生态环境建设与生态水文学资料
第十二章水文学与生态环境-资料
12.2.2.2 植被生态环境需水量计算方法
根据植被生态环境需水的特性，可以把其计算 方法分成两大类（左其亭，2019）。
（1）直接计算方法，是以某一区域某一类型植被的面积 乘以需水定额，计算得到的水量即为生态环境需水量。 该方法适用于基础工作较好的地区与植被类型，其计算 的关键是要确定不同覆被类型的需水定额。
Zuo Qiting
12.2.2 生态环境需水量计算方法综述
12.2.2.1 河流生态环境需水量计算方法
（1）标准流量设定法
是根据河流流量，把按照一定统计标准对应的流量值 作为河流基本流量值。如，蒙大拿法（Montana法）， 是将多年平均径流量的百分比作为一定保护目标下的 流量需求（丰华丽等，2019）；7Q10法，是将近10 年最枯月平均流量或90％保证率最枯月平均流量作为 河流基本流量设计值。
水量计算可采用间接计算方法（左其亭、陈曦， 2019）。根据湖泊和湿地的实际情况，可以把湖 泊或湿地分成：无植物水面区、有植物沼泽区和 有植物旱地区。
Zuo Qiting
（1）无植物水面区
其蒸发可直接通过水面蒸发观测值换算求得。设湖区 Φ20cm蒸发皿观测的月蒸发量为He（mm），选择 折算系数k，无植物水面区面积为F1，则蒸发量为：
Zuo Qiting
12.1.2 生态环境与水的联系
下面将从不同的角度来介绍水对生态环境 的影响和作用。 （1）水是生态环境存在的基础
水是一切细胞和生命组织的主要成分，是构成自 然界一切生命的重要物质基础。
无论自然界环境条件多么恶劣，只要有水的保证， 就可能有生态环境-资料
第十二章 水文学与生态环境
主要内容 12.1
生态环境的概念及其与水的联系
生态水文学考试资料
生态水文学考试资料一。
名词解释1.水量平衡：是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。
2.可能最大降水：系指在现代的地理环境和气候条件下，特定的区域在特定的时段内，可能发生的最大降水量。
3.水循环：是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断的发生相态转换和周而复始运动的过程。
4.引潮力：引潮力指月球和太阳对地球上单位质量的物体的引力，以及地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力，这两种力组成的合力，是引起潮汐的原动力。
5.潮汐：海水周期性的涨退现象称为潮汐。
（潮汐是指海水在天体引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐。
）6.流量：指单位时间内通过某一断面的水量。
7.径流：流域的降水，由地面与地下汇入河网，流出流域出口断面的水流，称为径流。
8.洋流：即海流，是指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平的或垂直的向另一海区大规模的非周期性的运动。
9.正常年径流量：天然河流的水量经常在变化，各年的径流量也有大有小，实测各年径流量的平均值，称为多年平均径流量，如果统计的实测资料年数增加到无限大时，多年平均流量将趋于一个稳定的数值，此称为正常年径流量。
10. 流域滞时：定义为净雨过程的重心到流域出口流量过程线的重心之时间距。
11.黑潮：北赤道洋流遇到大陆后，一部分向北在太平洋西部海域，西部海域形成势力强大的高温、高盐的透明度大的高速的洋流。
（起源于吕宋岛）二。
简答题1.水循环机理⑴水循环服从于质量守恒定律。
⑵太阳辐射与重力作用，是水循环的基本动力⑶水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈。
⑷全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统。
⑸地球上的水分在交替循环过程中，总是溶解并携带着某些物质一起运动，诸如溶于水中的各种化学元素、气体以及泥沙等固体杂质等。
生态水文学
5.3关键功能区重要生物对主要 生境要素的生态响应
5.3.1 生态关键种对主要生境要素变化过 程的响应 主要研究： （1）主要生境要素扰动对初级生产力的定 量变化； （2）主要生境要素扰动对关键初级消费者 （如许水蚤、砂壳虫等）种群动力学的影响；
（3）主要生境要素扰动对浮游植物初 级生产力与主要初级消费者之间能量流动 和转换效率的定量影响； （4）主要生境要素扰动对底栖动物 （如寡毛类、河蚬等）存活、次级生产力 和能量转换的影响。
（ 2 ）流域调水对河口生境要素水力学 特征变化规律影响研究 在分析河口生境要素水力学特征现状 的基础上，探索流域调水对河口生境要素 水力学特征的作用，研究调水条件下潮流 流速过程的变化、盐水入侵时空分布和淡、 盐水混合度的变化以及水体浑浊度变化特 征；
（3 ）大型水利工程对水力学要素动态 变化规律的综合影响研究 在以上研究基础上，建立大型水利工 程和运营调度方式对水力学结构作用机制 模型，探索大型水利工程对流域生境水力 学特征要素变化规律的综合作用。
5.3.4 重要生物种生活史关键阶段主要生境 要素阈值研究 主要研究： （ 1 ）维持浮游植物正常生长和繁殖所 需要的主要生境要素阈值测定； （ 2 ）维持初级消费者关键种繁殖和早 期发育所需要的主要生境要素阈值测定； （ 3 ）维持重要经济资源生物种繁殖和 早期发育所需要的主要生境要素阈值调查 和测定。
（3） 生态功能区的划分 结合上述的生物特征和生境要素调查， 按照依据、原则和方法，确定各关键生态 功能区的范围，并提出区划报告，作出各 关键生态功能区分布图，并对每一区域的 特征进行描述。
5.1.3流域生态功能区生态系统结构特 征研究 （1）关键生态功能区主要生境要素的测 定； （2）关键生态功能区主要生物群落结构 调查、 （3）重要经济资源生物种的资源生物学 调查。
生态水文学导论(4)
• 植物体内水分的运输
• 一、水分运输的途径
• 首先水分从土壤溶液进入根部，通过皮层薄壁细 胞，进入木质部的导管和管胞中；然后水分沿着 木质部向上运输到茎或叶的木质部；接着，水分 从叶片木质部末端细胞进入气孔下腔附近的叶肉 细胞细胞壁的蒸发部位；最后，水蒸气就通过气 孔蒸腾出去。 • 水分在茎、叶细胞内的运输也有两种途径：(1) 经过死细胞；(2)经过活细胞
• 影响气孔运动的因素
− 光照：一般情况下，气孔在光照下张开，在黑暗中关闭 − 温度：气孔开度一般随温度的上升而增大 − 二氧化碳 ：低浓度二氧化碳促进气孔张开；高浓度二氧 化碳能使气孔迅速关闭
− 叶片含水量 ：当白天蒸腾强烈，保卫细胞失水过多，即 使在光照下气孔还是关闭。
• 影响蒸腾作用的内外因条件
• 细胞的水势
− 典型细胞水势是由3个势组成的 − w = +p +m
− w为细胞的总水势，为渗透势，p为压力势，m为 衬质势
− 渗透势就是溶液的化学势，是由于溶质颗粒的存在， 降低了水的自由能，因而其化学势低于纯水的化学势
− 压力势是由于细胞壁压力的存在而增加的水势
− 衬质势(即基质势)是细胞胶体物质亲水性和毛细管对 自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示 。形成 液胞的细胞，其衬质势很小 ，通常省略不计 。因而， 上式简化为 − w = +p − 细胞含水量不同，细胞体积会发生变化(尤其是嫩叶和 细胞壁未木质化的细胞)，渗透势和压力势因之也发生 改变
• 叶片的蒸腾作用有两种方式
− 角质蒸腾
− 气孔蒸腾
• 气孔蒸腾
• 经过气孔的蒸腾速率
− 在叶片上，水蒸气通过气孔的蒸腾速率要比同面积的 自由水面的蒸发速率快得多
第五章水环境生态学资料
第五章水环境生态与陆地生态系统的环境相比，水生态系统是以水作为系统的环境因素。
水的密度决定了水生生物在构造上的许多特点。
由于水的密度大于空气，许多小型生物如浮游生物可以悬浮在水中，借助水的浮力渡过它们的一生。
水的比热较大，导热率低，因此水温的升降变化比较缓慢，温度相对稳定，通常不会出现陆地那样强烈的温度变化。
水的另一个重要特性是40C时密度最大，低于40C时密度反而变小，因此冰结在水面而不下沉，冰下的水温始终保持在冰点以上（40C），既使在严寒的气候条件下，水生生物仍可在冰层下生活不致冻死，保持着正常的生态功能。
水还是一种良好的溶剂，不但酸、碱可以溶解在水中，一些有机物也能溶于水中，这就保证了水生生物得以正常的生长和发育。
但是，水中的氧气含量较陆地环境少，光照条件也比陆地差。
因此，水中溶解氧的含量和光照常成为水生生物生活和分布的限制因子，水的理化特征使水生生态系统有其独特的系统结构和功能。
第一节水环境生态特征水生生态系统由水生生物和非生物环境两大部分组成，其中水生生物包括指生产者、消费者、分解者，如图5.1.1所示。
气候因子：光照、温度、水分、空气等环境条件无机物质：C、H、O、N、P及矿物质盐分等有机物质：碳水化合物、蛋白质、脂类及腐殖质等水生态系统生产者：水生大型植物、藻类、光合细菌等水生生物消费者：原生动物、微型后生动物等无脊椎动物，鱼类等脊椎动物分解者：大部分的细菌和真菌图5.1.1水生生态系统的组成一. 生产者水生的高等植物、藻类和自氧细菌等生产者的主要特点是利用太阳等能源，将简单无机物合成为复杂有机物的自养生物。
1. 水生植物（aquatic vacuolar plants）水生植物一般指水生高等维管束植物，主要有三种生态类型：（1）漂浮植物漂浮植物身体组织结构疏松，充满空气，能完全漂浮水面，通过光合作用吸收水中的氮、磷元素及部分重金属，有净化水体的功能，它们在湖泊、池塘和水流缓慢的沟渠中生长，耐有机污染，如凤眼莲、水浮莲、浮萍等（图5.1.2）。
生态水文学ppt课件
• 植物通过气孔生理特性来控制水分运动，气孔通过增 加和减少叶的水蒸气传导性来对光、温度、CO2和
叶水势的变化做出响应。影响植物蒸腾的最主要的环 境因子就是植物吸收的净辐射。
• 水分在植物体内运输及其调控机理都属植物水分关系 的范畴，因此植物水分关系是生态水文学的基础。
•
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
• 1998年9月22 - 24日，在捷克的LIBLICE召开了ERB 的第7次会议，会议的主题是“变化环境中流域的水 文和生物地球化学过程”,2000年在比利时的GENT 召开了ERB第8次研究会议。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一章 引言
• 1.1 生态水文学的研究起源及进展
• 水资源可持续性的要求
• 1.1.1 生态水文学的孕育阶段(20世纪中叶 至90年代初期)
• 1957年Odum研究了河源系统的能量预算问题，
Margalef提出了生物演替(Biological Succession) 概念 。生物发生带(Biozoonenotic Zone)概念
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
参考书籍
• 李振基、陈小麟等 《生态学》 • 刘云国、李小明主编 《环境生态学导论》 • 金岚主编《环境生态学》 • Andrew J. Baird, Robert L. Wilby 著，赵文智，王
• 湿地以其水陆交替的地貌特征，具有特殊的生态水 文特征，最丰富的生物多样性和较高的生物生产力， 而且因其对气候变化与人类活动影响的异常敏感 性 ，成为地球上生态系统演变最为剧烈的场所之 一
环境水文学
湿地植物种 植开发利用
湿地生态旅 游业的发展
Part Five 湿地对环境的影响
净化环境：以物理的吸附作用、生物的降解作用和化学合成与分解；
蓄积水资源，提供水资源；
调节气候：吸附CO2、SO2等气体，固定碳，释放氧气 消除城市热岛效应；
降低光污染，吸收噪音；
良好的生态系统，增加生物多样性，促进环境的稳定； 筛选改良物种，保存了良好的基因特性；
溶解氧； 潮汐波；生物量； 碎屑；营养物循环
增加湖泊的深度和广度； 减少点源、非点源污染； 迁移富营养沉积物； 消除过多草类；生物调控 疏浚河道；切断污染源 增加非点源污染净化带 防止侵蚀沉积
禁止矿物开采；严禁滥伐 控制不合理建设；减少废物堆积
河流、河缘湿 地
红树林湿地
THANK YOU FOR WATCHING
湿地类型
低位沼泽
恢复的表现指标
恢复策略
减少营养物输入；恢复高地下水 水文（水藻、水温、水周期）； 位 营养物（N、P）； 草皮迁移；割草及清除灌丛 动物（珍稀及濒危动物）；生物量； 恢复对富含Ca、Fe地下水的排 植被（盖度、优势种） 泄
湖泊
富营养化； 溶解氧； 水质； 沉积物毒性； 鱼体化学品含量；外来物种 河水水质；混浊度 鱼类毒性；沉积物
Part Six 湿地恢复措施
① 提高地下水位来养护沼泽，改善水 禽栖息地
② 增加湖泊的深度和广度以扩大湖容， 增加鱼的产量，增强调蓄功能 ③ 迁移湖泊、河流中的富营养沉积物 以及有毒物质以净化水质
④ 恢复泛滥平原的结构和功能以利于 蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及 户外娱乐区
Part Six典型的湿地类型及其恢复方式
带，带有静止或流动、或为
《生态学水环境》PPT课件
水的特性和 水分子之间 形成由许多 水分子缔合 在一起的集 合体有关。
➢ 4、特性之四：反常膨胀 4℃时密度最大 ，冰的密 度比水小。
南极洲气候酷寒，内 陆高原年均气温在零 下56℃，然而水底的 鱼却可愉快地生存
由于冰的密度小于水，厚 厚的冰块浮在水面，很好 地阻止了水与空气的热量 交换，保证了水底温度在 4℃左右。
世界旅游胜地敦煌由于生态环境 恶化，过度开采地下水，导致党河、疏 勒河下游断流，沙化面积平均每年增 加近2万亩。“沙进人退”趋势如不得到 遏制，敦煌有可能成为人类历史上第 二个楼兰古国，世界文化遗产莫高窟 和国家级风景名胜区月牙泉也将不复 存在。为此，酒泉市、敦煌市正紧急采 取措施，以免重蹈楼兰覆辙。
按照年降水和年径流的多少，全国大致可划分为水资源 条件不同的5 个地带：
➢多雨-丰水带 ➢湿润-多水带 ➢半湿润-过渡带 ➢半干旱-少水带 ➢干旱-干涸带
• 多年变化
丰枯变化规律 根据全国53个有长系列年降水和年径流资 料的测站的模比系数差积曲线分析，全国水资源丰枯变 化规律大致可归纳为三种类型：
《生态学水环境》PPT课 件
第一节 概述
一、水的特性
➢ 1、特性之一： 水是无色透明的
水➢ 是漂无浮色生透物明的。对于水生植物的光合作用及 水➢ 中浮的游各生种物生物具有重要意义。 ➢ 自游生物 ➢ 底栖生物
➢ 2、特性之二： 水的溶解和分散作用
各在物约质30被m分L水散中在，水分中别，加都入没半有药发匙生下质列的物变化。因 此质，，水用能玻使璃大棒部搅分拌物，质比在较水它中们形的成溶一解种性分散体系。
• 各大洲的水资源
• 主要国家人均、亩均径流水量（1985）
• 水资源开发利用形势
水资源在不同地区、不同年份和不同季节的分配极不均 衡。工农业不断发展，人口的急剧增加和生活水平的提 高，不合理利用水和浪费水的现象则较为严重。许多国 家与地区，不断增长的需水量与有限的水资源之间的矛 盾日益突出。目前世界上60％的地区面临淡水不足的困 境，40多个国家的水资源严重匮缺。有的国家大量排放 污水造成的水资源污染，不仅更加加剧了水源不足的矛 盾，而且使世界生态环境受到破坏，直接威胁着人类自 身的健康和生存条件。
生态水文与水环境关系研究
生态水文与水环境关系研究导言水是生态系统中至关重要的组成部分，对于维持生态平衡、生物生存和人类生活具有重要意义。
随着工业化和城市化的进程，水环境面临着越来越大的压力和挑战。
生态水文与水环境关系的研究变得愈发重要，以帮助我们更好地理解水文过程和生态环境之间的相互影响，为有效管理和保护水资源提供科学依据。
本文将围绕生态水文与水环境关系展开讨论，探究二者之间的相互作用和影响，并提出一些可能的解决方案。
一、生态水文与水环境关系的概念1.生态水文学生态水文学是研究地表水和地下水与生态系统之间相互作用的学科。
它不仅研究水文过程对生态环境的影响，还研究生态系统的变化对水文过程的影响。
生态水文学的研究内容包括水文循环、水文过程、生态系统结构和功能，以及二者之间的关系，旨在促进生态系统与水文过程的和谐发展。
2.水环境关系水环境关系是指水资源与周围环境的相互关系，包括水与土壤、植被、动物等生物的相互作用，以及水质与环境因素对水生生物的影响。
水环境关系的研究旨在探究水资源对生态环境的影响以及环境对水资源的影响，为维护水环境的稳定和健康提供科学依据。
二、生态水文与水环境关系的相互作用1.水文过程对生态环境的影响(1)径流对水生生物的影响水文过程中的径流是生态系统的重要组成部分，它为水生生物提供了生存的环境和条件。
径流的变化对水生生物的生长和繁殖具有重要影响，例如干旱使得水生生物缺乏水资源而难以生存，而洪水则可能冲走水生生物的栖息地和食物来源。
水文过程对于维持水生生物的生态平衡至关重要。
(2)水文循环对生态系统的影响水文循环是生态系统中的重要环节，它调节了土壤、植被和水体之间的水分平衡，影响了生态系统的结构和功能。
水文循环的变化会改变植被的生长状况、土壤的湿度和气候条件，从而影响生态系统的稳定性和健康。
水文循环对生态系统的影响是不可忽视的。
2.生态环境对水文过程的影响(1)植被对水文过程的影响植被对水文过程的影响主要表现在植被的蒸腾作用和根系对土壤保持水分的作用。
生态水文档
1.湿地的主要生态水文过程（生态水文学ppt8、9）湿地就是被水淹没的地区或在充分长的时段中被地表水和地下水饱和的地区，使适应于饱和土壤条件的植物繁殖起来，从而形成不同于相邻陆地的独特植被（水生植物）和土壤（含氢土壤）。
湿地生态水文过程研究进展于文颖[1]周广胜[2]迟道才[1]徐德增[3]2. 森林生态系统水文过程（生态水文学ppt6）森林生态系统：由森林植被与其环境相互作用而形成的复合有机体。
二、森林生态系统的水文过程水循环是森林生态系统物质传输的主要过程, 在森林植被与生态环境相互作用和相互影响中，水文过程是最为重要的方面之一。
同时，森林植被又是影响生态系统中水分循环的重要因素, 不同的植被类型、数量及空间格局对水分循环过程的影响也不同。
揭示森林变化对流域水文过程的影响, 将为不同地区森林变化对区域水调节作用提供重要信息，为森林生态工程的建设和森林保护提供科学依据。
（一）森林对降水的影响１.林冠层对降水的截留林冠截持大气降水和截持雨水的蒸发在森林生态系统水文循环和水量平衡中占有重要地位。
森林的林冠截留效应一般通过林冠截留率(截留量占同期降雨量的百分比值)来反映。
我国学者对地跨我国南北不同气候带及其相应的森林植被类型林冠截留率的分析研究表明，截留率变动范围在11.4%－34.3%，变动系数6.68%－55.05%。
林冠截流率受多种因素的影响, 其中包括①降雨频率、②降雨强度、③降雨历时、④树种、⑤林分密度、⑥林冠构筑型等方面。
统计表明，在相似森林覆盖度下,林冠截留率一般规律是：针叶林＞阔叶林，落叶林＞常绿林，复层异龄林＞单层林。
林冠截留损失具有时间和空间异质性，因此如何建立描述林冠截留的理论和模型，并将其整合到流域水文模型中是林冠截留研究的目标。
2.森林地被物层对降水的再分配经过多个冠层到达地被物层的林内降水, 一部分被截持, 一部分入渗到土壤中, 另一部分则可能发生水平位移, 形成地表径流。
生态环境建设与生态水文学资料
2、生态水文学
2.1 概念与属性
生态环境建设中的水问题及其研究已成为生产实践 中急需解决的问题之一。 “生态水文学（Eco-hydrology）”一词应用而生 “生态水文学”就是以生态系统为对象，重点研究 和解决生态环境建设中的水问题，并将水文学知识应 用于生态环境建设和生态系统管理的一门学科。在科 学体系上，它属于地球科学范畴，是生态学与水文学 的交叉学科，是水文学的一个分支 。
1、生态环境建设与水文关系
1.2 相关的水科学问题
• 区域水文水资源情势决定生态环境质量
区域水文水资源条件决定区域生态环境类型 稳定生态系统的维持受制于水的供给状况 水文水资源的变化导致生态系统的失衡 “生态环境用水”问题广为关注 • 生态系统的变化影响区域水文水资源情势 区域水文循环与水量平衡 区域水资源数量及其分配 区域洪水与干旱 区域水资源开发利用和保护
3 黄土高原生态水文效应研究
3.2 区域水土保持对黄河径流量的影响评价 泥沙与水资源利用 黄河每年要用200亿m3～250亿m3的
水冲沙，约占黄河天然径流量的35%～43%。据研究，黄 河河道每输1t泥沙约需用水10m3～30m3，平均按20m3计算。 70～90年代，河龙区间水土保持减沙1.43亿t～2.63亿t， 相当于减少黄河输沙用水38.6亿m3～52.6亿m3，扣除水土 保持措施直接减水量，区域水土保持相对增加黄河可利 用径流量33亿m3～48亿m3。
3 黄土高原生态水文效应研究
3.2 区域水土保持对黄河径流量的影响评价 水土保持对径流量作用特点
20世纪50年代到现在，区域人类活动从70年代初开始 使各支流地表径流量有明显地减少，这与黄河开始频繁 断流的时间基本同步。水土保持措施减少径流量的强度 以汛期最大，其次为年，对枯水期径流量影响相对较小。
生态水文学
黑龙江大学水利电力学院heilongjiangdaxueshuilidianl ixueyuan河道治理中的生态水利应用探究学校：黑龙江大学学院：水利电力学院班级：水工一班姓名：苗广超学号：20135206河道治理中的生态水利应用探究摘要：传统的河道治理对自然生态环境造成了不同程度的破坏，不仅降低了原有景观效果，更使流域环境的可供人类居住能力减小。
生态水利是在水利工程建设和治理中考虑原有生态环境的保护，主张把河流变成流域生态系统的骨干的方式。
生态水利的实现更注重因地制宜。
生态水利运用在现代河道治理中，即构建生态河堤，规划自然化河流，把河道治理和自然生态环境紧密的衔接在一起。
关键词：河道治理；生态水利；生态河堤；自然化河道治理经历了长期的发展，规划设计人员能根据人类不同的需求进行河流规划治理，以达到预期功效，但是对于环境的破坏和影响却被传统河道治理所忽视。
在生存环境日益恶劣的今天，运用生态水利的理念改进河道治理方法，显得尤为重要。
1 传统河道治理对生态环境的影响简析在传统的河道设计中，往往只是单独的考虑河道本身的功用，很少涉及到河道的生态环境保护功能，对河道与周边的历史、社会、人文、生态环境的协调置之不顾，常导致河道在周边环境中的孤立性，与环境不相协调。
而且在传统的河道治理中，为了节约素材和标准化，护坡结构采用了硬质的浆砌石或者混凝土结构，更有甚者在全断面采用刚性材料，造成河道功用的单一化，破坏了原有的生物系统，造成了原有系统中从景观到生态功用的缺失，原生态的河道与环境的协调美感遭到破坏。
传统河道治理的不利影响从层次上可划分为三个方面，即对环境景观的破坏，对人类生存环境的破坏以及对生态环境的不利影响。
三个方面是分层次的递进关系。
2 生态水利概析2.1 生态水利简述生态水利是指在水利建设中做到构建水利枢纽的同时，也构建相应的生态系统，使河流成为一健全生态系统的骨干。
生态水利的实现不仅要研究水力水文特性，还要研究生态系统中生物种群与河流的依存关系。
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1、生态环境建设与水文关系
1.2 相关的水科学问题
• 区域水文水资源情势决定生态环境质量
区域水文水资源条件决定区域生态环境类型 稳定生态系统的维持受制于水的供给状况 水文水资源的变化导致生态系统的失衡 “生态环境用水”问题广为关注 • 生态系统的变化影响区域水文水资源情势 区域水文循环与水量平衡 区域水资源数量及其分配 区域洪水与干旱 区域水资源开发利用和保护
生态环境建设
与
生态水文学
1、生态环境建设与水文关系
1.1 生态环境建设 一切旨在保护、恢复和改善生态系统的建设工 作的统称。它更强调改善生态环境的积极行动， 也涵盖了比生态恢复与重建更为广泛的内容。 根据我国有关文件，它主要包括天然林和草原 的保护、水土流失治理、荒漠化防治、草原建 设和生态农业建设等。如同“水土保持” 一样， 生态环境建设是一个具有中国特色的词汇。
2、生态水文学
2.2 研究内容
生态水文观测与实验研究 生态水文分析与计算方法 维持生态系统平衡的水分条件 生态环境治理的水文效应 生态环境建设与水旱灾害防治
2、生态水文学
2.2 研究方法
研
对比分析法
究
方
法
模拟分析法
时间序列对比分析法
对比观测分析法 成因分析法 黑箱模型法 水文概念模型法
区域水土保持主体措施的减水量
70～90年代，河龙区间水土保持主体措施年均减少入 黄水量分别为4.68、4.86和5.83亿m3，分别占区间同期 年天然径流量的8.3、 10.0和11.4%，仅占黄河流域同期 年天然径流量的0.8、 0.8和 1.1%。表明：区域水土保 持减少的水量占黄河径流量的比例很小，不足以引起黄 河径流量发生巨大变化。
2、生态水文学
2.3 与其他学科的关系 • 生态学与生态水文学 • 水文学与生态水文学 • 恢复生态学与生态水文学 • 水土保持学与生态水文学
3 黄土高原生态水文效应研究 3.1 水土流失治理对小流域水文环境效应
产流规律 地表产流模数(R)与次降水量(P)关系， 治理流域：R=aPb ；对比流域：R=a+bP
3 黄土高原生态水文效应研究
3.2 区域水土保持对黄河径流量的影响评价 水土保持对径流量作用特点
20世纪50年代到现在，区域人类活动从70年代初开始 使各支流地表径流量有明显地减少，这与黄河开始频繁 断流的时间基本同步。水土保持措施减少径流量的强度 以汛期最大，其次为年，对枯水期径流量影响相对较小。
结论 目前治理水平下，区域水土保持的减水作用对黄
河径流量影响非常有限，但严重的水土流失导致黄河水 少沙多和输沙用水量巨大,制约了黄河水资源开发利用。 必须加强黄土高原的水土流失治理。
3 黄土高原生态水文研究 3.3 区域植被建设的土壤水分效应
土层深度(cm) 土层深度(cm)
4 0
100
深 200 层 300 土 壤 400 含 水 500 量 背 600 景 700
非保护区土壤含水量/% 11.38 8.54 7.92 7.83 7.52 8.64
5a 生沙打旺地土壤含水量/% 10.14 6.80 6.04 6.02 8.44 7.49
基本结果
不同植被恢复方式（人工恢复与自然封育恢复）对
5～10m土层含水量影响不同。高产深根系人工植被造成 植物赖以生长的土壤水分状况恶化，土壤含水量低至凋 萎湿度，形成深厚的土壤干层。它影响了土壤资源的土 地生产力和可持续利用，可能使土壤水与地下水的交换 减弱。而自然封育恢复的林草植被并未使土壤含水量明 显降低，且不易造成土壤干层。
对比流域
3 黄土高原生态水文研究
3.1 水土流失治理的小流域水文环境效应
径流量 综合治理使地表产流模数和径流系数减小。 年径流：平均减少40 ~ 50%，枯水年60%，丰水年40% 次径流：0<I <10mm/h，产流模数减少56%；
30
10<I30<30mm/h，减小33%；I30>30mm/h，减小11% 洪水过程 小流域产洪次数减少、地表产流模数年际变 率增大；暴雨产流开始时间滞后、产流持续时间缩短和瞬 时流量及洪峰流量降低以致消失。但水土保持几乎不能使 A型暴雨产流开始时间和洪峰出现时间滞后。 水分循环规律 综合治理加强了小流域内水的生物小循 环，流域整体入渗能力提高（30%）。使年径流量季节分 配均匀，枯季径流量占年径流量的比例提高，但并未使地 下径流量增加。
植被建设对策：
实行植被的自然恢复。
以植被自然地带性规律为基础，选育适生品种，实 行人工草的隔带种植，控制人工林密度。
土 壤 水 分 测 定
请提意见
非常感谢
2001.5 富县 穆
土壤含水量(%)
8 12 16 20 24
2 0
100
洛川
长武 灌 200
安塞 靖边
木
固原 林
300
地 土
400
壤 500 含
水 600
量
700
土壤含水量(%)
4
6
8
10
荒坡 刺槐 油松
800
800
900
900
1000 图1 黄土高原10米土层土壤含水量剖面
1000 图5 安塞乔木林10m土层土壤含水量剖面
3 黄土高原生态水文效应研究
3.2 区域水土保持对黄河径流量的影响评价 泥沙与水资源利用 黄河每年要用200亿m3～250亿m3的
水冲沙，约占黄河天然径流量的35%～43%。据研究，黄 河河道每输1t泥沙约需用水10m3～30m3，平均按20m3计算。 70～90年代，河龙区间水土保持减沙1.43亿t～2.63亿t， 相当于减少黄河输沙用水38.6亿m3～52.6亿m3，扣除水土 保持措施直接减水量，区域水土保持相对增加黄河可利 用径流量33亿m3～48亿m3。
2、生态水文学
2.2 研究内容
基础性研究：生态水文过程相互作用规律研究，分析 二者相互作用机理，为生态环境建设提供参照和参考， 属认识世界的范畴。 应用性研究： 生态水分条件和水资源背景研究，如何 开发和利用有利的水分条件，促进和加速生态恢复。在 黄土高原干旱缺水，气候和植被的过渡特征、丘陵地貌 使水热局地分异特征，决定了生态恢复生态水文背景的 复杂性，植被类型结构和布局确立的困难性。生态环境 建设的水文效应研究，如同土壤水力曲线，其吸湿过程 和退水过程并不一致，相同的水势，吸湿过程与退水过 程中土壤持水量并不一致。研究重点是评价流域或区域 生态建设对水文系统的单项或综合影响；预测不同建议 模工对水文系统的可能影响，确定和选择好的模式。
水是生态系统的基本要素。生态环境建设也直接影响水文情势
2、生态水文学
2.1 概念与属性
生态环境建设中的水问题及其研究已成为生产实践 中急需解决的问题之一。 “生态水文学（Eco-hydrology）”一词应用而生 “生态水文学”就是以生态系统为对象，重点研究 和解决生态环境建设中的水问题，并将水文学知识应 用于生态环境建设和生态系统管理的一门学科。在科 学体系上，它属于地球科学范畴，是生态学与水文学 的交叉学科，是水文学的一个分支 。
人工灌木林地和草地 土壤水分
植被自然恢复地土壤水分
土层深度/m 林缘草地/高原子午岭林区林草地土壤含水量
0～1 1～2 2～3 3～4 4～5
15.60 16.48 15.98 20.12 16.12
14.20 16.36 18.64 20.34 22.66
9.34 11.92 13.88 14.58 13.98
13.82 16.12 16.40 --
--
1～5 平均 16.86 18.44 12.74 15.45
表 5 宁夏固原云雾山草原保护与非保护区土壤含水量
土层深度 /m
0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 平均
保护区土壤含水量/%
13.28 10.24 9.38 9.14 7.92 9.99