水;环境需水;研究;进展
中图分类号:X 17111;G 353111 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2002)04-507-08
长期以来,在研究水资源供需问题、水资源配置问题时,只考虑人工生态系统的需水,忽略自然生态系统的需水,只强调生产和生活需水,忽视生态系统本身的生态(环境)需水[1],认为需水量由三部分组成,即
需水量=农业需水+工业需水+城市生活需水
由于对生态环境需水的忽视,而带来生态失衡与环境恶化,并限制了经济的发展。在考虑生态、环境需水后,需水量应该由四部分组成,即
需水量=农业需水+工业需水+城市生活需水+生态与环境需水
也就是说,现在、未来在研究水资源供需问题、水资源配置问题时,除了考虑经济和生活需水外,还必须同时考虑生态与环境需水[2]。在生态环境脆弱地区,对生态需水需要赋予更高的优先级。只有这样,才能保证水资源的良性循环,实现水资源的可持续利用,恢复和重建生态环境。
本文对生态环境需水的研究进展、存在的主要问题及需要研究的课题进行分析和论述。1 研究进展
111 国外研究动态
国外生态环境需水研究主要集中在河流生态环境需水研究方面。早期的研究是关于河道枯水流量(lo w -flow)的研究[3,4]
。这个时期主要是为满足河流的航运功能对枯水流量进行研究。随后,由于河流污染问题的出现,开始对最小可接受流量(minimum acceptable flows(MAFs))研究[5]。其最小可接受流量除了满足航运功能外,还要满足排水纳污功能。随着河流受人为因素影响和控制的加强,河流生态系统结构和功能遭到破坏,生态可接受流量范围(ecology ac -
收稿日期:2001-04-13;修订日期:2001-10-16
基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(G1*******-05)
作者简介:王西琴(1965-),女,陕西西安人,北京师范大学环境科学研究所博士后。主要从事水文水资源学研究。第13卷第4期
2002年7月 水科学进展ADVANCES I N WATER SCIENCE Vol 113,No 14 Jul.,2002
508水科学进展第13卷
ceptable flo w regime(EAFR))的研究逐渐展开[6],其主要是为恢复河流生态系统功能,为满足不同的环境要求而进行生态可接受流量范围的研究。
目前,国际上对河流生态环境需水没有统一的概念,缺乏明确的定义,而是用与河流生态环境需水相关、相近的概念代替。使用较为广泛、通用的概念是枯水流量(low-flow)。近十年来,为了促进水文水资源研究,国际之间加强了合作,其中包括河道枯水流量的研究[7],如FRIEND(Flow Regimes from E xperimental and Network Data)行动计划。第一个行动计划由水文组织(Institute of Hydrology(UK))倡导,并为1985-1988年的国际水文计划方案ó(UNESC O Interna-tional Hydrological Programme-ó)作了部分工作[8]。这个组织包括13个欧州国家,主要是应用国家流量(水文)数据库及不同的研究方法,预测河流的洪、枯水流量。作为FRE ND计划的部分工作,分析和研究了欧洲西北部1350条河流的枯水流量状况[9]。研究集中在应用水力学参数研究枯水流量与流域河床组成特性之间的关系,以及研究不同频率不同时段年均流量(mean)与最小流量(annual minima)和枯水流量(low-flo ws)之间的联系等。第一个欧洲FRIE ND行动计划采用了西欧国家网络提供的精确的日流量和相应的流域资料数据库。随后,FRIEND行动计划开始向横向(包括东欧国家)和纵向(扩大到大尺度问题、方法问题、枯水流量和洪水流量条件下流域土地利用的变化、水质等问题的研究)的研究方向发展[10,11]。其研究的深度和广度不断扩大。
目前,FRIE ND组织很快扩展到欧洲及世界其它许多地区和国家,如西非、中非、北非、地中海地区及中亚地区、印度及南亚地区等。最近正在进行的FRIE ND行动计划将其研究成果概括在FRIE ND报告中[11]。其中最新的研究成果有:北欧地区枯水流量和干旱研究;南非区域水资源和干旱评估方法研究;西非、中非地区雨量减少对枯水流量长期影响研究;枯水流量时间系列与断流分析;地域性生态水文学理论和水资源统一管理的论述等。总之,国际上在水文水资源领域的合作,使得先进的研究技术和手段应用到更多的具有水文数据库的国家和地区,特别是在流域枯水流量的研究方面,显得更为突出。
国外河流生态环境需水的研究内容可概括为[12~14]:河道流量与鱼类生息环境关系的研究;河道流量、水生生物与DO三者之间的关系研究;水生生物指示物与流量之间的关系研究;水库调度考虑生态环境、生态环境水量的优化分配的研究;环境生态用水与经济用水关系研究等。
国外较为通用的研究方法,可分为三类[15]:一是传统的流量计算方法(标准流量法);二是基于水力学基础的水力学法;三是基于生物学基础的栖息地法。
(1)标准流量法17Q10法[16]采用90%保证率最枯连续7d的平均水量作为设计值。oTennant法[17]是美国目前使用确定河道生态环境用水量的一种方法,河道流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。该法通常作为在优先度不高的河段研究河道流量推荐值
使用,或作为其它方法的一种检验。该法在美国16个州使用[18]。
(2)水力学法1R2CROSS法[19]在计算河道流量推荐值时,由河流几何形态决定的水深、河宽、流速等因素必须加以考虑。具有两个标准:一是湿周率,二是保持一定比例栖息地类型所需的河流宽度、平均水深以及平均流速等。R2CROSS法以曼宁公式为基础,由于必须对河流的断面进行实地调查,才能确定有关的参数,所以这种方法比标准设定法难以应用。该法在美国6个州使用。o湿周法[20]该法的依据是基于以下假设:即保护好临界区域的水生生物栖息地的湿周,也将对非临界区域的栖息地提供足够的保护。利用湿周(指水面以下河床
横断面的线性长度)作为栖息地的质量指标来估算河道内流量值,通过在临界的栖息地区域(通常大部分是浅滩)现场搜集河道的几何尺寸和流量数据,并以临界的栖息地类型作为河流的其余部分的栖息地指标。河道的形状影响分析结果。该法需要确定湿周与流量之间的关系。这种关系可从多个河道断面的几何尺寸)流量关系实测数据经验推求,或从单一河道断面一组几何尺寸)流量数据中计算得出。推荐值依据湿周-流量关系曲线中的变化点的位置来确定。该法在美国6个州使用。
(3)栖息地法 1IFI M(增加法)[21]
I FI M(Instream Flow Incremental Methodology)法是应用比较广泛计算环境需水量的方法[22]。IFI M 根据现场数据如水深、河流基质类型、流速等,采用PHABSI M(Physical Habitat Simulation)模型模拟流速变化和栖息地类型的关系,通过水力学数据和生物学信息的结合,决定适合于一定流量的主要的水生生物及栖息地。该法在美国24个州使用。Orth 和Maughan [23]认为由于IFIM 法所需要的定量化的生物资料的缺乏,使这种方法的应用受到一定的限制。King 和Tharme [24]指出,传统的IFI M 法将其重点放在一些河流生物物种的保护,而没有考虑诸如河流规划以及包括河流两岸在内的整个河流生态系统,由此计算出的推荐的流量范围值,并不符合整个河流的管理要求。oCASIMIR 法[25] C ASI MIR(Computer Aided Simulation Model for Instrea m Flow Require ments in diverted strea m)法,基于现场数据-流量在空间和时间上的变化,采用FST [26]建立水力学模型、流量变化、被选定的生物类型之间的关系,估算主要水生生物的数量、规模,并可模拟水电站的经济损失。
上述三种估算流量的方法在数据要求、选择流量所采用的方法、生态方面的假设以及对河流水力学方面的影响,都有一定的区别。标准设定法是通过按比例缩小河流的宽度、深度和流速,从而得到的一个平均流量,标准设定法比较容易应用并得到一个流量的估计值。水力学方法集中在保留河道具有足够的水量,保持河流的基本形态。栖息地法的特点是说明栖息地如何随着河流水量的变化而变化,虽然提供了一种非常灵活的估计河流流量的方法,但不容易被应用。
112 国内研究动态
在我国,系统研究生态环境需水的工作尚处于起步阶段,对生态环境需水的概念、内涵与外延等没有统一的定义[27~29],对其计算方法的研究也不够深入、完善,基本停留在定性分析和宏观定量分析阶段。其研究大致可分为三个阶段:
(1)20世纪70年代末开始研究探讨河流最小流量问题。主要集中在河流最小流量确定方法的研究方面。长江水资源保护科学研究所的5环境用水初步探讨6是其典型代表;
(2)20世纪80年代,针对水污染日益严重的问题,国务院环境保护委员会5关于防治水污染技术政策的规定6指出:在水资源规划时,要保证为改善水质所需的环境用水。主要集中在宏观战略方面的研究,对如何实施,如何管理处于探索阶段。
(3)20世纪90年代以来,针对黄河断流、水污染严重等问题,水利部提出在水资源配置中应考虑生态环境用水。如在全国水功能区划中考虑了生态与环境用水问题。刘昌明在文献
[30]提出了我国21世纪水资源供需的/生态水利0问题。与此同时,与生态、环境需水相关的研究也逐渐展开。
主要的研究成果可归结为:1对非汛期最小流量、水土保持、冲沙水量等的河流系统的生态环境需水研究。如20世509 第4期王西琴等:生态及环境需水量研究进展与前瞻
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纪80年代赵业安、钱意颖等总结了黄河三门峡水库运用对下游河道的影响规律,同时开展黄河上游大型水电工程对下游冲积河流影响的研究,采用实测资料分析的方法研究大型水库对径流泥沙的影响,对每年水库蓄水与中游高含沙洪水遭遇情况进行了深入研究,通过回归分析建立了水库调蓄水量与下游河道冲淤的相关关系[31,32]。
o对恢复湿地、城市河湖用水及地下水回补等环境需水量的研究[33]。
?对西北干旱、半干旱地区生态需水量及河道环境需水量的探讨与宏观定量研究[34,35]。
?刘昌明根据水资源开发利用与生态用水的关系,提出了/四大平衡0的原理[30],即水分能量平衡、水盐平衡、水沙平衡与水量平衡(含水资源供需平衡),从而丰富了水资源合理开发利用的内涵。
?钱正英等[36]从保护和恢复内陆河下游的天然植被及生态环境、水土保持和水保范围之外的林草植被建设、维持河流水沙平衡及湿地水域等生态环境的基流、回补黄淮海平原及其它地方的超采地下水等方面,分析并估算了全国的生态用水。
到目前为止,国内生态环境需水研究方法主要集中在陆地和河流两个方面,而陆地生态需水主要系指/保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境、水土保持及水保范围之外的林草植被建设0[36]所需水量。其研究方法主要是针对西北干旱地区进行,综合分析这些研究,不论是天然系统还是人工系统,不论是林地还是草地,计算方法大多为/面积定额法0或/植株定额法0[37,38],计算原理为传统的水平衡理论,因此计算方法比较成熟,一般不存在较多争议。本文重点介绍有关河流生态、环境需水的研究方法。从大的方面看,河流生态需水包括三个方面:河道基本生态、环境需水,输沙需水量和入海水量。与之相对应的研究方法,主要集中在第一个研究内容方面,如:为达到水环境保护目标、满足河流纳污功能的环境功能设定法;为满足河流基本生态功能、保证不断流的河流基本生态环境需水量计算法、最枯月平均流量法、假设法;为满足河流水量蒸发和渗漏要求的水量补充法等。输沙需水量的计算方法虽然较多,但主要是针对黄河,且大多是从水力学角度出发进行研究,不便于操作和应用。实现水沙平衡需用的水量究竟如何计算,至今尚未见到令人满意的计算方法或者计算结果。因而本文不作介绍。入海水量的计算方法基本上是宏观估算,没有定量计算方法。下文就第一个研究内容方面的计算方法作简单介绍。
环境功能设定法根据河流的稀释、自净等环境功能,设定合理的河道环境需水量(Q v)[39]。这种方法是首先将河流(河段)划分为i个小段,将每一小段看作一个闭合汇水区,计算每一段的环境需水量Q vi(i=1,2,,,n),然后,对其求和即可得到整个河流(河段)的环境需水量。
Q vi必须同时满足下列方程:
Q vi\K@Q wi,Q vi\Q ni(p)(p\p0)(1)式中K为河流稀释系数;Q wi为第i段合理的污水排放总量。合理的污水排放量(Q wi),是指达标排放的废污水量。Q ni(p)为不同水文年(如多年平均,枯水年,平水年)设定保证率(指月保证率,如p0=90%,p0=80%等)下第i段的河道流量。
河流基本生态环境需水量计算方法,以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流的基本生态环境需水量[40]。其计算公式为:
W b =T n
6n i=1Q i mi n (2)式中 W b 为河流基本生态需水量(108m 3);Q i m i n 为第i 年实测最小月平均流量(m 3/s);T 为换
算系数,其值为311536@10-2;n 为统计年数。#最小月平均流量法 参考7Q 10法,结合我国的具体情况,采用90%保证率最小连续7d 的平均水量作为河流最小流量设计值,该标准对于我国要求较高,因而对上述方法进行了修改。在5制定地方水污染物排放标准的技术原则和方法6(GB3838-83)中规定:一般河流采用近十年最小月平均流量或90%保证率最小月平均流量。
#水量补充法 1蒸发和渗漏 认为河道环境用水量主要指补充河道水及浸润带蒸发和河道渗漏等因素造成损失所需的水量。根据河长、水面面积及蒸发、渗漏强度等计算年蒸发量和年渗漏量,上述两项之和即为河道年补水量1。o水面蒸发生态需水量 为维持河流系统正常生态功能,当水面蒸发量高于降水量时,必须从流域河道水面系统以外接纳的水体来弥补,把这部分水量称为水面蒸发生态需水量。当降水量大于蒸发量时,就认为蒸发生态需水量为零[41]。根据水面面积、降水量、水面蒸发量,可求得相应各月的蒸发生态需水量。其计算公式为:
W E =A(E -P ) 当E >P 时; W E =0 当E
(3)式中 W E 为水面蒸发生态需水量;A 为各月平均水面面积;E 为各月平均蒸发量;P 为各月
平均降水量。#假设法 假设以某一年的水平作为标准年,认为该年的水环境状况基本能够保持原有自然景观,满足最低水循环要求以及河口冲淤平衡和基本维持河流生态系统平衡。则将这一年的水量作为河道所需环境需水量o。首先对近几年的水量情况进行统计,计算河流年平均河干天数。其次对标准年(如20世纪50年代、60年代)偏枯水年份进行统计,计算河流的平均流量。以接近年平均河干天数与标准年偏枯水年份河流平均流量的乘积,即为河流维持原有自然景观使其不干涸平均所需补充的水量o。
2 需进一步研究的问题
从国内外研究的进展来看,生态环境需水量还有许多方面尚待研究。目前存在的主要问题是:没有成熟的理论体系,没有明确的定义,没有评价指标体系和方法;缺乏完善的定量计算方法。因此,笔者认为,今后应从理论和实践两个方面研究生态环境需水问题。
211 理论方面
从宏观角度出发,今后在理论方面的研究应该包括:
(1)生态水文学的理论研究与生态水利的应用;
(2)水资源开发利用与不同区域生态系统改变的关系;
(3)河川基流的研究与维持河流生态环境功能;
(4)河流最小流量的研究;
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第4期王西琴等:生态及环境需水量研究进展与前瞻1o河北省水文水资源勘测局,河北省水环境监测中心1河北省地面水环境状况分析,1999.
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512水科学进展第13卷
(5)植被与水分的关系;
(6)自然生态系统与人工生态系统复合系统的水资源优化配置;
(7)生态需水与环境需水的综合定量。就生态环境需水而言,今后需要研究的内容主要有:1生态、环境需水概念界定及其内涵与外延;o生态、环境需水的分类;?不同类型生态、环境需水的形成机理;?影响生态、环境需水的内在与外在因素;?生态、环境需水评价指标体系;?不同类型生态、环境需水计算方法;?最小生态、环境需水研究。
212实践方面
生态环境需水在实践方面的研究内容包括:
(1)区域最小生态需水量、区域最小环境用水量及区域生态、环境需水量计算方法研究;
(2)区域生态、环境需水评价指标体系与评价方法研究;
(3)区域主要生态、环境问题对社会经济影响程度研究;
(4)脆弱生态、环境系统下流域体系的水分循环过程、植被水分关系及生态适宜性实验模拟研究;
(5)典型区域的最小生态环境需水量研究;
(6)湿地和生物多样性保护研究。在我国,还应包括:1南水北调对生态恢复与重建的必要性与可行性研究;o节水的潜力与最小调水规模的论证研究。其中急需解决的重大问题有:西部大开发中的生态、环境用水(植被与水分的关系);黄河断流;华北地下水位下降及漏斗; /三江三湖0生态环境;湿地保护。
随着我国水资源缺乏、水生态、环境功能退化,水资源供需矛盾等问题的日益突出和严重。上述问题中有关河流最小流量的研究,将会逐渐引起人们的重视,并且将是河流生态、环境需水研究领域今后研究的方向和发展的必然趋势。
3结语
生态、环境的保护是国家可持续发展的根本性问题。中国地域辽阔,生态类型多样,几乎包括了由旱生到湿生,由热带到寒带的广泛谱阈。特别是我国的干旱与半干旱地区,水资源开发利用与生态、环境的矛盾突出,生态、环境用水往往被国民经济用水挤占,由此引发了一系列的生态环境问题。因此,如何处理水与生态、环境的相互作用与关系,显得尤其重要,生态、环境需水的研究也十分迫切。本文涉及的研究进展与前瞻仅仅是众多生态、环境需水问题研究中的一个侧面,希望能够抛砖引玉,供讨论参考。
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Research advance in ecological water demand and
environmental water demand X
WANG X-i qin,LIU Chang-ming,YANG Zh-i feng
(Institu te of Envir onment Science,Bei j ing Normal Unive rsity,Bei j ing100875,China)
Abstract:This paper discusses the current research advance in ecological water demand and environmental wa ter de mand,including study content,quantitative analysis methods and research achievements etc1On the basis of above analysis,the main existent problems in this field are pointed out1At the sa me time,the questions to be studied in the field of ecological and environmental water demand are put forward1
Key words:ecological water de mand;environmental water demand;research;advance X The project is a Key Basic Research Programme(973)of China(G1*******-05).
本工程现场用水分为施工用水、施工机械用水、生活用水和消防用水三部分。 一、施工用水量 q1：以高峰期为最大日施工用水量，计算公式为： q1=K1∑Q1N1K2/8×3600 式中：K1未预计的施工用水系数，取1.15 K2用水不均衡系数，取1.5 Q1以砂浆搅拌机8小时内的生产量（每台以30m3计）、瓦工班8小时内的砌筑量（每班以20m3砖砌体计）、混凝土养护8小时内用水（自然养护， 以100m3计）。 N1每立方米砂浆搅拌耗水量取400L/m3计，每立方米砖砌体耗水量以 100L/m3计，每立方米混凝土养护耗水量以200 L/m3计。 q1=1.15×（5×30×400+4×20×100+100×200）×1.5/8×3600=5.27L/S 二、施工机械用水量计算 q2 =K1Q2∑N2K3/8×3600 式中：K1未预计的施工用水系数，取1.15 K3施工机械用水不均衡系数，取2.0 Q2以一台对焊机每天工作8小时计，一个木工房一个台班计，一台锅炉每天工作八小时计。N2每台对焊机耗水量300L/台.h，每个木工房耗水量20L/台班，每台锅炉耗水量1050L/t.h。q2=1.15×（300×8+20×1+1050×8）×1.5/8×3600 =0.65L 三、生活用水 q3：现场高峰人数以1500人计算，每人每天用水20L计算： q3=Q3N3K4/8×3600 =1500×20×1.5/8×3600=1.54L/S 四、消防用水量 q4：根据规定，现场面积在25公顷以内者同时发生火警2次，消防用水定额按10-15L/S 考虑。根据现场总占地面积，q4按10L/S考虑。 现场总用水量：根据规定，当q1+q2+ q3〈q4时，采用q4的原则，现场总用水 量为：q= q4=10L/S 供水管径，按下面公式计算： d=√4q/πV×1000=√4×10/3.14×2.0×1000=0.079m 计算结果，现场供水管径需不小于80mm方可满足现场施工需要。
水资源配置中的生态环境用水问题浅析 国家电力公司华东勘测设计研究院傅菁菁张祖生 摘要：根据目前国内外生态环境用水的研究情况，对解决水资源配置中的生态环境用水问题提出了几点思路，并综述了各项生态环境用水量的计算方法。 关键词：生态环境用水计算方法 生态环境是人类生存发展的基本自然条件，水对维持人类赖以生存的生态环境起着决定性作用，而长期以来，人类在水资源的开发利用中，只重视解决生产、生活用水的需求，对水资源保护利用与生态环境的相互依存关系缺乏认识，忽视生态环境用水，从而导致了一系列的生态环境问题。 海河流域曾是水域、湿地广泛分布的地区，生态环境状况良好，而目前其水资源开发利用率已达80％以上，严重超出世界公认的30％开发利用率上限，已造成流域内的许多河流断流、湖泊湿地干涸以及地面沉降。 新疆塔里木河及甘肃、内蒙古黑河下游，河水断流、湖泊干涸、湿地消失、林草植被大面积死亡；黄河下游河段长时间枯水、断流、黄河三角洲湿地退化、地下水位下降等，无一不是由于生态环境水量减少引起的。 美国中央河谷工程和加利福尼亚州水道工程都是以萨克拉门托河为取水水源，调水量较大，造成海湾水质恶化，影响海湾水生生物，海水倒灌使旧金山湾地区的土地盐渍化，给生态环境带来了较大不利影响[1]。 科罗拉多河的地表水，绝大部分用于灌溉美国7个州的含盐土地，每年引水量约为95亿m3，致使河水含盐量不断增加，被浇灌的土地盐碱化[1]。 因此，近年来，有许多研究者强力疾呼我国所面临的水资源问题，向全社会提出，“在水资源配置中，要从不重视生态环境用水，转变为在保证生态环境用水的前提下，合理规划和保障经济社会的用水”[16]。“应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水，另一部分为国民经济各部门的用水，包括工、农业及城市生活用水等”[17]。 1.生态环境用水的基本概念 目前，对生态环境用水的概念尚无统一的定义。生态用水量应该是特定区域内生态系统用水量的总称，包括生物体自身的用水量和生物体赖以生存的环境用水量，其实质就是维持生态系统生物群落及其栖息环境动态稳定所需的用水量。在美国，环境用水量系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其它具有美学价值目标的水资源需求；在中国，环境用水量被看作为满足水质改善、生态和谐与环境美化目标的水资源需求，其实质就是为满足生态系统的各种基本功能健康所需的用水[2]。 然而，生态用水与环境用水是很难割裂开来探讨的，目前关于生态用水和环境用水的研究多数都是综合了生态用水和环境用水两个方面来考虑的。钱正英等认为：“从广义上讲，维持全球生物地理生态系统水分平衡所需要的水，包括水热平衡、生物平衡、水沙平衡、水盐平衡等所需要的水都是生态环境用水”，“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”，其狭义概念的实质是生态环境建设用水[3]。 2.研究生态环境用水的目的和意义 水是生命之源，万物之本。陆地水文过程与生态环境变化相互作用、相互影响。生态环境质量直接关系到区域水文状况与水文环境的好坏，而区域水文情势则对生态平衡起到重要的调节作用。长期以来，在水资源开发利用中往往没有考虑生态环境保护和改善的水资源分配问题，致使一些地区的生态环境出现退化，表现出类似上述的各类自然生态问题。为根治这些生态环境问题，实现我国经济社会可持续发展，国务院制定并发布了《全国生态环境建设规
生态需水研究进展及估算方法探索论文 1国内生态需水研究进展 国内生态需水研究尚处于起步阶段，归结起来大致可分为3个阶段：（1）20世纪70 年代末为初步认识阶段。先是探讨河流最小流量问题，主要集中在河流最小流量确定方法 的研究方面。以长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》为代表。（2）20世 纪80年代为探索阶段。针对水污染日益严重的问题，国家环境保护委员会在《关于防治 水污染技术政策的规定》中指出：在水资源规划中要保证为改善水质所需的环境用水，主 要集中在宏观战略方面的研究，对如何具体实施和管理仍处于探索阶段。4（3）20世纪 90年代后期~21世纪初期为蓬勃发展阶段。在国家“九五”科技攻关项目“西北地区水资 源保护与合理利用”和1999年中国工程院项目“中国可持续发展水资源战略研究”等的 推动下，真正揭开了我国生态用水研究的序幕，有关生态需水研究的迅速开展起来，研究 对象也从河流生态系统逐渐拓展到植被、湖泊、湿地、城市等各种生态系统。如倪晋仁[13]针对黄河河流系统的主要功能目标，利用1950年以来的观测资料，分析了黄河下游 河流各类最小生态环境需水量；赵文智[14]在评述干旱区生态水文过程研究进展的基础上，提出了生态需水量的概念及相关确定方法，并从恢复生态学和生态水文学的角度，确定干 旱区适宜人工植被的种类组成和格局；崔保山[15]从生态水文学原理出发，对湖泊最小生 态需水量的`概念进行了探讨，并提出了计算最小生态需水量的3种方法（1.曲线相关法； 2.功能法； 3.最低生态水位法）；李九一[16]提出了沼泽湿地生态储水量的概念与内涵， 界定了其与生态需水量的区别与联系，探讨了两者的计算依据与方法，并以扎龙湿地为实 例进行了计算；杨志峰[17]从降水量概念和水资源量概念两个角度界定了城市生态环境需 水量的概念与内涵，分析其类型和属性特征，建立了城市生态环境需水量的方法体系。（4）21世纪初期以来的实证研究阶段。主要从水循环角度研究具体河流的河道生态需水，如渭河、黄河、海滦河、塔里木河等，研究重点也转向河道生态需水在实践中如何配置的 问题，另有学者从水量和水质相结合的角度重新认识生态需水[18]。综上分析，我国生态 需水研究是在巨大的人口压力导致生态环境严重恶化的背景下提出的，多从河流地貌学、 水文和水资源角度研究，主要集中在干旱、半干旱地区和半湿润地区，其内涵和外延均较 国外大，涵盖面较广。 2生态需水的分类及估算方法 生态需水估算方法归纳起来主要涵盖两个方面：一是河流生态需水即河道内生态需水；二是陆地生态需水即河道外生态需水。生态需水估算应根据各种生态类型的需水特点，考 虑不同保证率下的生态需水状况。 2.1河流生态需水 已有的常见各类方法的代表模型、优缺点及适用范围见表1。以上各大类中都包含许 多具体方法，而每种具体方法又有其不同的适用条件和范围。在实际应用中，关键是能够
关于生态环境需水量若干问题的探讨 崔树彬 摘要生态环境需水量是指一个特定区域内的生态系统的需水量。对其计算，国内外已有一些方法。但水土保持需水量不必作为生态环境需水量进行单独的计算，河道水沙平衡需水量也不宜纳入生态环境需水量。 关键词生态环境需水量定义计算 概念和定义 在美国，环境用水系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其他美学价值类的水资源需求。主要包括：①联邦和州确定的自然和景观河流的基本流量。联邦制定了《自然和景观河流法》，将部分河流划定为自然风景类河流，以保护其不被开发或阻止开发与该法案目的不一致的水利工程。一些州也划定出本州的自然和景观河流加以保护。②河道内用水。指用于航运、娱乐、鱼类和野生动物保护以及景观的用水。③湿地需水。主要指湿地保护区的需水包括咸水湿地、微盐沼泽和淡水湿地的需水。④海湾和三角洲的流量。为保持和控制海湾和三角洲的环境（咸度、入海流量）而规定的需水量。我国1990年的《中国水利百科全书》将环境用水量定义为：“改善水质、协调生态和美化环境等的用水”。并进一步解释为：改善水质，即“对于河流，应保证枯水期的最小流量，使其得到一定的污径比，以改善水质”；协调生态用水，即“水生物受外界非生物环境的影响……一般可根据不同鱼类区系，鱼类组成及生理习性来考虑维持鱼类生态环境用水。为了防止入海河口泥沙淤积，维护河口地区生态环境，需要保持一定的河道径流水量”；美化环境用水，即“对于旅游区的水库、湖泊和河流，应考虑旅游景观和通航要求，保持一定的湖面和水深……在城市，主要应根据各地气候条件和水源条件，考虑城市的净化、绿化即公园湖泊等用水要求”；此外，还有为控制地面沉降的回灌用水，为减轻咸潮倒灌而加大枯水季河道水量用水等。 上述定义和概念基本上都是基于水体及与水体有直接联系的“水生态”和“水环境”的用水量。目前，我国水利界及社会各界所讨论的“生态环境用水量”，已经大大超过了上述内容和范围。例如，由中国工程院组织43位院士和近300位院外专家参加完成的《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》认为：广义的生态环境用水，是指“维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等，都是生态环境用水”。“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”。狭义的“生态环境用水计算的区域应当是水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干旱和季节性干旱的半湿润区”。狭义的生态环境用水主要包括“保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境；水土保持及水保范围之外的林草植被建设；维持河流水沙平衡及湿地、水域等生态环境的基流；回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水”等方面。由此可见，不论是广义的还是狭义
一、用水量计算 1．现场施工用水量，按下式计算： 式中q 1——施工用水量（L/s ）； K 1——未预计的施工用水系数（1.05~1.15）； Q 1——年（季）度工程量或日工程量（以实物计量单位表示）； N 1——施工用水定额； T 1——年（季）度有效作业日（d ）； t ——每天工作班数（班）； K 2——用水不均衡系数（现场施工用水取1.5）。 2．施工机械用水量，按下式计算： 式中q 2——机械用水量（L/s ）； K 1——未预计的施工用水系数（1.05~1.15）； Q 2——同一种机械台数（台）； N 2——施工机械台班用水定额； K 3——施工机械用水不均衡系数（施工机械、运输机械取2.00，动力设备取1.05~1.10）。 3．施工现场生活用水量，按下式计算： 式中q 3——施工现场生活用水量（L/s ）； P 1——施工现场高峰昼夜人数（人）； N 3——施工现场生活用水定额（一般为20~60L/人·班，主要视当地气候而定）； K 4——施工现场用水不均衡系数（施工现场生活用水取1.30~1.50）； t ——每天工作班数（班）。 4．生活区生活用水量，按下式计算： 式中q 4——生活区生活用水量（L/s ）； P 2——生活区居民人数（人）； N 4——生活区昼夜全部生活用水定额，每一居民每昼夜为100~120L ； K 5——生活区用水不均衡系数（生活区生活用水取2.00~2.50）； 5．消防用水量（q 5）。最小10 L/s ；施工现场在25ha 以内时，不大于15 L/s 。 6．总用水量（Q ）计算： （1）当（q 1+q 2+q 3+q 4）≤q 5时，则Q= q 5+2 1（q 1+q 2+q 3+q 4） （2）当（q 1+q 2+q 3+q 4）＞q 5时，则Q= q 1+q 2+q 3+q 4 （3）当工地面积小于5ha 而且q 1+q 2+q 3+q 4）＜q 5时，则Q= q 5最后计算出的总用水量，还应
生态环境建设与水资源的保护利用 1.引言 近些年,在加快工业化的背景下,水资源问题更加严重,环境问题也越发突出。现阶段,深入开展建设生态环境是保护水资源的迫切任务。我国要想实现可持续发展,建设生态环境是主要切入点。所以,要加强生态环境建设,切实保护好和利用好水资源。 2.生态环境建设的内涵 在持续推进可持续发展的战略中,不断加强建设生态环境,这也是西部大开发的一个重要内容。尽管还没有明确生态环境建设内涵,不过在探索中已经发现其作用。以破坏生态环境为代价得到的经济发展,出现了越发明显的恶果,建设生态环境主要是重新建设生态环境。我国在生态环境建设的规划中提出,在陆地部分生态环境建设的主要内容是:生态农业、草原建设、防治荒漠化、保持水土、植树种草、保护自然资源比如天然林等。建设生态环境的手段主要是:其一,利用生物措施建设植被。其二,利用工程措施建设工程。这两种措施互相辅助,为建设生态环境做出贡献,其中建设生态环境的重点内容就是保持水土、防治沙漠化。 3.生态环境建设和保护利用水资源的现状
由于我国人口比较多,资源人均占有率比较低。我国是贫水国家,人均水资源占有量是世界水平的四分之一。地理分布上,我国总体呈现西少东多、北少南多的情况,且会因季节变化受影响。如今,我国有四分之三的大中型城市面临缺水问题,并且形势比较严峻。在利用和开发水资源方面,我国总用水的一半以上是农业用水,其中农业用水的三分之二是用在灌溉上。之所以灌溉会使用如此大的水量,其原因主要是是我国的灌溉技术不高,无法有效利用水资源,水利用率比较低,相比世界先进水平还有较大差距。此外,工业领域也消耗了较大的水资源。如今,我国对工业用水的管理主要采取定额方式,利用水资源的效率比较低,不少工业废水直接流进河流,污染水资源,导致缺水问题越发严峻。 4.加强保护和利用水资源的一般措施 (1)构建节水型社会 为了有效保护和利用水资源,加强建设生态环境,关键措施就是积极构建节水型社会。构建节水型社会指全民都参与到节约水资源的活动中,所有人都从基本小事做起,在生活中贯彻落实节约用水。另外,全民都参与到节约用水中,从本质上降低浪费的水资源。比如农业上,可以改造灌区节水、田间节水等工程,对节水措施加以调整,提升综合农业水平。在工业领域,要持续改造节水技术,对当前的产业结构、经济布局进行合理化调整。另外,也要积极普及循环用水,以提升农业领域
生态环境需水量的分析与计算 □胥洪军□朱东彪（河南省许昌水文水资源勘测局） 摘要：生态环境需水量是维持生态与环境功能和进行生态环境建设所必需的最小需水量，对人与社会和谐可持续发展具有重要意义。本文结合《许昌市东区水系治理及补源工程建设项目水资源论证报告》，阐述了生态环境需水量的含义及其计算方法简介，从保持水生态环境的目标出发，在建设项目水资源论证中更合理对生态环境需水量的进行分析计算。 关健词：建设项目生态需水水资源论证计算方法 2002年5月1日，由国家水利部和计委颁布的《建设项目水资源论证管理办法》开始实施。建设项目水资源论证，主要是从取水、用水、退水及其影响等方面，对建设项目取用水全过程进行分析计算，对建设项目用水的可行性、合理性以及对周围环境的作用、对其他用水户的影响等诸多因素进行分析，最终提出建设项目用水的水量、水质、工艺流程、排污等一系列方案，作为取水（预）许可申请的技术依据。在需水预测分析计算中，除考虑传统的农业需水、工业需水、城市生活需水外，从重视生态环境，协调生活、生产、生态用水等方面考虑，在建设项目水资源论证中还必需考虑生态环境需水问题。在生态环境脆弱地区，对生态环境需水需要赋予更高的优先级。因此，在2005年5月水利部颁布实施的《建设项目水资源论证导则（试行）》（SL/Z 322—2005）中明确提出在需水预测中应包括河道内生态需水量。本文将根据国内外的有关理论方法，结合水资源论证实践，对生态环境需水量的分析和计算进行初步探讨。 1.生态环境需水的基本概念 1.1生态环境需水的定义 对于生态环境需水的研究有不同的途径与观点，目前还没有形成一个系统、科学的理论体系，研究者对于生态环境需水的概念还不能达成一致。从总体上来看，多数人认为生态需水是水资源短缺地区为了维护生态系统的稳定和保持生态
2005年9月南京晓庄学院学报VO L.21,NO.5第21卷第5期JOURNA L OF NAN J I NG XI AOZH UANG C O LLEGE Sep.,2005 生态需水计算的理论基础和方法探析 丰华丽1,郑红星2,曹阳3 (1.南京水利科学研究院,江苏 南京 210029;2.中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101;3.河海大学 环境科学与工程学院,江苏 南京 210098) [摘 要] 生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题。本文探讨了生态需水计算的一般理论基础,对现有的计算方法进行整理和分类,并评价了各种方法的特点和局限,构建了一个较为明晰的生态需水计算框架。研究认为,生态需水的计算应该在水与生态系统关系的基础上,遵循水文循环和水量平衡原理、自然地带性原理以及生态系统完整性原理,进行水资源的合理配置。对于整个流域生态需水的估算,可分为河道外生态需水和河流廊道生态需水两部分。目前,河道外生态需水的计算方法主要有基于蒸散发或基于生物量两种方法。河流廊道生态需水的计算方法主要有分项合成法和整体耦合法。 [关键词] 生态需水;河道外;河流廊道;理论方法 [中图分类号] P33 [文献标识码] A [文章编号] 1009-7902(2005)05-0050-06 水是生态系统最重要的因子之一。随着社会经济的发展,水资源开发利用范围和强度的不断地扩大和加深已经影响到了生态系统的安全。特别是在干旱半干旱地区,人类活动对生态系统需水量的挤占已成为生态环境退化的一个重要原因。基于这样的认识,从生态环境保护以及水资源可持续利用的角度出发,生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题,是生态水文学研究的重要课题之一。在国外,生态需水研究主要集中在河流生态系统。在我国,生态需水的研究处在发展阶段,但发展很快,并取得了一定的研究成果。 从国内外生态需水的研究看,研究人员从不同的研究目的出发,对生态需水的认识不尽相同,提出的概念也有所差别,同时尚缺乏生态需水计算理论和方法的系统研究,在实际应用中还存在许多不确定性因素。研究认为,生态需水是指在特定的生态目标下,维持一定时空范围内的生态系统水分平衡所需要的总水量[1]。在这一概念的基础上,本文将探讨生态需水计算的一般理论基础,构建一个较为明晰的生态需水计算框架,同时对现有的计算方法进行整理和分类,并评价各种方法的特点和局限,以期为生态需水的进一步研究提供新的思路。 1 生态需水计算的理论基础 生态需水的概念是针对生态环境的保护和建设以及水资源的合理开发利用而提出的[1],其实质 [基金项目] 国家科技攻关项目(2004BA610A-01),南京水利科学院基金项目(Y50402) [收稿日期] 2005-03-15 [作者简介] 丰华丽(1974-),女,南京水利科学研究院副研究员、博士。
探析水资源配置中生态环境需水问题摘要：生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体，主要或完全由自然因素形成，并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。生态环境的破坏，最终会导致人类生活环境的恶化。因此，要保护和改善生活环境，就必须保护和改善生态环境。根据目前国内外生态环境用水的研究情况，对解决水资源配置中的生态环境用水问题提出了几点思路，并综述了各项生态环境用水量的计算方法。 关键词：生态环境用水；计算方法 1研究生态环境用水的目的和意义 水是生命之源，万物之本。陆地水文过程与生态环境变化相互作用、相互影响。生态环境质量直接关系到区域水文状况与水文环境的好坏，而区域水文情势则对生态平衡起到重要的调节作用。长期以来，在水资源开发利用中往往没有考虑生态环境保护和改善的水资源分配问题，致使一些地区的生态环境出现退化，表现出类似上述的各类自然生态问题。为根治这些生态环境问题，实现我国经济社会可持续发展，国务院制定并发布了《全国生态环境建设规划》。随着我国生态环境建设的开展，生态环境用
水问题将越来越突出，研究我国生态环境用水，对于实现我国水资源区域间、部门间的合理配置和可持续发展利用具有十分重要的意义。 2生态环境用水的计算方法 计算时需考虑的几个指标：①河流流量指标：一般情况下，河道内应保证60％的水质达标水量，流量减少会直接影响其生态功能。人类为维持生活、生产和生态的河道外用水，一般不应超过河流径流量的40％；②湖泊的面积与水量：城市水体面积的比率直接关系到城市空气的湿度和温度，是城市生态的重要指标。采用河湖占城区面积比来反映城市水生态状况； ③湿地指标：湿地面积比率反映了湿地影响的大小。以湿地面积、湿地水体面积和湿地比率作为衡量湿地状况的指标；④地下水指标：地下水位直接反映了地下水储量，如果地下水位很低，不仅不能补给地表水，而且湿地和河流就很难蓄住水，地表植被也难以生长。抽取地下水后，地下水位应不低于保持原植被的水平，更不能造成地面沉降；⑤水质指标：水质状况决定了水体发挥什么样的功能和发挥功能的大小，污水危害生物的生存，降低水的生态功能。水体水质是反映水体好坏的定量体现；COD是水污染 的主要污染物，是实现“总量控制”的重要指标；污水处理率反映了污水治理的程度，决定着进入水体污染物的总量。流域排污总量，应在河流径流量的1/40以内，以达到自然稀释，超标的一定要达标排放。
论河流生态环境需水 倪晋仁1,崔树彬2，李天宏1，金玲1 (1.北京大学环境工程系，水沙科学教育部重点实验室； 2.黄河水利委员会水资源保护研究所） 摘要：回顾了生态环境需水量研究的进展，讨论了实现河流各项基本功能目标的河流生态环境用水分类、各类生态环境用水量的计算方法及其间关系。提出了河流生态环境用水量及其阈值确定的各项原则，包括功能性需求原则、分时段考虑原则、分河段考虑原则、主功能优先原则、效率最大化原则、后效最小化原则、多功能协调原则和全河段优化原则。 关键词：河流；生态环境需水量；功能；阈值；原则 基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(G1999043603) 作者简介：倪晋仁(1962-)，男，山西山阴人。教授，主要研究方向：河流泥沙，环境科学与工程。 l 生态环境需水量的概念 什么是生态需水量，对此目前还没有一个公认的定义。生态需水量应该是特定区域内生态系统需水量的总称，包括生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量，生态需水量实质上就是维持生态系统生物群落和栖息环境动态稳定所需的用水量。因此，生态需水量
不但与生态系统中生物群体结构有关，而且还应与气候、土壤、地质和其它环境条件有关。只有在设定的生态环境标准下，生态需水量才具有明确的意义。 什么是环境需水量，对此迄今也没有一个统一的认识。在美国，环境需水量系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其它具有美学价值目标的水资源需求[1]。在中国，环境需水量被看作为满足水质改善、生态和谐与环境美化目标的水资源需求[2]。环境需水量实质上就是为满足生态系统的各种基本功能健康所需的用水。只有在明确目标功能的前提下，环境需水量才能够被赋予具体的含义[3]。 然而，就像离开环境讨论生态或撇开生态谈论环境一样，生态需水量与环境需水量很难隔裂开来探讨。事实上，不管怎样表述，己有关于生态需水量和环境需水量的研究多数都基于“水生态”和“水环境”两方面需水的考虑。在不具备分别探讨生态需水与环境需水的条件时，如果将生态需水量与环境需水量结合考虑，则会自然地提出“生态环境需水量”的概念。广义地讲，生态环境需水可以被认为是维持全球生物地理生态系统水分平衡所需的用水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡用水等[4]。狭义地讲，生态环境需水可以被视作为维护生态环境不再恶化并有所改善所需的水资源总量，包括为保护和恢复内陆河流下游天然植被及生态环境的用水、水土保持及水保范围之外的林草植被建设用水、维持河流水沙平衡及湿地和水域等生态环境的基流、回补区域地下水的水量等方面[2，4]。广义的生态环境需水
姓名: 陈兆荣 学号: 2010300340091 院系: 外国语言文学学院英语 西北地区水资源与生态环境 思考题 第一章 一. 生态、环境、生态环境的含义及其相互关系。 1.生态是指人类赖以生存的自然环境,生态文明反映的是人类处理自身活动与自然界关系 的进步程度,是人类与社会共同进步的重要标志； 2.环境是指周围事物的境况,周围事物是同某项中心事物相对而言的。当代环境概念泛 指地理环境，是围绕人类的自然现象总体，可分为自然环境、经济环境和社会文化环境； 3.生态与环境虽然是两个相对独立的概念，但两者又紧密联系、“水乳交融”、相 互交织，因而出现了“生态环境”这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和，是一个大系统，是由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成。它是由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响； 4.生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念，有时人们将其混用，但严格说来， 生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广，各种天然因素的总体都可以说是自然环境，但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体，虽然可以称为自然环境，但并不能叫做生态环境。从这个意义上说，生态环境仅是自然环境的一种，二者具有包含关系。 二. 西北地区的生态环境问题主要表现在哪些方面？ 1.有些山区滥伐滥垦，削弱了水源涵养作用，水土流失仍很严重； 2.草地超载过牧，滥垦滥采，造成大面积退化甚至沙化； 3.内陆河流上中游大量用水，造成下游河湖萎缩，植被衰亡，天然绿洲大量退化以至消亡； 4.灌区内土壤的次生盐碱化； 5.河流的水质污染已开始导致地下水和土壤污染，将严重威胁居民健康。 第二章 一. 可持续发展、和谐社会的含义是什么？ 1. 可持续发展的定义: 既能满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展。这个定义包含两个基本观点: 一是人类要发展，要满足人类的发展需求；二是发展有限度，不能危及后代人的发展。其它
【摘要】本研究在收集分析国内外有关生态环境需水研究进展的基础上, 紧密结合黄河水环境和水生态特点, 界定了黄河生态环境需水量的内涵和组成。对宁蒙(下河沿—头道拐) 、龙三(龙门—三门峡)和下游3个重要河段的河道生态需水量、环境需水量计算方法及生态需水量、环境需水量耦合等问题进行了研究, 提出了黄河干流10个重要水文断面的适宜生态环境水量和最小生态环境水量。【关键词】生态需水量; 环境需水量; 水质目标; 河道湿地; 耦合研究; 黄河黄河是中华民族的母亲河, 是我国西北、华北地区最大的供水水源, 代写论文以其占全国河川径流2%的有限水资源, 承担着本流域和下游占全国15%耕地面积引黄灌溉、12%人口及50多座大中城市的供水任务。近20年来, 随着流域经济社会的快速发展 , 黄河水资源的过度开发以及日益增加的污染排放量, 致使流域水资源的供需矛盾和水污染问题愈加突出, 也导致了诸如河道频繁断流、河槽萎缩、水质恶化、鱼类产卵场退化、河口湿地面积萎缩等一系列问题, 黄河流域生态系统整体呈恶化趋势。1 黄河生态环境需水量概念及内涵国外对生态环境需水的研究始于20 世纪40 年代, 主要侧重于河道内流量的研究, 这期间有很多定量研究的方法( tennant, 7q10法, 河道湿周法, if-im法, r-cross法等等) 。在我国, 更多的是对流域生态需水和区域生态需水的研究, 特别是对西北内陆河生态需水和黄淮海流域生态需水的研究。尽管目前国内外有关“生态环境需水量”方面研究很多, 但对其概念界定尚无统一的认识, 研究者多根据其研究目标及其要保护的主要功能提出相应的定义[ 1 - 3 ] 。基于对黄河生态系统、水文水资源特性、水资源开发利用程度及水环境状况的认识, 本文认为黄河生态环境需水量概念为: 生态需水量是指为维持黄河水生生物特别是鱼类的正常生存繁殖, 满足河道湿地、河口湿地生态系统基本功能和维持一定规模的水量。环境需水量是指为改善黄河水体水质, 基本满足其环境功能所需要的水量, 环境需水量实质上有着满足水量和水质的双重概念。其内涵主要包括以下几个方面:一是保护河道内水生生物正常生存繁殖的水量; 二是维持河流水体功能水质的水量; 三是满足河道湿地基本功能的水量; 四是维持河口一定规模湿地的水量;五是有利于河口水生生物生存及河口生态修复的水量。黄河适宜生态环境水量是指维系黄河生态系统良性循环的较佳水量, 此时系统状态较理想, 能够发挥较好的生态环境功能。在此状态下, 黄河系统的恢复目标为: 一是黄河水质满足水功能目标要求, 水环境质量有明显改善; 二是黄河主要保护物种鱼类能够获得一定的生存空间, 遭到破坏的鱼类产卵场得到逐步恢复; 三是河道湿地和河口湿地生物多样性、生态完整性能够得到维持, 发挥湿地应有的生态环境功能。最小生态环境水量是指维持系统生存所需的最低水量或底限阈值, 若低于该水量, 系统会发生退化。代写毕业论文对于黄河下游河道来说, 最小生态环境水量也是为了防止河道水体断流并发生功能性裂变, 维持河道水流循环的最小流量。2 理论及方法 2.1 生态需水量根据黄河生态系统和水环境的特点, 一方面由于黄河缺乏长期的水生生物的调查及其生长习性的观测数据, 缺乏相应典型河段主要保护物种生理需水的基础研究支持, 另一方面考虑黄河水生生物并不丰富的实际, 因此, 现阶段很难做到完全生态学意义上的定量研究。足够流动的水体是构成河流生态系统的基础, 从水量及其相关因子考虑, 目前国内外有很多学者利用历史流量法和水力学参数法来计算研究河流生态环境需水量。这种保持河流一定流态的流量可认为是维持河流生命的基本水量。因此研究利用历史流量法(tennant法和90%保证率设定法)计算河道基流,在环境水量研究的基础上, 考虑河口生态修复需水,结合水力学参数法, 对该流量级下的水文要素(如水深、流速、湿周等) 能否满足黄河鱼类的生存空间进行判别, 以体现保护鱼类生存繁衍和维持生境的生态水量需求。（1）tennant法: 脱离特定用途的生态环境用水量计算方法, 也叫tennant法或montana法, 是非现场确定河流生态环境需水的典型方法。该方法以河流水生态健康情况下的多年平均流量观测值为基准, 将保护水生态和水环境的河流流量划分为若干个等级,推荐的标准值是以河流健康状况下多年平均流量值的百分数为基础。tennant法生态环境水量计算的核心问题是必须给出一个预先确定的年平均流量。本研究采
第三章、作物需水量与灌溉用水量 §3—1 作物需水量 作物需水量——是指作物在适宜的外界环境条件下（包括对土壤水分、养分充分供应）正常生长发育达到或接近达到该作物品种的最高产量水平所消耗的水量。 作物需水量的作用： 1、是农业用水的主要组成部分，是整个国民经济中消耗水分的最主要部分。 2、是水资源开发利用时的必备资料，也是灌排工程规划、设计、管理的基本依据。 3、作物需水量在农业用水和国民经济用水中的比例 4、作物需水量是农业用水的主要组成部分。 作物需水量以水汽形式散入大气，无法再利用 一、作物田间水分的消耗 (三种途径：叶面蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏) 叶面蒸腾：作物植株内水分通过叶面气孔散发到大气中的现象； 棵间蒸发：植株间土壤或水面（水稻田）的水分蒸发； 深层渗漏：土壤水分超过了田间持水率而向根系以下土层产生渗漏的现象。 解释：棵间蒸发能增加地面附近空气的湿度，对作物生长环境有利，但大部分是无益的消耗，因此在缺水地区或干旱季节应尽量采取措施，减少棵间蒸发（如滴灌<局部灌溉>、水田不建立水层）和地面覆盖等措施。 深层渗漏对旱田是无益的，会浪费水源，流失养分，地下水含盐较多的地区，易形成次生盐碱化。但对水稻来说，适当的深层渗漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物质，促进根系生长，常熟、沙河、涟水等灌溉试验站结果都表明：有渗漏的水稻产量比无渗漏的水稻产量高3.9% ~ 26.5%。 叶面蒸滕量＋棵间蒸发量＝腾发量＝作物田间需水量 水田：田间需水量＋渗漏量＝田间耗水量 由于水田不同土壤渗漏量大小差别很大，为了使不同土质田块水稻需水具有可比性，因此水稻的田间需水量不包括渗漏量，如计入渗漏量，则称为田间耗水量。 二、作物需水规律 （一）影响作物需水量的因素 １、气象条件主要因素，气温高、日照时间长、空气湿度低、风速大、气压低等使需水量增加； ２、土壤条件含水量大，砂性大，则需水量大（棵间蒸发大） ３、作物条件水稻需水量较大，麦类、棉花需水量中等，高粱、薯类需水量较少； ４、农业技术措施地面覆盖、采用滴灌、水稻控灌等能减少作物需水量。
附录A 城市河流生态需水计算方法 A.1 水文学法 A.1.1Q p法。又称不同频率最枯月平均值法，以节点长系列（≥30年）天然月平均流量、月平均水位或径流量（Q）为基础，用每年的最枯月排频，选择不同频率下的最枯月平均流量、月平均水位或径流量作为节点基本生态环境需水量的最小值。频率P根据河湖水资源开发利用程度、规模、来水等实际情况确定，宜取90%或95%。 A.1.2Ternnant法。依据观测资料建立的流量和河流生态环境状况之间的经验关系，用历史流量资料就可以确定年内不同时段的生态环境需水量，使用简单、方便。不同河道内生态环境状况对应的流量百分比见表A.1.1。 表A.1.2 不同河道内生态环境状况对应的流置百分比（%） 不同流量百分比对应河道内生态环境状况占同时段多年年均天然流量 百分比(年内较枯时段） 占同时段多年年均天然流量百分比 (年内较丰时段） 最大200 200 最佳60～100 60～100 极好40 50 非常好30 50 好20 40 中10 30 差10 10 极差0～10 0～10 A.1.3频率曲线法。用长系列水文资料的月平均流量、月平均水位或径流量的历史资料构建各月水文频率曲线，将95%频率相应的月平均流量、月平均水位或径流量作为对应月份的节点基本生态环境需水量，组成年内不同时段值，用汛期、非汛期各月的平均值复核汛期、非汛期的基本生态环境需水量。 A.1.4流量历时曲线法、7Q10法、近10年最枯月平均流量（水位）法等其他水文学法计算方法可参考SL/Z 712。
A.2.1 湿周法。水力学法中最常用的方法，利用湿周作为水生生物栖息地指标，通过收集水生生物栖息地的河道尺寸及对应的流量数据，分析湿周与流量之间的关系，建立湿周—流量的关系曲线。将曲线中拐点对应流量作为基本生态环境需水量，即维持生物栖息地功能不丧失的水量。 A.2.2R2CROSS法。以曼宁方程为基础的计算方法。首先根据研究河段控制断面的河顶宽度，查表A.2.1得到环境流量所需的水力学参数：平均水深、湿周率和平均流速。然后再根据该断面建立的水深、湿周率和平均流速与流量的关系分别得到3个流量Q1、Q2和Q3，最后在3个流量中选出所需要的环境流量：如果是在夏季和秋季，那么平均水深、平均流速及湿周率必须全部满足，即生态流量为Q1、Q2和Q3中的最大值；（2）如果是在冬季和春季，3个水力参数满足两个即可，即为Q1、Q2和Q33个流量中的第二大值。 表A.2.2 R2CROSS法确定生态流量的标准 河顶宽度（m）平均水深（m）湿周率（%）流速（m/s） 0.3~6 0.003~0.06 50 0.3 6~12 0.06~0.12 50 0.3 12~18 0.12~0.18 50~60 0.3 18~31 0.18~0.30 ≥70 0.3 A.3 栖息地法 A.3.1生物需求法。对于有水生生物物种不同时期对水量需求资料的，水生生物需水量可采用式（A.3.1)计算： W i=Max（W ij）（A.3.1）式中W i——水生生物第i月需水量，m3； W ij——第i月第j种生物需水量，m3；根据物种保护的要求，可是一种或多种物种。实际计算中，可根据实测资料和相关参考资料确定生物物种生存、繁殖需要的流速范围，再依据“流速—流量关系曲线”，确定对应的流量范围，进而计算得到W ij。 当水生生物保护物种为多个时，应分别计算各保护物种的需水量，并取外包值。
《水资源利用与水环境保护》课程论文 专业： 班级： 姓名： 学号： 时间： 摘要：水是人类赖以生存、经济社会赖以发展的基础自然资源之一，而当今世界普遍存在的水资源短缺、水环境污染、洪水灾害问题，都影响到了水资源长久有效的利用，影响到人类社会可持续发展的实现。有效地解决各种水资源危机的一个重要方法就是进行科学的水资源管理。通过水资源的合理分配、优化调度、科学管理，科学合理地开发利用水资源和保护水资源，才能保障经济社会的资源基础，实现人类社会的可持续发展 一、水资源污染日趋严重 水污染按污染物质的类型可分为以下几种： （1）病原体污染。 （2）需氧物质污染。 （3）植物营养物质污染。 （4）石油污染。 （5）热污染。 （6）有毒化学物质污染，主要是重金属和难分解有机物的污染。 （7）无机物污染。 （8）放射性污染。
水污染日益严重，水环境恶化的趋势没有有效扭转。苏州乃至整个太湖流域水体污染的问题由来已久，并已引起了各个方面的高度关注。1999年1月1日由国务院9部委联合开展了“聚焦太湖零点行动”，虽然取得了一定成绩，但包括苏州在内的整个太湖流域水体污染、水质恶化的趋势并未得到有效遏制。 水生态日益恶化，湿地沼泽大量减少，水生生物多样性受到严重破坏，水系的自净能力不断下降。湖泊、河道、湿地以及各类养殖水体，构成了苏州水域生态环境，在调节气候、维护生态等方面起着重要作用，维护着城市肌体的健康运行。然而，随着工业化、城市化步伐的不断加快，苏州的水生态环境遭到了严重破坏，作为“城市之肾”的功能已日趋衰竭。 地下水超采严重，地质灾害隐患依然存在。随着地表水水质的日益恶化，不少工厂转而使用地下水。但地下水的超强度开采大大超过了自然补给量，导致地下水资源趋于枯竭，形成大面积的超采漏斗区，造成地面下沉等地质灾害。虽然自1997年开始对地下水进行控采，较大地压缩了地下水的开采量，尤其是2001年省人大立法对苏锡常实施地下水禁采后，地下水位有所上升，地面沉降的速率开始趋缓，但今年二季度最低水位仍达米（地下水水位距基准面的距离），地质灾害的隐患还远远没有消除。由于地面下沉的危害性是在经历漫长的过程后才被人们觉察出来的，其灾害不像洪水暴发来得急促，也不像沙漠化那样一目了然，常常被人们所忽略。这种状况如不改变，一旦地面下沉到与海平面近乎同一水平线上的时候，那将是比黄河、长江的洪涝灾害，比草原沙漠化的灾害更为严重。 城市废水污水排放总量增大，而污水处理能力则严重不足。农业面源污染量大面广，农村落后的生产生活方式成为影响水质的重要原因。河道水系严重破坏，河水的自然流动速率和自净能力大大降低。管理体制不顺，九龙治水导致水务管理处于混乱状态。 诚然，政府在科学发展观的指导下，进行了一系列的水环境整治措施，取得了一定阶段性的成果，苏州水资源状况确实有所改善，但是水污染形势依然不容乐观，我们依然要积极努力寻找对策，解决问题，以下提出一些水资源可持续利用的建议与措施。 一是做好防洪抗旱工作。防洪减灾工作是一项长期而重要的任务，必须高度重视，常抓不懈。正确处理人与洪水的关系，给洪水以出路，这一思路，不仅要体现在抗洪期间，还要在经济社会建设中予以高度重视。“十一五”期间，初步建成我国大江大河防洪工程体系，基本建立完善的防洪管理制度，确保大江大河、重要城市和重点地区的防洪安全；做好抗旱工作，保障人民群众的生活用水，确保经济社会的正常运行。 二是保障饮水安全。把保证饮水安全、维护人民群众的生命健康作为水利工作的首要任务抓紧抓好。“十一五”期间，解决1亿农村人口的饮水安全问题，使农村存在饮水安全问题的人口减少1/3。加强水资源保护，
黄河干流生态环境需水量 摘要:黄河干流生态环境需水量是黄河健康生命水量的重要组成部分。黄河河道生态环境需水量应主要包括以下几个方面:保护河道内水生生物正常生存繁殖的水量;维持河流水体功能水质的水量;满足河道湿地基本功能的水量;维持河口一定规模湿地的水量;有利于河口水生生物生存及河口生态修复的水量。对黄河干流重点河段环境需水量的分析认为:1现状纳污水平下,黄河干流所需流量很大,在目前水资源条件下很难实现;o阶段目标控制水平下,龙门以上河段所需流量基本可以得到保证,但龙门以下河段难以得到保证;?要实现黄河/污染不超标0的目标,入黄支流必须满足入黄水质目标要求,入黄排污口必须满足国家污水综合排放标准。 “维持黄河健康生命”是一种全新的治河理念,其核心是解决黄河”水少”、”沙多”和”水沙不平衡”,以及如何保持以黄河为中心的河流生态系统良性发展的问题[1]。黄河干流生态环境水量是黄河生命水量的重要组成部分,是维持黄河健康生命的关键,也是实现黄河水资源可持续利用的基础。 1 黄河水资源开发利用现状与水污染形势 1.1 水资源开发利用现状 由于黄河天然径流量的变化和沿黄各省区社会经济发展对水资源的过度开发利用,使得黄河水资源供需矛盾日益突出。沿黄地区近10年(1988~1997年)平均总用水量498亿m3,其中地表水量381亿m3,水资源开发利用率为70%以上,远远超过国际上公认的40%警戒线。其结果是黄河下游频繁断流,入海水量锐减。黄河水资源量的减少不仅加剧了黄河水资源的供需矛盾,而且挤占了河道内生态环境用水,严重影响了黄河流域的生态环境安全。 1.2 水污染形势分析 据近年来非汛期水质监测资料初步评价结果,在黄河干流5 464 km河长中,?、ò类水质河长为2 105 km,占总评价河长的38.5%,主要分布在兰州钟家河桥以上河段;ó类水质河长为325 km,占总评价河长的5.9%,主要分布在兰州)下河沿河段;?类水质河长为714 km,占总评价河长的13.1%,主要分布在下河沿)青铜峡、府谷)龙门等河段;?~劣?类水质河长为2 320 km,占总评价河长的42.5%,主要在宁、蒙间的叶盛公路桥)头道拐、喇嘛湾)府谷以及潼关以下河段。水污染因子主要是化学需氧量(CODCr)和氨氮。上述结果表明,黄河干流除源头至下河沿河段水质较好,能基本满足水体功能要求外,下河沿以下河段现状水质都超过功能区水质目标,其中石嘴山)头道拐、潼关)三门峡、小浪底)花园口河段更为突出,以上河段应是研究生态环境水量重点关注的河段。 2 黄河生态系统的基本特征 通过对黄河水生生物调查可知,黄河水生生物种群结构相对较为简单,生物种类、生物种群数量相对较少,这是黄河的自然属性和区域自然环境条件所决定的。黄河干流已修建了12个大型水利枢纽,这些工程在修建时都没有考虑生物通道问题,不但人为改变了河流形态,阻断了水流的连续性和水体自然状态的交换,而且阻隔了水生生物特别是鱼类的洄游。20世纪80年代黄河干流及其支流上的一些鱼类产卵场大多已经消失或发生了相应变化,如伊洛河口的鱼类产卵场由于水污染问题已遭到很大程度的损害。从生态学意义上讲,水利工程的开发对生态环境有一定的负面影响,这就要求人们在河流的开发和水利工程建设时,重视利用非工程措施协调人水关系,最大限度减轻水利工程对自然生态的影响。但是,也不能片面地强调生态保护而简单地否定修建任何水利工程,这同样不符合科学的发展观。应该看到,以鱼类为顶级物种的黄河水生态系统有着较强的自身修复功能和适应调节能力。1999年3月1日起,经国务院批准,由黄委对黄河干流实施全河水量统一调度以来,至今没有发生水文意义上的断流,