河道內(nèi)最小生態(tài)需水量計(jì)算

河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算

水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院周奕梅河道內(nèi)生態(tài)需水量一、背景二、河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水的內(nèi)涵三、河道內(nèi)最小生態(tài)需水計(jì)算

四、生態(tài)需水量研究及應(yīng)用成果介紹水的生態(tài)屬性：水是構(gòu)成生物體的基本成份，是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與能力的組成部分。水與人類：人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展依賴于良好的自然環(huán)境由河流過度開發(fā)引發(fā)的水生態(tài)問題：河道斷流、湖泊濕地萎縮、生物多樣性急劇降低等背景：水與生態(tài)環(huán)境背景：生態(tài)需水與水資源開發(fā)

生態(tài)需水是協(xié)調(diào)人類經(jīng)濟(jì)用水與自然生態(tài)用水矛盾，反映保護(hù)與開發(fā)的重要技術(shù)指標(biāo)。資源的可利用量：水資源配置“三生”用水工程可供水量：生態(tài)需水成為影響工程規(guī)模的重要因素河道內(nèi)生態(tài)需水矛盾突出的水利工程：跨流域調(diào)水工程河道外供水工程發(fā)電工程背景：生態(tài)需水現(xiàn)狀（1）管理要求：水利：取水許可、環(huán)境：環(huán)境影響評價(jià)（2）研究熱點(diǎn)：基礎(chǔ)理論、計(jì)算方法（3）實(shí)際應(yīng)用處于起步階段（4）資料條件、相關(guān)規(guī)范不健全（5）生態(tài)需水確定隨意性較大二、河道內(nèi)生態(tài)需水的內(nèi)涵（一）內(nèi)涵界定（二）河道生態(tài)需水內(nèi)容（三）本次介紹內(nèi)容（一）內(nèi)涵

《中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究綜合報(bào)告》中提出：生態(tài)環(huán)境用水從廣義概念是指維持生物地理生態(tài)系統(tǒng)水分平衡所需要的水量，它包括水熱平衡、生物平衡、水沙平衡、水鹽平衡的需水量等。通俗的定義：生態(tài)環(huán)境需水是指為維護(hù)或改善生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量（對象），在特定生態(tài)與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)（需求）下，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所需要的水量（指標(biāo)）。（二）河道生態(tài)需水內(nèi)容

按生態(tài)目標(biāo)與河道水力聯(lián)系分1、河道外生態(tài)需水2、河道內(nèi)生態(tài)需水（二）河道生態(tài)需水內(nèi)容

1、河道外生態(tài)需水：河道外生態(tài)需水主要指維護(hù)陸地生態(tài)系統(tǒng)功能所需水量，由降水直接補(bǔ)給和水利工程提供。2、河道內(nèi)生態(tài)需水：指維持河流基本功能（生態(tài)、水環(huán)境、沖沙等）所需水量。主要包括河道（包括河口）生態(tài)基流、河流水生生物需水、維持河流一定稀釋凈化能力、保持河道水流泥沙沖淤平衡和湖泊濕地生態(tài)所需的水量等。2、河道內(nèi)生態(tài)需水內(nèi)容根據(jù)對象、需求（功能）：（1）生態(tài)基流：保持河道不斷流，具有維持水生生態(tài)最低生存的水流條件。（2）水生生物需水：包括水生生物（河谷林、魚類等）自身生長和維持棲息地環(huán)境所需水流條件。（3）維持水體一定稀釋自凈能力所必須維持的最小基流（水）量，維護(hù)水功能。2、河道內(nèi)生態(tài)需水內(nèi)容（4）防止河道泥沙淤積所需水量：維持河道基本形態(tài)（5）河口生態(tài)需水:維持河口地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)完整和功能（6）湖泊濕地生態(tài)需水：維持湖泊濕地一定規(guī)模和基本功能本次介紹內(nèi)容本次從應(yīng)用角度，針對現(xiàn)狀生態(tài)需水量計(jì)算中存在的問題，介紹現(xiàn)階段應(yīng)用較廣的河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算的內(nèi)容、方法和取值原則。側(cè)重河道內(nèi)生態(tài)基流計(jì)算，包括水量和最小生態(tài)流量的選取。特定保護(hù)生態(tài)目標(biāo)需水缺乏實(shí)際資料僅作個(gè)例介紹。沖沙需水、水環(huán)境用水另有專門計(jì)算規(guī)范，本次僅對與最小生態(tài)流量的關(guān)系作定性說明。三、河道內(nèi)最小生態(tài)需水計(jì)算

（一）現(xiàn)階段規(guī)范中關(guān)于生態(tài)需水量的有關(guān)規(guī)定（已頒）（二）河道內(nèi)最小生態(tài)需水量常用指標(biāo)（三）河道內(nèi)生態(tài)需水計(jì)算及評價(jià)中有關(guān)問題（一）現(xiàn)階段規(guī)范中關(guān)于生態(tài)需水量的有關(guān)規(guī)定1、水利行業(yè)規(guī)范性文件《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則（試行）》（SL／Z322－2005）《江河流域規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范》（SL45－2006）2、環(huán)保行業(yè)

《水電水利建設(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過魚設(shè)施環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)指南（試行）》（環(huán)評函［2006］4號）

《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則（試行）》（SL／Z322－2005）《導(dǎo)則》第7.4.4條規(guī)定：“建設(shè)項(xiàng)目取水應(yīng)保證河流生態(tài)水量的基本要求，生態(tài)脆弱地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目取水不得進(jìn)一步加劇生態(tài)系統(tǒng)的惡化趨勢?！薄秾?dǎo)則》沒有規(guī)定計(jì)算方法，對取值標(biāo)準(zhǔn)在條文說明中提出：“北方河流生態(tài)基流指標(biāo)原則上不應(yīng)小于多年平均流量的10%，枯水時(shí)段不應(yīng)低于同期流量均值的20%““對生態(tài)需水量的確定，原則上按多年平均流量的10%－20%確定”“季節(jié)性河流或干旱地區(qū)應(yīng)在保護(hù)現(xiàn)狀生態(tài)用水量的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加用水量《江河流域規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范》（SL45－2006）附錄C河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算規(guī)范規(guī)定了生態(tài)需水的計(jì)算內(nèi)容、計(jì)算原則和目前較成熟的計(jì)算方法。附錄C河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算

1、計(jì)算內(nèi)容：河道內(nèi)生態(tài)需水量主要包括河道生態(tài)基流、河流水生生物需水量和保持河道水流泥沙沖淤平衡所需輸沙水量等。（河道內(nèi)生態(tài)需水包括河道與河口生態(tài)需水，不包括與河道無水力聯(lián)系的湖泊補(bǔ)水量）附錄C計(jì)算原則和取值河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算，應(yīng)合理選擇河流控制斷面作為基本計(jì)算節(jié)點(diǎn)。分別確定年生態(tài)需水量及年內(nèi)時(shí)程分配。采用分項(xiàng)計(jì)算生態(tài)需水量時(shí)，應(yīng)在各分項(xiàng)需水量計(jì)算成果基礎(chǔ)上，選取可滿足各項(xiàng)生態(tài)功能的綜合需水量。（外包）附錄C計(jì)算方法綜合法（黑箱子）水文學(xué)法（1）Tennant法：將全年分為多水期和少水期兩個(gè)時(shí)段，按河道內(nèi)生境狀況，取占多年平均流量不同比例計(jì)算生態(tài)需水量。方法適用條件：無敏感保護(hù)目標(biāo)、有長系列水文資料，常用于確定生態(tài)基流（年最小水量）附錄C：常用計(jì)算方法分項(xiàng)法計(jì)算（針對河流不同生態(tài)功能）（1）河道生態(tài)基流：可采用水文學(xué)方法最枯月平均流量法、濕周法或其它方法。（2）水生生物需水量：可采用水文－生物分析法、生境模擬法、生態(tài)水力學(xué)法等方法計(jì)算。通過建立水生生物生長繁殖與水流條件關(guān)系，選取計(jì)算指標(biāo)，綜合確定生態(tài)需水量。（現(xiàn)狀）附錄C：常用計(jì)算方法（3）輸沙需水量（對多沙河流）：可在專題研究或根據(jù)相關(guān)成果基礎(chǔ)上確定輸沙需水量。（4）河口生態(tài)需水量：可通過典型年入海水量分析確定（也是一種水文學(xué)方法），有條件時(shí)可采用分項(xiàng)計(jì)算方法?！端娝ㄔO(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過魚設(shè)施環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)指南（試行）》國家環(huán)?？偩汁h(huán)境影響評價(jià)管理司環(huán)評函[2006]4號提出維持水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定所需水量計(jì)算方法，及各類計(jì)算方法的適用條件和基本要求?！吨改稀吠扑]的計(jì)算方法：目前審查中要求水文學(xué)法：Tennant法、最小月平均徑流法；水力學(xué)法：濕周法、R2－Cross法；組合法；生境模擬法；BBM法；生態(tài)水力學(xué)法等。（二）河道內(nèi)最小生態(tài)需水量常用指標(biāo)

1、控制斷面最小生態(tài)流量（月或日、極端流量）2、特定生態(tài)保護(hù)對象（河谷林、魚類產(chǎn)卵場等）生態(tài)需水（水量、流量及過程）3、控制斷面最小生態(tài)需水量（年水量）及需水（月流量）過程（三）生態(tài)需水計(jì)算及評價(jià)中的有關(guān)問題1、生態(tài)需水與最小生態(tài)需水2、常用計(jì)算方法中需注意的問題3、生態(tài)需水評價(jià)生態(tài)需水與最小生態(tài)需水1、目前國家管理：尚處于初級階段、主要控制最小生態(tài)需水2、生態(tài)需水計(jì)算成果：生態(tài)基流，最低要求3、水庫下泄水量與生態(tài)需水常用方法使用中的一些的問題

（1）水文學(xué)方法：Tennant法、Texa法引用水文資料的合理性：理論上用還原值，實(shí)際運(yùn)用中多用實(shí)測值，應(yīng)采用能反映河流健康狀況的水文系列資料。對現(xiàn)開發(fā)利用程度較高的河流，實(shí)測值可評價(jià)現(xiàn)狀，但不能作為規(guī)劃設(shè)計(jì)值。計(jì)算基數(shù)的選?。阂?guī)范規(guī)定T法采用多年平均值。實(shí)際應(yīng)用中也有采用分水期統(tǒng)計(jì)多年平均值；Texa法采取各月流量中值。百分?jǐn)?shù)的選取：應(yīng)根據(jù)本河流特性，目前10%普遍作為下限。對水量較豐沛河流，在充分論證的基礎(chǔ)上可適當(dāng)降低。常用方法使用中的需注意的問題（2）最枯月平均流量法所選資料的代表性：系列足夠長，能反映來水（豐、平、枯）特性；生態(tài)系統(tǒng)健康。對河道外用水較多、河道斷流頻繁的河流不宜采用。（3）生境法主要是生境斷面的選取常用方法使用中的需注意的問題4、湖泊濕地生態(tài)需水量：對與河道存在直接天然水力聯(lián)系的湖泊，其水位與河道水位相同，按河道斷面選取的生態(tài)基流應(yīng)同時(shí)滿足湖泊的要求；5、對單個(gè)控制斷面工程最小下泄流量主要是本河段不同功能（生態(tài)、水環(huán)境、沖沙）需水的整合。對建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評，控制斷面的生態(tài)需水需由規(guī)劃統(tǒng)籌考慮。生態(tài)需水評價(jià)1、工程泄放生態(tài)基流設(shè)施評價(jià)2、水庫生態(tài)用水調(diào)度方式評價(jià)3、對生態(tài)需水滿足程度評價(jià)四、河道內(nèi)生態(tài)需水量研究及應(yīng)用成果介紹（一）專題研究成果介紹（二）項(xiàng)目環(huán)評中河道內(nèi)最小生態(tài)需水量應(yīng)用實(shí)例專題研究中河道內(nèi)最小生態(tài)需水量成果介紹水資源綜合規(guī)劃專題研究（北京師范大學(xué)）黃河干流生態(tài)需水量研究（黃河水資源保護(hù)科研所）

水資源綜合規(guī)劃專題研究計(jì)算思路：針對不同分區(qū)的河流，生態(tài)需水最小、適宜、理想三級指標(biāo)計(jì)算方法：水文學(xué)法采用90%保證率最枯月平均流量法。統(tǒng)計(jì)分析典型河段多年天然最枯月平均流量，提出全國各分區(qū)河道最小、適宜和理想生態(tài)環(huán)境需水量。黃河干流生態(tài)需水量研究計(jì)算時(shí)段劃分：春季魚類產(chǎn)卵期、豐水期、枯水期；計(jì)算方法：采用

Tennant法和最枯月流量法兩種方法取值：整合并提出干流各控制斷面生態(tài)需水量建議黃河干流生態(tài)需水量研究Tennant法：代表水文系列選擇：河流水生態(tài)較健康的50年代實(shí)測資料作為多年平均流量的基準(zhǔn)值計(jì)算。生態(tài)需水量百分?jǐn)?shù)的選?。焊鶕?jù)各河段的生態(tài)功能，確定比值。重要生態(tài)功能區(qū)40－60%；一般20－40%。最小不低于10%。黃河干流生態(tài)需水量研究最枯月流量法選擇河流代表性較好的長系列水文實(shí)測資料排頻計(jì)算，選取90%保證率最枯月流量作為河道內(nèi)生態(tài)需水量。（四）項(xiàng)目環(huán)評最小生態(tài)需水量應(yīng)用實(shí)例1、長江某供水工程環(huán)評（長江所）2、內(nèi)蒙某供水工程環(huán)評（中科院）3、新疆某調(diào)水工程環(huán)評（新疆院）實(shí)例1長江某供水工程1、工程任務(wù)：向城鄉(xiāng)及灌區(qū)供水2、工程規(guī)模：水庫總庫容1.5億，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫；3、生態(tài)保護(hù)目標(biāo)：無重要保護(hù)目標(biāo)4、水資源配置：實(shí)例1

河道內(nèi)最小生態(tài)需水計(jì)算：（1）生態(tài)基流：（2）最小月流量：（3）取值：實(shí)例1河道內(nèi)生態(tài)需水評價(jià)：最小生態(tài)需水的下泄方式：設(shè)施、運(yùn)用原則水資源開發(fā)利用程度評價(jià)結(jié)論：生態(tài)需水可滿足目前國家有關(guān)規(guī)定，工程泄放措施可保證生態(tài)需水下泄。實(shí)例2內(nèi)蒙某調(diào)水工程1、工程任務(wù)：城鎮(zhèn)工業(yè)供水2、工程規(guī)模：水源水庫庫容9400萬方，為多年調(diào)節(jié)水庫3、生態(tài)保護(hù)目標(biāo)：水生生物、下游濕地湖泊2、水資源配置：實(shí)例2內(nèi)蒙某調(diào)水工程4、河道內(nèi)生態(tài)需水計(jì)算：（1）最小下泄流量：實(shí)例2內(nèi)蒙某調(diào)水工程（2）滿足水環(huán)境用水：實(shí)例2內(nèi)蒙某調(diào)水工程（4）最小流量取值：（5）評價(jià)實(shí)例3新疆某調(diào)水工程1、工程任務(wù)：跨流域向城市、工業(yè)、生態(tài)供水2、工程規(guī)模：水源水庫庫容為2100萬方調(diào)節(jié)性能為不完全年調(diào)節(jié)。3、生態(tài)保護(hù)目標(biāo)：下游天然河谷林、保護(hù)區(qū)、保護(hù)魚類、重要生境產(chǎn)卵場、河口濕地等。4、水資源配置：實(shí)例3新疆某調(diào)水工程5、河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算（1）計(jì)算斷面：調(diào)水?dāng)嗝?、下游控制斷面?）計(jì)算指標(biāo)：最小下泄流量、最小下泄水量、調(diào)出河流水資源開發(fā)利用程度上限。（3）計(jì)算方法：T法、90%最枯月法、生境調(diào)查法實(shí)例3新疆某調(diào)水工程1、生態(tài)基流計(jì)算（1）最小流量T法：90%最枯月流量（2）最小水量實(shí)例