河流生态流量计算方法及其评述

河流生态流量计算方法及其评述

发表时间：2017-09-21T11:44:03.347Z 来源：《防护工程》2017年第12期作者：范世杰叶梓健邓杰烽陈毓灵张宇东邓绍欣

[导读] 日后需进行基于生态物理过程实验的研究，以便更全面掌握河流生态需水的机理，从而提出更加适合我国的河流生态流量的计算方法。

华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642

摘要：河流生态需水研究涉及生态学、水文学、环境科学等，近年来成为了国内外的研究热点。本文回顾国内外生态需水的研究成功，对外常用计算方法的优缺点和适用条件进行总结，以期为计算河流流量的方法选取提供参考。

关键词：生态流量；计算方法；评述

1 引言

随着水资源开发程度不断加强，水利工程建设改变了河流水文情势[1]。水资源开发过程中，如缺乏正确的生态价值观指导，河流生物栖境将遭受破坏，在提高水资源利用效益的同时，如何保护河流生态环境已成为迫切需要研究的课题[3]。现阶段人们普遍认为，为河道预留足够的流量满足生态环境的用水需求，是保护河流生态稳定的有效途径，合理估算河流生态流量十分必要。河流生态流量的计算方法一般分为水力学法、基水文学方法、栖息地法和整体分析法[2]。本文对国内外常用的河流生态流量计算方法进行总结评述，以期为估算河流流量的方法选取提供参考。

2 国内外研究进展

2.1国外研究状况

美国是最早研究河流生态需水的国家，在20世纪40年代提出了避免河流生态系统退化的河流最小环境流量。最开始，研究学者多根据水文资料开展河流生态流量计算，提出了一些水文学方法，例如Tennant法，后来，根据河道断面资料确定河流所需的生态流量，形成了水力学法，例如美国科罗拉多州水利局提出了R2-Cross法。90年代之后，生态系统需水研究成为了全球关注的热点，河流生态流量的基本理论不断得到论证，原有的计算方法也得到改进和完善，这时期也出现了部分新的计算方法，如南非BBM法[4]。

2.2 国内研究状况

我国有关河流生态需水的研究最早可追溯到20世纪70年代，该时期主要集中在最小河流生态流量估算方法的研究，水利部长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是这阶段研究成果的典型代表。20世纪80年代，由于水体污染日益恶化，国务院环境保护委员会在《关于防治水污染技术政策的规定》提出在水资源规划时要保证改善水质所需的环境用水，这阶段研究主要集中在宏观规划战略方面

[5]。从20世纪90年代以来，由于西北内陆生态环境恶化问题日益突出，国内学者开始着重对西北干旱、半干旱区的生态需水进行研究

[6]。近年来，在南水北调水资源配置工程以及全国水资源开发规划中，生态需水都逐渐成为水资源配置和水资源开发必须考虑的部分，河流生态需水也不断受到人们的重视和成为水资源的研究热点[7]。

3 常用生态流量计算方法比较

目前我国常用的河流生态流量计算方法主要有湿周法、R2-Cross法、改进7Q10法、NGPRP法、Tennant法、栖息地模拟方法和整体分析法，各方法的使用基础数据、应用条件、优缺点详见表1。

表1 常用的河流生态流量估算方法比较

4 结论和建议

我国的水资源丰富但时空分布不均匀，水资源开发与生态环境保护的矛盾日益突出，生态环境用水常被国民经济用水挤占，引发了一系列的生态环境问题，如何协调好国民经济用水与生态环境用水已显得尤其重要。

从流域上看，国内对河流生态需水的研究多集中干旱和半干旱地区，如黄河、辽河等流域，对水资源相对丰沛的流域的研究较少，随着水质性缺水问题日益突出，对水质性缺水的流域的河流生态流量进行研究较为迫切。同时，对缺乏实测水文资料和水生物资料的小型河流生态流量研究也亟须加强。

目前，生态流量相关研究基本停留在理论和方法研究层面，关于生态流量泄放管理和泄放生态流量后的效果的研究比较匮乏，建议日后的生态流量研究多针对生态流量管理和泄放后效果，对建有小水电的河流泄放生态流量应考虑小水电的发电效益损失情况。

国内生态需水计算大多按照全年统一的标准，但部分地区雨旱、季降雨分明，如广东，河流流量相差较大，如全年按照同一个生态流

量泄放会导致旱季天然来水流量无法满足生态流量泄放，生态流量计算不具可行性。建议根据水生生物的不同繁育越冬生命周期，雨季和旱季采用不同的生态流量标准。

我国生态流量计算方法多直接延用外国的研究成果，日后需进行基于生态物理过程实验的研究，以便更全面掌握河流生态需水的机理，从而提出更加适合我国的河流生态流量的计算方法。

参考文献

[1]崔保山，杨志峰.湿地生态环境需水量研究[J].环境科学学报.2002(02):219-224.

[2]张强，崔瑛，陈永勤.基于水文学方法的珠江流域生态流量研究[J].生态环境学报.2010(08):1828-1837.

[3]叶植滔，周买春.广东丘陵区小型河流生态需水量多种方法估算[J].人民长江.2016(19):6-11.

[4]杨志峰，张远.河道生态环境需水研究方法比较[J].水动力学研究与进展(A辑).2003(03):294-301.

[5]王西琴，刘昌明，杨志峰.生态及环境需水量研究进展与前瞻[J].水科学进展.2002(04):507-514.

[6]刘昌明.中国21世纪水供需分析_生态水利研究[J].中国水利.1999,10:18-20.

[7]潘扎荣，阮晓红，周金金，等.河道生态需水量研究进展[J].水资源与水工程学报.2011(04):89-94.